超声基础知识
光通维持率超声基础部分
人耳能感知的声波频率范围为20—20000Hz。低于20Hz者称为雌声波,高于20000Hz者称为超声波。医用诊断用超声波的范围多在1—15MHz。二十四画品
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超声波是机械波。可由多种能量通过换能器转变而成。医用超声波是由压电晶体(压电陶瓷等)产生。压电晶体在交变电场的作用下发生厚度的交替改变,即机械振动。其振动频率与交变电场的变化频率相同。当电场交变电频率等于压电晶片的固有频率时其电能转换为声能(电—声)效率最高,即振幅最大。
压电晶体只有两种可逆的能量转变效应。上述在交变电场的作用下,由电能转换为声能,称为逆压电效应。相反,在声波机械压力交替变化的作用下,晶体变形而表面产生正负电位交替变化,称压电效应。
超声探头(换能器)中的压电晶片,在连接电极电压交替变化的作用下产生逆压电效应,称为超声发生器;而在超声波机械压力下产生压电效应,又成为超声波接收器。这是超声波产生和接收的物理学原理。两个估计
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2.超声波物理特性及其在介质中传播的主要物理量有哪些?它们之间有何关系?能源污染(1)频率(frequency):质点单位时间内振动的次数称为频率(f)。
(2)周期(cycle):波动传播一个波长的时间或一个整波长通过某一点的时间(T)。
(3)波长(wavelength):声波在同一传播方向上,两个相邻的相位相差2π的质点间的距离为波长(λ)。
(4)振幅(amplitude):振动质点离开平衡位置的最大位移称振幅,或波幅(A)。
(5)声速(velocity of sound,sound velocity):单位时间内,声波在介质中传播的距离称声速(C)。介质不同,超声在介质中的声速度也不同,但是在同一介质中,诊断频段超声波的声速可认为相同。声波在介质中的传播速度与介质的弹性系数(k)和介质密度(ρ)有关。其声速与k和ρ比值的平方根成正比,即
式中C为声速,E为杨式模量。