Do you have any knowledge of ultrasound related technology?

Basic Introduction:

Ultrasound is a sound wave with a frequency higher than 20000 Hz, which is further divided into power ultrasound and detection ultrasound in practical applications. It has good directionality, strong penetration ability, and is easy to obtain concentrated sound energy. It can propagate over long distances in high-density solids and liquids, and can be used for ranging, industrial testing, medical ultrasound, cleaning, welding, drilling, gravel, sterilization and disinfection, etc.

Scientists refer to the number of vibrations per second as the frequency of sound, which is measured in hertz (Hz). The frequency of sound waves that can be heard by our human ears is between 20Hz and 20000Hz. When the vibration frequency of sound waves is less than 20Hz or greater than 20000Hz, we cannot hear them. Therefore, we refer to sound waves with frequencies above 20000 hertz as' ultrasonic waves'. The ultrasonic frequency commonly used for medical diagnosis ranges from 1 MHz to 10 MHz.

Theoretical research shows that under the same amplitude conditions, the energy of an object's vibration is directly proportional to the vibration frequency. When ultrasonic waves propagate in a medium, the frequency of particle vibration in the medium is very high, resulting in a large amount of energy. In the dry winter of northern China, if ultrasonic waves are introduced into a water tank, the intense vibration will cause the water in the tank to break into many small droplets. Then, a small fan can be used to blow the droplets into the room, which can increase indoor air humidity, This is the principle of ultrasonic humidifiers. For diseases such as pharyngitis and tracheitis, it is difficult to use blood flow to reach the affected area with medication. Using the principle of a humidifier to atomize the medication and allow the patient to inhale can improve the therapeutic effect. The enormous energy of ultrasound can also cause stones in the human body to undergo intense forced vibrations and shatter, thereby alleviating pain and achieving the goal of healing. Ultrasound is widely used in medicine, such as color ultrasound, B-ultrasound, and lithotripsy (such as gallstones, kidney stones, eye bags, etc.), which can also damage bacterial structures and disinfect items.

Generation method:

Sound waves are the form of propagation of mechanical vibration states (or energy) of objects. The so-called vibration refers to the round-trip motion of particles of a substance near their equilibrium position. For example, after the drum surface is struck, it vibrates up and down, and this vibration state propagates in all directions through the air medium, which is called sound wave. Ultrasound refers to a sound wave with a vibration frequency greater than 20000 Hz, and its frequency per second is very high, exceeding the general upper limit of human hearing (20000 Hz). People refer to this kind of invisible sound wave as ultrasound.초음파와 가청음은 본질적으로 동일하며, 이들의 공통적인 특징은 일반적으로 에너지 전파의 한 형태인 종파로서 탄성 매질에서 전파되는 기계적 진동 모드입니다. 차이점은 초음파는 주파수가 높고 파장이 짧으며 일정한 거리 내에서 직선을 따라 전파할 때 빔과 방향성이 좋다는 점이다. 현재 복부 초음파 영상에 사용되는 주파수 범위는 2~5MHz이며, 일반적으로 많이 사용되는 주파수는 3~3.5MHz(초당 1진동은 1Hz, 1MHz=10^6Hz, 즉 초당 100만 진동이며, 가청파의 주파수는 16-20000Hz 사이입니다).

반사, 굴절, 회절 및 산란과 같은 매질에서 초음파의 전파 법칙은 가청 음파의 전파 법칙과 근본적으로 다르지 않습니다. 그러나 초음파의 파장은 매우 짧아 불과 몇 센티미터 또는 수천분의 1밀리미터에 불과합니다. 가청 음파와 비교할 때 초음파는 많은 이상한 특성을 가지고 있습니다. 전파 특성 - 초음파의 파장은 매우 짧고 일반적인 장애물의 크기는 초음파보다 몇 배 더 큽니다. 따라서 초음파는 회절 능력이 약하고 균일한 매질에서 직선 방향으로 전파될 수 있다. 초음파의 파장이 짧을수록 이 특성은 더 중요합니다.동력 특성 - 소리가 공기 중에 전파될 때 공기 중의 입자를 앞뒤로 진동시켜 입자에 일을 합니다. 음력은 음파가 작동하는 속도를 나타내는 물리량입니다. 같은 강도에서 음파의 주파수가 높을수록 그 힘이 커집니다.

초음파는 주파수가 높기 때문에 일반 음파에 비해 그 위력이 매우 높다. 캐비테이션 - 초음파가 액체에 전파되면 액체 입자의 강한 진동으로 인해 액체 내부에 작은 공동이 생성됩니다. 이 작은 공동은 빠르게 팽창하고 닫히며 액체 입자 사이에 격렬한 충돌을 일으켜 수천에서 수만 기압의 압력을 초래합니다. 입자 사이의 강렬한 상호 작용은 액체의 온도를 갑자기 증가시켜 좋은 교반 효과를 제공하여 두 개의 비혼화성 액체(예: 물과 기름)를 유화하고 용질의 용해를 가속화하며 화학 반응을 가속화할 수 있습니다.액체에서 초음파의 작용으로 인해 발생하는 다양한 효과를 초음파의 캐비테이션 효과라고 합니다.

2 이상의 주파수 × 10kHz의 음파. 초음파의 생성, 전파, 수신 및 다양한 초음파 효과와 응용을 연구하는 음향학의 한 분야를 초음파라고 합니다. 초음파를 발생시키는 장치로는 기계식 초음파 발생기(가스 호루라기, 사이렌, 액체 호루라기 등), 전자기 유도와 작용의 원리를 이용하여 만든 전기 초음파 발생기, 강자성 물질의 자기 변형 효과.