Приготування сумішей за допомогою ультразвуку
Широко застосовується ультразвук для приготування однорідних сумішей (гомогенізації). Ще в 1927 році американські вчені Лімус і Вуд виявили, що якщо дві незмішувані рідини (наприклад, масло і воду) злити в одну мензурку і піддати опроміненню ультразвуком, то в мензурки утворюється емульсія, тобто дрібна суспензія масла у воді. Подібні емульсії відіграють велику роль в промисловості: це лаки, фарби, фармацевтичні вироби, косметика. Широке впровадження такого методу приготування емульсій в промисловість почалося після винаходу рідинного свистка.
Застосування ультразвуку в біології.
Здатність ультразвуку розривати оболонки клітин знайшла застосування в біологічних дослідженнях, наприклад, при необхідності відокремити клітку від ферментів. Ультразвук використовується також для руйнування таких внутрішньоклітинних структур, як мітохондрії і хлоропласти з метою вивчення взаємозв'язку між їх структурою і функціями (аналітична цитологія). Інше застосування ультразвуку в біології пов'язане з його здатністю викликати мутації. Дослідження, проведені в Оксфорді, показали, що ультразвук навіть малої інтенсивності може пошкодити молекулу ДНК. Штучне цілеспрямоване створення мутацій грає велику роль в селекції рослин. Головна перевага ультразвуку перед іншими мутагенами (рентгенівські промені, ультрафіолетові промені) полягає в тому, що з ним надзвичайно легко працювати.
Застосування ультразвуку для діагностики.
Ультразвукові коливання при поширенні підкоряються законам геометричної оптики. У однорідному середовищі вони поширюються прямолінійно і з постійною швидкістю. На кордоні різних середовищ з неоднаковою акустичною щільністю частина променів відбивається, а частина заломлюється, продовжуючи прямолінійне поширення. Чим вище градієнт перепаду акустичної щільності граничних середовищ, тим більша частина ультразвукових коливань відбивається. Так як на межі переходу ультразвуку з повітря на шкіру відбувається відображення 99,99% коливань, то при ультразвуковому скануванні хворого необхідно змазування поверхні шкіри водним желе, яке виконує роль перехідної середовища. Відображення залежить від кута падіння променя (найбільше при перпендикулярному напрямку) і частоти ультразвукових коливань (при більш високій частоті більша частина відбивається).
Для дослідження органів черевної порожнини і заочеревинного простору, а також порожнини малого таза використовується частота 2,5 - 3,5 МГц, для дослідження щитовидної залози використовується частота 7,5 МГц.
Генератором ультразвукових хвиль є пьезодатчик, який одночасно грає роль приймача відображених ехосигналів. Генератор працює в імпульсному режимі, посилаючи близько 1000 імпульсів в секунду. У проміжках між генеруванням ультразвукових хвиль пьезодатчик фіксує відбиті сигнали.
В якості детектора або трансдюсора застосовується складний датчик, що складається з декількох сотень дрібних пьезокристалла, що працюють в однаковому режимі. У датчик вмонтована фокусуються лінза, що дає можливість створити фокус на певній глибині.
Використовуються три типи ультразвукового сканування: лінійне (паралельне), конвексний і секторне. Відповідно датчики або трансдюсори ультразвукових апаратів називаються лінійні, конвексний і секторні. Вибір датчика для кожно...
