Upload
aurimas-peckauskas
View
666
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Ultragarso fizika
Andrius Macas
KAUNAS ECHO-Projektas
Garsas yra banga
Ultragarso fizika: Kas yra garsas?
Garso slėgio
variacija
Atmosferos
slėgis
KAUNAS ECHO-Projektas
• Vibracijos keliauja per medžiagą kaip banga
• Garsas juda visomis kryptimis.
Ultragarso fizika: Kas yra garsas?
KAUNAS ECHO-Projektas
• Ultragarsas tai akustinė (garso) energija pagal savo formą,
kurios dažnis didesnis už žmogaus girdimą garsą.
• Didžiausias dažnis, kurį žmogus girdi – apytiksliai 20
tūkstančių ciklų per sekundę (20,000 Hz)
Ultragarso fizika: Kas yra ultragarsas?
Infragarsas Garsas Ultragarsas
Žemi bosai Gyvūnai ir chemija
Medicina ir destrukcija
Diagnostika
KAUNAS ECHO-Projektas
- Skirtingas
- Garsas sklinda 4,4 greičiau vandenyje nei ore
- Skirtingu greičiu sklinda skirtingo tankio medžiagose
Ultragarso fizika: Koks yra garso greitis?
KAUNAS ECHO-Projektas
Kaip “veikia” ultragarsas?
Garso bangos siunčiamos kūnu. Bangos
atspindimos tose vietose, kur keičiasi
audinio tankis
(ribos tarp audinių)
Bangos sugrįžimo laikas leidžia nustatyti
atspindėjusio bangą paviršiaus gylį.
Ultragarso fizika: Ultragarso bangos
KAUNAS ECHO-Projektas
Davikliu registruojamos atspindėtos bangos verčiamos
elektriniais impulsais, vėliau apdorojamos centriniame
procesoriuje ir perduodamas vaizdas į ekraną.
Perduoda
Laukia
Priima
Ultragarso fizika: Vaizdo gavimas
KAUNAS ECHO-Projektas
• Ciklų skaičius per sekundę
• Vienetai - Hercai
• Svyruoja tarp 2-20Mhz
– šiuo metu net 1-34 Mhz
Ultragarso fizika: Dažnis
2 1 0
Žemas
dažnis
Aukštas
dažnis
Sekundės
KAUNAS ECHO-Projektas
- Amplitude apibūdinamas bangos
stiprumas/intensyvumas
- Bangos aukštis
- Bangos aukštis mažėja didėjant gyliui
Bangos aukštis
Ultragarso fizika: Amplitudė
KAUNAS ECHO-Projektas
Dažnis lemia vaizdo kokybę:
– Aukštesnis dažnis - geresnė skiriamoji geba
(rezoliucija)
– Žemesnis dažnis – blogesnė skiriamoji geba
Ultragarso fizika: Dažnis
KAUNAS ECHO-Projektas
Ultragarso fizika: Dažnis
Daviklio dažnis:
– Aukštesnis dažnis – blogesnė skvarba
– Žemesnis dažnis – gilesnė skvarba
– Signalo (bangos) gesimas priklauso nuo
dažnio
– Daviklio dažnis žymimas mega hercais (MHz)
KAUNAS ECHO-Projektas
– Greitis, kuriuo garsas sklinda medžiaga (cm/s)
– Apsprendžiamas medžiagos tankio ir standumo
• Greičiausias – tankiuose, kietuose kūnuose
• Lėčiausias – ore ir dujose
– Vidutinis ultragarso sklidimo greitis kūne 1540
m/s.
C=340 m/s C=1500 m/s C=5130 m/s
Oras Vanduo Metalai
Ultragarso fizika: Kas yra greitis?
KAUNAS ECHO-Projektas
– Atspindėjimas (Reflection)
– Transmisija (Transmission)
– Susilpninimas (Attenuation)
– Išbarstymas (Scattering)
Ultragarso fizika: Ultragarso sąveika su audiniais
KAUNAS ECHO-Projektas
• Vertindamas laiką:
– Sistema vertina trukmę iki kol sugrįžta spindulys iki
daviklio
– Žinomas ultragarso sklidimo greitis (priimtas kaip
konstanta)
– Greitis audiniuose skaičiuojamas kaip 1540 m/s.
Ultragarso fizika: Kaip aparatas nustato atspindžio gylį?
Greitis = Atstumas x laikas
2
KAUNAS ECHO-Projektas
Davikliai
• Sudedamosios dalys (pjezoelektrinis kristalas,
dangalai)
• Daviklių pavadinimai formuojami pagal jų
veikimo dažnį ir tipą (L12-4, S4-1, C5-1)
• Didesnis dažnis – geresnė rezoliucija (skiriamoji
geba)
• Geresne rezoliucija – geriau gali atskirti objektus
(geresnė kokybė)
• Davikliai tik 1 proc. laiko siunčia (pulsuoja)
signalą, o “klausosi” – 99 proc. laiko
KAUNAS ECHO-Projektas
Skenavimo tipai
• Linijinis – spindulys perkeliamas
• Juda į šonus
– Stačiakampis “paveikslėlis”
• Sektorinis – Spindulys sukasi
– Matomas “pyrago” vaizdas
KAUNAS ECHO-Projektas
Daviklių tipai (I)
• Linijiniai (kraujagysliniai)
• Sektoriniai:
– Gaubti, lenkti (pilviniai)
– Fazinio masyvo (kardiologiniai)
– 3 D davikliai
KAUNAS ECHO-Projektas