21-asr radioelektronika, atom, kosmik tadqiqotlar va ultratovush asridir. Bugungi kunda ultratovush fani nisbatan yosh. 19-asrning oxirida rus fiziologi P. N. Lebedev o'zining birinchi tadqiqotlarini o'tkazdi. Shundan so'ng ko'plab taniqli olimlar ultratovushni o'rganishni boshladilar.
Ultratovush nima?
Ultratovush - bu muhit zarralari yaratadigan tarqaladigan to'lqinli tebranish harakati. U o'ziga xos xususiyatlarga ega, bunda u eshitiladigan diapazonning tovushlaridan farq qiladi. Ultrasonik diapazonda yo'n altirilgan nurlanishni olish nisbatan oson. Bundan tashqari, u yaxshi fokuslanadi va buning natijasida tebranishlarning intensivligi oshadi. Qattiq jismlarda, suyuqliklarda va gazlarda tarqalayotganda, ultratovush texnologiya va fanning ko'plab sohalarida amaliy qo'llanilishini topgan qiziqarli hodisalarni keltirib chiqaradi. Bugungi kunda hayotning turli sohalarida roli juda katta bo'lgan ultratovush nima.
Ultratovushning fan va amaliyotdagi oʻrni
So'nggi yillarda ultratovush ilmiy tadqiqotlarda o'ynay boshladitobora muhim rol o'ynaydi. Akustik oqimlar va ultratovushli kavitatsiya sohasida eksperimental va nazariy tadqiqotlar muvaffaqiyatli o'tkazildi, bu olimlarga suyuqlik fazasida ultratovush ta'sirida yuzaga keladigan texnologik jarayonlarni ishlab chiqishga imkon berdi. Bu fizika kabi bilim sohasidagi turli hodisalarni o'rganishning kuchli usuli. Ultratovush, masalan, yarimo'tkazgichlar va qattiq jismlar fizikasida qo'llaniladi. Bugungi kunda kimyoning "ultratovushli kimyo" deb nomlangan alohida bo'limi shakllanmoqda. Uning qo'llanilishi ko'plab kimyoviy-texnologik jarayonlarni tezlashtirish imkonini beradi. Molekulyar akustika ham tug'ildi - tovush to'lqinlarining materiya bilan molekulyar o'zaro ta'sirini o'rganadigan akustikaning yangi tarmog'i. Ultratovushni qo'llashning yangi sohalari paydo bo'ldi: golografiya, introskopiya, akustoelektronika, ultratovush fazasini o'lchash, kvant akustika.
Bu boradagi tajriba va nazariy ishlar bilan bir qatorda bugungi kunda koʻplab amaliy ishlar amalga oshirildi. Maxsus va universal ultratovushli mashinalar, ortib borayotgan statik bosim ostida ishlaydigan qurilmalar va boshqalar ishlab chiqilgan. Ishlab chiqarish liniyalariga kiritilgan avtomatik ultratovush qurilmalari ishlab chiqarishga joriy qilingan, bu esa mehnat unumdorligini sezilarli darajada oshirishi mumkin.
Ultratovush haqida batafsil
Keling, ultratovush nima ekanligi haqida koʻproq gaplashamiz. Biz allaqachon bu elastik to'lqinlar va tebranishlar ekanligini aytdik. Ultratovush chastotasi 15-20 kHz dan ortiq. Eshitishimizning sub'ektiv xususiyatlari ultratovush chastotalarining pastki chegarasini aniqlaydi, bu esauni eshitiladigan tovush chastotasidan ajratib turadi. Shuning uchun bu chegara shartli bo'lib, har birimiz ultratovush nima ekanligini boshqacha belgilaydi. Yuqori chegara elastik to'lqinlar, ularning jismoniy tabiati bilan ko'rsatilgan. Ular faqat moddiy muhitda tarqaladi, ya'ni to'lqin uzunligi gazda mavjud bo'lgan molekulalarning o'rtacha erkin yo'lidan yoki qattiq va suyuqliklardagi atomlararo masofadan sezilarli darajada katta bo'lishi kerak. Gazlardagi normal bosimda ultratovush chastotalarining yuqori chegarasi 109 Hz, qattiq va suyuqliklarda - 1012-10 13 Hz.
Ultratovushli manbalar
Ultratovush tabiatda koʻplab tabiiy shovqinlarning (palapartishlik, shamol, yomgʻir, suzuvchi toshlar, shuningdek, momaqaldiroq bilan birga keladigan tovushlar va boshqalar) tarkibiy qismi sifatida ham, ajralmas qismi sifatida ham uchraydi. hayvonot dunyosi. Hayvonlarning ba'zi turlari uni kosmosda yo'n altirish, to'siqlarni aniqlash uchun ishlatadi. Delfinlar tabiatda ultratovushdan foydalanishlari ham ma'lum (asosan 80 dan 100 kHz gacha bo'lgan chastotalar). Bunday holda, ular tomonidan chiqarilgan joylashuv signallarining kuchi juda katta bo'lishi mumkin. Delfinlar bir kilometr uzoqlikdagi baliq to‘dalarini aniqlay olishi ma’lum.
Ultratovush emitentlari (manbalari) 2 ta katta guruhga bo'lingan. Birinchisi, generatorlar bo'lib, ularda doimiy oqim yo'lida o'rnatilgan to'siqlar mavjudligi sababli tebranishlar qo'zg'atiladi - suyuqlik yoki gaz oqimi. Ultratovush manbalarini birlashtirish mumkin bo'lgan ikkinchi guruhoqim yoki elektr kuchlanishidagi berilgan tebranishlarni akustik to'lqinlarni atrof-muhitga chiqaradigan qattiq jism tomonidan yaratilgan mexanik tebranishga aylantiruvchi elektroakustik o'zgartirgichlar.
Ultratovushli qabul qiluvchilar
O'rta va past chastotalarda ultratovushli qabul qiluvchilar ko'pincha piezoelektrik turdagi elektroakustik transduserlardir. Ular tovush bosimining vaqtga bog'liqligi sifatida ko'rsatilgan qabul qilingan akustik signalning shaklini takrorlashi mumkin. Qurilmalar mo'ljallangan dastur shartlariga qarab keng polosali yoki rezonansli bo'lishi mumkin. Vaqt bo'yicha o'rtacha ovoz maydoni xususiyatlarini olish uchun termal qabul qiluvchilar ishlatiladi. Ular tovushni yutuvchi modda bilan qoplangan termistorlar yoki termojuftlardir. Ovoz bosimi va intensivligini ultratovush yordamida yorug'likning diffraktsiyasi kabi optik usullar bilan ham aniqlash mumkin.
Ultratovush qayerda ishlatiladi?
Ultratovushning turli xususiyatlaridan foydalangan holda uni qoʻllashning koʻplab sohalari mavjud. Ushbu hududlarni taxminan uchta hududga bo'lish mumkin. Ulardan birinchisi ultratovush to'lqinlari yordamida turli xil ma'lumotlarni olish bilan bog'liq. Ikkinchi yo'nalish - uning moddaga faol ta'siri. Uchinchisi esa signallarni uzatish va qayta ishlash bilan bog'liq. Har bir holatda ma'lum bir chastota diapazonidagi AQSH qo'llaniladi. Biz u oʻz yoʻlini topgan koʻp sohalardan faqat bir nechtasini yoritamiz.
Ultrasonik tozalash
Bu tozalash sifatini boshqa usullar bilan solishtirib boʻlmaydi. Ehtiyot qismlarni yuvishda, masalan, ifloslantiruvchi moddalarning 80% ga yaqini ularning yuzasida qoladi, taxminan 55% - tebranish bilan tozalash, taxminan 20% - qo'lda tozalash va ultratovush bilan tozalashda 0,5% dan ko'p bo'lmagan ifloslantiruvchi moddalar qoladi. Murakkab shaklga ega bo'lgan detallarni faqat ultratovush yordamida yaxshi tozalash mumkin. Uni qo'llashning muhim afzalligi - yuqori mahsuldorlik, shuningdek, jismoniy mehnatning arzonligi. Bundan tashqari, siz qimmat va yonuvchan organik erituvchilarni arzon va xavfsiz suvli eritmalar bilan almashtirishingiz, suyuq freon va hokazolardan foydalanishingiz mumkin.
Havoning kuyik, tutun, chang, metall oksidi va boshqalar bilan ifloslanishi jiddiy muammodir. Atrof-muhit namligi va haroratidan qat'i nazar, gaz rozetkalarida havo va gazni ultratovush yordamida tozalashingiz mumkin. Agar ultratovushli emitent changni cho'ktirish kamerasiga joylashtirilsa, uning samaradorligi yuzlab marta oshadi. Bunday tozalashning mohiyati nimada? Havoda tasodifiy harakatlanadigan chang zarralari ultratovush tebranishlari ta'sirida bir-biriga kuchliroq va tez-tez uriladi. Shu bilan birga, ularning birlashishi tufayli ularning hajmi ortadi. Koagulyatsiya - bu zarrachalarning kengayish jarayoni. Maxsus filtrlar ularning vaznli va kattalashtirilgan klasterlarini ushlaydi.
Moʻrt va oʻta qattiq materiallarga ishlov berish
Agar siz ultratovush, abraziv materiallar yordamida ishlov beriladigan qism va asbobning ishchi yuzasi orasiga kirsangiz, ish paytida abraziv zarralar.emitter bu qismning yuzasiga ta'sir qiladi. Bunday holda, material yo'q qilinadi va olib tashlanadi, turli yo'n altirilgan mikro ta'sirlar ta'sirida qayta ishlanadi. Qayta ishlash kinematikasi asosiy harakat - kesish, ya'ni asbob tomonidan amalga oshiriladigan uzunlamasına tebranishlar va yordamchi - mashina bajaradigan besleme harakatidan iborat.
Ultratovush turli ishlarni bajarishi mumkin. Abraziv donalar uchun energiya manbai uzunlamasına tebranishlardir. Ular qayta ishlangan materialni yo'q qiladi. Oziqlantirish harakati (yordamchi) aylana, ko'ndalang va bo'ylama bo'lishi mumkin. Ultrasonik ishlov berish aniqroq. Abrasivning don hajmiga qarab, u 50 dan 1 mikrongacha bo'ladi. Har xil shakldagi asboblardan foydalanib, siz nafaqat teshiklarni, balki murakkab kesimlarni, kavisli boltalarni ham qilishingiz, o'yib chizishingiz, maydalashingiz, matritsalar qilishingiz va hatto olmosni burg'ulashingiz mumkin. Abrasiv sifatida ishlatiladigan materiallar - korund, olmos, kvarts qumi, chaqmoqtosh.
Radioelektronikada ultratovush
Texnologiyada ultratovush koʻpincha radioelektronika sohasida qoʻllaniladi. Bu sohada ko'pincha boshqasiga nisbatan elektr signalini kechiktirish kerak bo'ladi. Olimlar ultratovushli kechikish liniyalaridan (qisqacha LZ) foydalanishni taklif qilish orqali yaxshi yechim topdilar. Ularning harakati elektr impulslarining ultratovushli mexanik tebranishlarga aylanishiga asoslanadi. Bu qanday sodir bo'ladi? Gap shundaki, ultratovush tezligi elektromagnit tebranishlar tomonidan ishlab chiqilganidan ancha past. Pulsteskari elektr mexanik tebranishlarga aylantirilgandan so'ng kuchlanish liniyaning chiqishida kirish impulsiga nisbatan kechiktiriladi.
Piezoelektrik va magnitostriktiv transduserlar elektr tebranishlarini mexanik va aksincha aylantirish uchun ishlatiladi. LZ mos ravishda piezoelektrik va magnitostriktivga bo'linadi.
Tibbiyotda ultratovush
Tirik organizmlarga ta'sir qilish uchun ultratovushning har xil turlari qo'llaniladi. Tibbiyot amaliyotida uni qo'llash hozir juda mashhur. U biologik to'qimalarda ultratovush ular orqali o'tganda yuzaga keladigan ta'sirga asoslangan. To'lqinlar muhit zarralarida tebranishlarni keltirib chiqaradi, bu esa o'ziga xos to'qimalar mikromassajini yaratadi. Va ultratovushning so'rilishi ularning mahalliy isishiga olib keladi. Shu bilan birga, biologik muhitda ma'lum fizik-kimyoviy o'zgarishlar sodir bo'ladi. Ovozning o'rtacha intensivligida bu hodisalar qaytarilmas zarar keltirmaydi. Ular faqat metabolizmni yaxshilaydi va shuning uchun ularga ta'sir qiladigan tananing hayotiy faoliyatiga hissa qo'shadi. Bunday hodisalar ultratovush terapiyasida qo'llaniladi.
Jarrohlikdagi ultratovush
Kavitatsiya va yuqori intensivlikdagi kuchli isitish to'qimalarning nobud bo'lishiga olib keladi. Ushbu ta'sir bugungi kunda jarrohlikda qo'llaniladi. Fokuslangan ultratovush jarrohlik operatsiyalari uchun ishlatiladi, bu esa atrofdagilarga zarar bermasdan, eng chuqur tuzilmalarda (masalan, miya) mahalliy vayron bo'lishiga imkon beradi. Ultratovush tekshiruvi jarrohlikda ham qo'llaniladiish uchi fayl, skalpel, igna kabi ko'rinadigan asboblar. Ularga yuklangan tebranishlar bu asboblarga yangi sifatlar beradi. Kerakli kuch sezilarli darajada kamayadi, shuning uchun operatsiyaning travmatizmi kamayadi. Bundan tashqari, analjezik va gemostatik ta'sir namoyon bo'ladi. Ultratovush yordamida to'mtoq asbob bilan urish tanada paydo bo'lgan ayrim turdagi neoplazmalarni yo'q qilish uchun ishlatiladi.
Biologik to'qimalarga ta'sir qilish mikroorganizmlarni yo'q qilish uchun amalga oshiriladi va dori vositalari va tibbiy asboblarni sterilizatsiya qilish jarayonlarida qo'llaniladi.
Ichki organlarni o'rganish
Asosan biz qorin bo'shlig'ini o'rganish haqida gapiramiz. Buning uchun maxsus qurilma qo'llaniladi. Ultratovush yordamida turli to'qimalar va anatomik anomaliyalarni topish va aniqlash mumkin. Muammo ko'pincha quyidagicha bo'ladi: malign o'smaga shubha qilingan va uni yaxshi yoki yuqumli lezyondan ajratish kerak.
Ultratovush jigarni tekshirishda va oʻt yoʻllarining toʻsiqlari va kasalliklarini aniqlash, shuningdek, oʻt pufagini tekshirish, undagi toshlar va boshqa patologiyalarni aniqlashni oʻz ichiga olgan boshqa vazifalarni bajarishda foydalidir. Bundan tashqari, jigar sirrozi va boshqa keng tarqalgan yaxshi xulqli kasalliklarni aniqlash uchun testlardan foydalanish mumkin.
Ginekologiya sohasida, asosan, tuxumdonlar va bachadonni tahlil qilishda, ultratovush tekshiruvidan foydalanish uzoq vaqt.ayniqsa muvaffaqiyatli amalga oshirilayotgan asosiy yo'nalish. Ko'pincha, bu erda benign va malign shakllanishlarni farqlash ham kerak, bu odatda eng yaxshi kontrastni va fazoviy o'lchamlarini talab qiladi. Shunga o'xshash xulosalar boshqa ko'plab ichki organlarni o'rganishda foydali bo'lishi mumkin.
Stomatologiyada ultratovushdan foydalanish
Ultratovush stomatologiyada ham o'z yo'lini topdi, u erda tosh toshni olib tashlash uchun ishlatiladi. Bu sizga tezda, qonsiz va og'riqsiz blyashka va toshni olib tashlash imkonini beradi. Shu bilan birga, og'iz bo'shlig'i shilliq qavati shikastlanmaydi va bo'shliqning "cho'ntaklari" dezinfektsiyalanadi. Bemorda og'riq o'rniga issiqlik hissi paydo bo'ladi.
