超聲基礎理論知識

超聲基礎理論知識匯報人：<XXX>2024-01-04contents目錄超聲波的基本概念超聲波的產(chǎn)生與接收超聲波的應用領域超聲波的物理特性超聲波的傳播特性超聲波的圖像處理技術(shù)01超聲波的基本概念超聲波：通常是指頻率高于20000赫茲的聲波，人耳無法聽到。超聲波的傳播需要介質(zhì)，可在氣體、液體和固體中傳播。超聲波的波長短，方向性強，具有較好的穿透能力和能量集中特性。超聲波的定義

超聲波的特性高頻振蕩超聲波的頻率較高，振蕩周期短，能量集中。傳播方向性強由于波長短，超聲波的傳播方向較為集中，便于定向發(fā)射和接收。穿透能力和能量集中超聲波能夠穿透介質(zhì)，并具有能量集中的特點，便于對物質(zhì)進行檢測和無損探傷。可分為低頻超聲波、中頻超聲波和高頻超聲波。按頻率分類按波形分類按應用領域分類可分為縱波、橫波、表面波和板波等?？煞譃獒t(yī)用超聲波、工業(yè)用超聲波、科學用超聲波等。030201超聲波的分類02超聲波的產(chǎn)生與接收超聲波的產(chǎn)生超聲波是由換能器產(chǎn)生的，換能器通過電信號的激勵，將電能轉(zhuǎn)換為機械振動，從而產(chǎn)生超聲波。壓電效應壓電效應是超聲波產(chǎn)生的基本原理，某些材料（如石英、鈦酸鋇等）在電場的作用下會發(fā)生形變，這種形變反過來又會產(chǎn)生電場，這種相互作用的效應可以用來產(chǎn)生超聲波。磁致伸縮效應磁致伸縮效應也是一種產(chǎn)生超聲波的方法，當磁場發(fā)生變化時，某些材料會發(fā)生形變，這種形變可以用來產(chǎn)生超聲波。超聲波的產(chǎn)生原理超聲波在傳播過程中遇到障礙物會產(chǎn)生反射和散射，通過檢測反射和散射回來的聲壓信號，可以判斷障礙物的位置和大小。聲壓檢測聲速是超聲波的一個重要參數(shù)，通過測量超聲波在介質(zhì)中的傳播速度，可以判斷介質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)。聲速測量為了提高超聲波的接收效率，需要將接收器與換能器之間的聲阻抗進行匹配，使得聲波能夠更好地傳遞到接收器中。聲阻抗匹配超聲波的接收原理壓電式換能器是最常用的超聲波換能器，它利用壓電效應將電能轉(zhuǎn)換為機械振動。壓電式換能器磁致伸縮換能器利用磁致伸縮效應將電能轉(zhuǎn)換為機械振動，它具有較高的轉(zhuǎn)換效率和較寬的頻率響應范圍。磁致伸縮換能器超聲波的換能器03超聲波的應用領域超聲波能夠清晰地顯示人體內(nèi)部器官的形態(tài)、大小、位置及病變情況，對于腫瘤、炎癥、結(jié)石等疾病的診斷具有重要意義。醫(yī)學診斷是超聲波應用的重要領域之一。超聲波可以無創(chuàng)、無痛地檢測人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為醫(yī)生提供準確的診斷依據(jù)。超聲波在醫(yī)學診斷中主要用于腹部、婦科、心血管、淺表器官等方面的檢查，如肝、膽、胰、脾、腎等臟器的形態(tài)和功能檢測，以及子宮、卵巢等婦科器官的檢查。醫(yī)學診斷

無損檢測無損檢測是指在不影響被檢測對象使用性能的前提下，利用物理或化學方法對材料、零件或產(chǎn)品的表面及內(nèi)部進行非破壞性檢測。超聲波在無損檢測中主要用于檢測金屬材料、復合材料、陶瓷材料等非金屬材料的內(nèi)部缺陷，如裂紋、氣孔、夾雜物等。超聲波無損檢測具有精度高、可靠性好、檢測速度快等優(yōu)點，廣泛應用于航空航天、汽車、船舶、電力、化工等領域。在工業(yè)檢測中，超聲波主要用于檢測材料的厚度、硬度、彈性模量等物理性能，以及檢測產(chǎn)品中的缺陷和裂紋等。超聲波工業(yè)檢測具有非接觸、無損、高效等優(yōu)點，廣泛應用于鋼鐵、有色金屬、玻璃、塑料等領域。工業(yè)檢測是超聲波應用的另一個重要領域。超聲波檢測技術(shù)可以對各種材料和產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測和控制。工業(yè)檢測04超聲波的物理特性聲波在介質(zhì)中傳播的速度，與介質(zhì)的密度和彈性模量有關(guān)。在人體組織中，聲速約為1540m/s。描述介質(zhì)對聲波的阻力，由介質(zhì)的密度和聲速共同決定。在人體組織中，聲阻抗差異可用于區(qū)分不同的組織類型。聲速與聲阻抗聲阻抗聲速聲波在傳播過程中，由于介質(zhì)對聲能的吸收和散射，導致聲能逐漸減弱。衰減程度與介質(zhì)的密度、彈性、聲波頻率等因素有關(guān)。衰減聲波在傳播過程中，由于介質(zhì)的不均勻性，導致聲波的傳播方向發(fā)生變化。擴散程度與介質(zhì)的均勻性和聲波頻率有關(guān)。擴散衰減與擴散多普勒效應：當聲源與接收器之間存在相對運動時，接收器接收到的聲波頻率會發(fā)生變化。在超聲診斷中，多普勒效應可用于檢測血流速度和方向。多普勒效應05超聲波的傳播特性反射當超聲波遇到不同介質(zhì)時，會在界面處發(fā)生反射，反射波的能量會按照入射波的能量分配定律進行分配。折射當超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時，會發(fā)生折射，折射角與入射角、介質(zhì)之間的聲速有關(guān)。反射與折射散射當超聲波遇到小顆?；驓馀輹r，會發(fā)生散射，散射波向各個方向傳播，導致能量分散。繞射當超聲波遇到障礙物時，會發(fā)生繞射，繞射波能夠繞過障礙物繼續(xù)傳播。散射與繞射干涉與衍射干涉當兩列頻率相同的超聲波相遇時，會發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉波的振幅會發(fā)生變化，產(chǎn)生加強或減弱的效果。衍射當超聲波遇到障礙物時，會發(fā)生衍射現(xiàn)象，衍射波會繞過障礙物繼續(xù)傳播，衍射波的強度和方向與障礙物的形狀和尺寸有關(guān)。06超聲波的圖像處理技術(shù)通過調(diào)整像素的亮度或強度，提高圖像中不同區(qū)域之間的對比度，使圖像更清晰。對比度增強通過強調(diào)圖像中的邊緣和細節(jié)，使圖像看起來更清晰、更銳利。銳化處理通過減少或消除圖像中的噪聲，提高圖像的清晰度和可讀性。噪聲抑制圖像增強技術(shù)基于區(qū)域的分割根據(jù)像素之間的相似性和相鄰性，將圖像分成不同的區(qū)域或?qū)ο?。基于閾值的分割通過設置一個或多個閾值，將圖像中的像素分成不同的區(qū)域或?qū)ο?。基于邊緣的分割通過識別圖像中的邊緣和輪廓，將圖像分成不同的區(qū)域或?qū)ο?。圖