SIÊU ÂM VÀ CÁC ỨNG DỤNG pot

ứng dụng của siêu âm trong công nghiệpGiới thiệu chung về Siêu âm SIÊU ÂM VÀ CÁC ỨNG DỤNG Cơ sở vật lí của siêu âm ứng dụng của siêu âm trong y học... Siêu âm có thể lan truyền trong nhi

SIÊU ÂM VÀ CÁC ỨNG DỤNG

Các Thành Viên Nhóm

Dương Thị Mỹ Ngọc Dương Hoàng Ánh Ngọc Dương Thị Tuyết Nhung

Ôn Văn Nghĩa

Mã Thị Nhung

ứng dụng của siêu âm trong công nghiệp

Giới thiệu chung về Siêu âm

SIÊU ÂM VÀ CÁC ỨNG DỤNG

Cơ sở vật lí của siêu âm ứng dụng của siêu âm trong y học

Siêu âm là âm thanh(sóng âm) có tần số cao

hơn tần số tối đa mà tai người nghe thấy được Tần số tối đa này tùy vào từng người, nhưng thông thường nó vào cỡ 20000 Hz.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

Siêu âm có thể lan truyền trong nhiều môi

trường tương tự như môi trường lan truyền của âm thanh, như không khí, các chất lỏng

và rắn, và với tốc độ gần bằng tốc độ âm thanh Do cùng tốc độ lan truyền, trong khi tần số cao hơn, bước sóng của siêu âm thường ngắn hơn bước sóng của âm thanh Nhờ bước sóng ngắn, độ phân giải của ảnh chụp siêu âm thường đủ để phân biệt các vật thể ở kích thước cỡ centimét hoặc milimét

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

Do đó siêu âm được ứng dụng trong chẩn

đoán hình ảnh y khoa (siêu âm y khoa) hoặc chụp ảnh bên trong các cấu trúc cơ khí

trong kiểm tra không phá hủy, các ứng dụng quan trắc khác, đo khoảng cách hay vận tốc Ngoài ra còn có nhiều ứng dụng siêu âm

khác như làm sạch bằng siêu âm, hàn siêu

âm, ứng dụng siêu âm trong hóa học, sinh học,

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

Siêu âm có thể được tạo ra từ một số

loại loa, từ dao động của tinh thể áp điện Trong tự nhiên, nhiều loài động vật có thể tạo ra hoặc cảm nhận được siêu âm, ví dụ như dơi là loài có thị giác kém phát triển nhưng tạo ra và cảm nhận siêu âm để xác định các vật thể trong không gian xung quanh.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

1 Cơ chế phát sóng âm :

sóng âm được tạo ra do chuyển đổi năng lượng

từ điện thành các sóng xung tương tự như phát

xạ tia X, phát ra từ các đầu dò, có cấu trúc cơ bản là gồm áp điện (piezo-electric).

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

2 Tính chất của siêu âm:

+ Sự lan truyền của sóng- sự suy giảm và hấp thụ:

Trong môi trường có cấu trúc đồng nhất, sóng âm lan truyền theo đường thẳng, và bị mất năng lượng dần gọi là suy giảm

Sự suy giảm theo luật nghịch đảo của bình phương khoảng cách Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng và tỷ trọng của môi trường vật chất xuyên qua.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SIÊU ÂM

nhưng có độ xuyên thấu cao hơn

- Khi đi qua cấu trúc đồng nhất về tỷ trọng thì 1

bộ phận sóng sẽ dội trở lại tại vị trí tiếp giáp giữa 2 cấu trúc khác nhau đó, phần còn lại

tiếp tục đi và cũng sẽ dội trở lại khi gặp các cấu trúc ở xa hơn.

- Âm dội về qua đầu dò được tiếp nhận ở bộ phận khuếch đại rồi biến thành tín hiệu trên màn hiện sóng, có thể chụp hoặc ghi lại trên giấy ảnh.

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

1 Siêu âm tim

Hình siêu âm tim cho thấy 2 tâm thất và

2 tâm nhĩ Một siêu âm tim không bình thường Máu

tuôn từ tâm thất trái sang tâm thất phải theo lỗ khuyết giữa hai thất

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

2 Siêu âm mắt

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

3 Siêu âm thai nhi

Siêu âm thai là phương

pháp ghi lại hình ảnh

thai nhi và các cơ quan

trong vùng chậu của

người mẹ trong suốt

thai kỳ Nhờ siêu âm,

·Siêu âm nội mạch (Intravascular ultrasound, VD như dùng siêu

âm để hướng dẫn hút dịch, kim chọc dò, hướng dẫn tiêm)

·Hình ảnh học can thiệp, sinh thiết, chọc hút dịch, truyền máu trong tử cung

·Siêu âm tăng độ tương phản (Contrast-enhanced ultrasound)

tượng gọi là “xoa bóp vi thể” Với tần số càng lớn (3MHz),

sự thay đổi áp lực nhanh hơn so với tần số thấp (1MHz)

Sự thay đổi áp lực gây ra:

- Thay đổi thể tích tế bào

- Thay đổi tính thấm màng tế bào

- Tăng chuyển hóa

Tác dụng cơ học phụ thuộc vào cường độ siêu âm

2 Tác dụng nhiệt:

Sự sinh nhiệt trong tổ chức do tác dụng của siêu âm là do hiện tượng cọ xát chuyển từ năng lượng cơ học sang năng lượng nhiệt Đối với siêu âm, có thể tác động tới độ sâu 1/2 từ 3-5cm

Để tăng nhiệt độ mô mềm ở độ sâu trên 8cm, cần dùng siêu

âm với cường độ lớn hơn 1,5w/cm2 ở độ sâu dưới 8cm có thể dùng siêu âm cường độ 1w/cm2 Khi nghiên cứu tác dụng sóng ngắn, vi sóng và siêu âm để làm tăng nhiệt độ khớp háng thì thấy chỉ có siêu âm mới có thể làm tăng nhiệt độ tới mức

có hiệu lực điều trị

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

- Tăng tính thấm của màng tế bào.

- Kích thích quá trình tái sinh tổ chức

- Tác dụng lên hệ thần kinh ngoại vi

- Giảm đau

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

Ngoài ra siêu âm còn có tác dụng

· Làm sạch răng

·Nguồn sóng siêu âm có thể dùng để tạo nhiệt năng cục bộ trong mô sinh học, chẳng hạn như điều trị bằng lao động liệu pháp, vật lý trị liệu và điều trị ung thư

·Sóng siêu âm tập trung có thể dùng tạo ra nhiệt năng tập trung để điều trị các nang và khối u (lành tính hoặc ác tính)

·Kích thích phát triển xương và khả năng phá vỡ hàng rào máu não để giúp cho sự thâm nhập của thuốc

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

Sóng siêu âm tập trung có thể được dùng để phá sỏi niệu

bằng lithotrypsy

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

1 Hàn siêu âm

a) Khái niệm

Hàn siêu âm là quá trình hàn áp lực, sử dụng năng lượng cơ học của dao động siêu âm

làm biến dạng dẻo cục bộ tại bề mặt mối

ghép, làm cho các phần tử của các chi tiết

hàn khuếch tán, thẩm thấu lẫn nhau và liên kết với nhau tạo thành mối hàn.

Nguyên lý:

Bộ phận cơ bản tạo nguồn siêu âm là lõi kim loại.

Lõi kim loại thường là Niken tinh khiết

Nguồn điện có tần số cao (18÷20KHz)

1 Hàn siêu âm

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

1 Thùng chứa nước làm nguội 5 Điện cực hàn

2 Bộ phận tạo dao động sóng siêu âm 6 Chi tiết hàn

a) Phương pháp

- Sử dụng chùm sóng siêu âm chiếu vào vật liệu cần kiểm tra Chùm siêu âm đi qua môi trường đồng nhất theo đường Khi chùm siêu âm gặp chỗ không đồng nhất ( khuyết tật hàn ) nó sẽ xảy ra các hiện tượng phản xạ, thẩm thấu (xuyên qua) và sự biến đổi sóng

Đo đạc âm thanh thu lại sau khi chuyền sẽ biết được các khuyết tật hàn trong vật đo.

2 Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

b) Các khuyết tật hàn có thể phát hiện

•Nứt

•Lỗi không liên kết

•Hàn không thấu (hàn xuyên qua không đầy đủ)

•Không gian rỗng được hình thành khi đông cứng

•Cháy cạnh

•Lệch cạnh

•Lỗi lớp chân trong mối hàn

2 Kiểm tra mối hàn bằng siêu âm

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

3 Kiểm tra khuyết tật trong xây dựng

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

- Ứng dụng của nguyên tắc kiểm tra bằng sóng siêu âm trong xây dựng đó là dò tìm vết rạn, kiểm tra độ dày của bê tông

- Nguyên tắc:

+ Khi phóng 1 sóng siêu âm vào công trình cần kiểm tra, gặp vết nứt, rỗ ẩn dấu trong công trình, sóng siêu âm sẽ liên tục tạo ra sóng phản xạ

- Ưu điểm:

+ Kiểm tra bằng siêu âm là kiểm tra không phá

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

3 Kiểm tra khuyết tật trong xây dựng

Tẩy sạch bằng sóng siêu âm

• Chỉ cần nhúng những chi tiết cần phải làm sạch vào bể chứa dung dịch rửa sau đó đưa sóng siêu âm vào dung dịch rửa, chỉ trong chốc lát các chi tiết đã sạch sẽ

• Vì sao sóng siêu âm làm được việc đó?

• Vốn là dưới tác dụng của sóng siêu âm, dung dịch rửa lúc thì bị ép lại đặc hơn, lúc thì bị dãn ra loãng hơn Do dung dịch chịu không nổi lực kéo nên khi bị kéo ra loãng hơn đã tạo thành những chỗ trống, sinh ra rất nhiều bọt không khí nhỏ Những bọt này trong chớp mắt sẽ vỡ tan

ra Quá trình vỡ bọt sinh ra những luồng sóng xung kích

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

Do tần số của sóng siêu âm rất cao, những bọt không khí nhỏ luân phiên xuất hiện, mất đi vô cùng nhanh chóng Sóng xung kích mà chúng sản ra giống như muôn nghìn chiếc “chổi nhỏ”

vô hình rất nhanh và rất mạnh lan tới, chải quét mọi xó xỉnh của chi tiết

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

Công nghệ thực phẩm

• Người ta sử dụng sóng siêu âm để kiểm tra chất lượng của thực phẩm.

• Siêu âm thể hiện hữu ích trong một số thử

nghiệm, trong đó siêu âm cường độ thấp đã được sử dụng để đánh giá chất lượng của

các quả bơ, xoài, dưa hấu, thịt bò hay đậu

phụ bằng cách đánh giá các thông số siêu

âm như vận tốc và độ giảm âm liên quan đến

ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

CÁM ƠN THẦY VÀ CÁC

BẠN ĐÃ LẮNG NGHE