超聲基礎知識入門演講人：-11CONTENTS超聲波基本概念與特性超聲波產生與檢測方法醫學領域中的超聲波應用工業領域中的超聲波應用超聲波安全與防護措施未來發展趨勢與挑戰目錄超聲波基本概念與特性PART超聲波定義超聲波是一種機械波，其波長比聲波短，在空氣中的波長一般短于2cm。波長范圍超聲波的波長范圍通常在20kHz以上，上限因介質不同而異，在水中上限比空氣中高。超聲波定義及波長范圍介質密度與波速超聲波的傳播速度與介質的密度和彈性有關，介質密度越大，波速越快。聲速在不同介質中差異超聲波在固體中的傳播速度最快，液體中次之，氣體中最慢。傳播速度與介質關系超聲波在介質中傳播時，通過質點的機械振動來傳遞能量。能量傳遞方式超聲波在傳播過程中可以轉化為熱能、機械能等其他形式的能量，如超聲波碎石、焊接等應用。能量轉換能量傳遞和轉換原理超聲波遇到不同介質界面或障礙物時，會發生散射現象，導致傳播方向改變。散射現象介質對超聲波的吸收與其粘滯性、熱傳導性等因素有關，高頻超聲波更容易被吸收。吸收機制超聲波在介質中傳播時，由于散射和吸收等因素，其能量會逐漸減弱，這種現象稱為衰減。衰減原因超聲波的散射、吸收和衰減020302超聲波產生與檢測方法PART壓電效應壓電效應分為正壓電效應和逆壓電效應，超聲波發生器主要利用逆壓電效應將電能轉化為機械能。超聲波發生器工作原理超聲波發生器通過高頻電信號驅動壓電晶片振動，進而產生超聲波。超聲波發生器類型根據放大電路形式，超聲波發生器可分為線性放大電路和開關電源電路兩種類型。壓電效應及超聲波發生器原理超聲波探頭負責發射和接收超聲波，是超聲波檢測的關鍵部件。超聲波探頭功能超聲波探頭種類與選擇依據常見的超聲波探頭有直探頭、斜探頭、表面波探頭等，每種探頭都有其特定的應用場景。超聲波探頭種類根據檢測對象的形狀、材質、厚度以及檢測要求等因素，選擇合適的超聲波探頭。探頭選擇依據經過處理后的信號可以通過示波器、液晶顯示屏等方式顯示出來，便于觀察和分析。信號顯示方式信號處理技術的優劣直接影響到超聲波檢測的準確性和可靠性。信號處理技術的重要性對接收到的超聲波信號進行放大、濾波、檢波等處理，以提高信號的信噪比和分辨率。信號處理技術信號處理技術及顯示方式超聲波檢測儀器主要由超聲波發生器、探頭、信號處理系統和顯示裝置等部分組成。超聲波檢測儀器組成超聲波檢測儀器廣泛應用于工業檢測、醫療診斷、材料研究等領域，是一種重要的無損檢測手段。超聲波檢測儀器應用領域隨著技術的不斷發展，超聲波檢測儀器將向著更高精度、更廣應用范圍、更便攜的方向發展。超聲波檢測儀器的發展趨勢超聲波檢測儀器簡介03醫學領域中的超聲波應用PART利用超聲波在人體內的反射、折射、散射等特性，通過探頭接收反射信號，再經過電子電路處理，最終在顯示器上形成圖像，用于診斷疾病。B超利用多普勒效應，測量血流速度、方向等信息，并將其疊加在二維超聲圖像上，形成彩色多普勒超聲圖像，用于評估器官和組織的血流情況。彩超診斷檢查：B超、彩超等技術原理超聲波碎石利用超聲波在結石和組織之間產生強烈的振動和空化效應，將結石擊碎成小塊，然后隨尿液排出體外。腫瘤消融利用高強度聚焦超聲（HIFU）產生的高溫效應，使腫瘤組織發生凝固性壞死，達到治療目的。治療方法：超聲波碎石、腫瘤消融等超聲引導下穿刺活檢在超聲實時監控下，將穿刺針插入病變組織內，獲取細胞或組織樣本進行病理學檢查，以明確病變性質。介入性超聲在超聲引導下進行各種介入治療，如超聲引導下置管、抽液、注藥等，具有操作簡便、創傷小、恢復快等優點。輔助手術：超聲引導下穿刺活檢康復治療：超聲波理療儀器康復治療應用超聲波理療儀器廣泛應用于康復治療領域，如軟組織損傷、關節炎、神經痛等疾病的康復治療。超聲波理療儀器利用超聲波的機械效應、溫熱效應和理化效應，對人體組織進行深層按摩和治療，促進血液循環和組織修復。04工業領域中的超聲波應用PART清洗行業：去除油污和雜質清洗效率高超聲波在液體中產生的空化作用能夠迅速剝離清洗物表面的污垢和油污。清洗效果佳超聲波能夠穿透細小縫隙，確保清洗的徹底性和一致性。清洗過程環保無需使用化學溶劑，減少環境污染。清洗過程安全超聲波清洗為物理過程，不會對清洗物造成損傷。焊接原理超聲波塑料焊接是通過高頻振動使塑料接觸面產生摩擦熱，從而實現塑料材料的熔接。焊接優點焊接速度快、焊接強度高、密封性好且無需添加任何粘合劑。焊接適用范圍廣可用于各種形狀和尺寸的塑料制品焊接，適用于熱塑性材料的焊接。焊接過程可控焊接參數可調，易于實現自動化控制。焊接技術：塑料焊接原理與實踐利用超聲波振動能量，將切割工具與被切割材料之間的摩擦熱轉化為切割能量。切割速度快、精度高、材料損耗小，適用于硬脆材料的切割。通過超聲波振動在材料上產生高頻應力，使材料局部產生疲勞破壞，從而實現打孔。打孔速度快、孔徑精度高、孔壁光滑，適用于各種材料的打孔加工。加工處理：切割、打孔等操作方法切割原理切割特點打孔原理打孔特點檢測原理超聲波在材料中傳播時，遇到缺陷會產生反射、散射等效應，通過接收和分析這些信號可以判斷材料的內部缺陷。檢測結果準確超聲波檢測具有靈敏度高、穿透力強、定位準確等特點，能夠發現微小的缺陷。檢測過程無損超聲波檢測為無損檢測，不會對材料造成損傷，不影響材料的正常使用。檢測范圍廣泛可用于金屬、非金屬、復合材料等材料的內部缺陷檢測。檢測技術：材料缺陷檢測與評估02030405超聲波安全與防護措施PART超聲波對人體組織產生的振動、微細流和溫度效應等，可能對人體產生潛在影響。超聲波的生物效應制定超聲波暴露的安全標準和限值，包括聲強、頻率、暴露時間等參數。安全標準與限值了解不同組織和器官的超聲損傷閾值，確保超聲應用在安全范圍內。損傷閾值超聲波對人體影響及安全標準0203檢查設備狀態，確認超聲波輸出正常，調整參數和探頭位置。操作前準備遵循操作規程，避免長時間連續暴露于同一部位，確保超聲劑量在安全范圍內。操作過程規范對眼睛、生殖器等敏感部位采取特別保護措施，避免超聲波直接照射。敏感部位保護操作規程與注意事項佩戴耳塞或耳罩，減少超聲波對聽力的損傷。聽力保護防護服防護眼鏡穿戴防護服，減少超聲波對皮膚的直接接觸。佩戴防護眼鏡，防止超聲波對眼睛的刺激和損傷。個人防護裝備選擇及佩戴方法應急停機熟悉急救流程，掌握基本急救技能，如心肺復蘇等。急救措施預案制定根據實際情況制定應急預案，明確應急措施和責任人，定期進行演練。一旦發現超聲設備異常或人員出現不適，立即停止操作并切斷電源。應急處理措施及預案制定06未來發展趨勢與挑戰PART實現無創治療，廣泛應用于腫瘤治療等領域。高強度聚焦超聲（HIFU）如三維、四維成像技術，提高診斷的準確性和實時性。超聲成像技術的革新便于攜帶、操作，提高醫療診斷的便捷性。微型化、智能化超聲設備超聲波技術前沿動態生物相容性材料使超聲設備更好地與生物組織相容，降低治療過程中的風險。壓電材料提高超聲換能器的性能，實現更高效的超聲波發射和接收。納米材料用于制造更精細的超聲設備，提高超聲成像的分辨率。新型材料在超聲波領域應用前景面臨的挑戰與機遇分析跨學科合作與醫學、物理、材料等多個學科合作，共同推動超聲技術的發展。技術成熟度與成本控制提高超聲技術的成熟度，降低成本，實現更廣泛