超聲基礎(chǔ)理論知識(shí)

超聲基礎(chǔ)理論知識(shí)匯報(bào)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(yīng)用領(lǐng)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(wú)法聽(tīng)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(zhǎng)短，方向性強(qiáng)，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(qiáng)由于波長(zhǎng)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(diǎn)，便于對(duì)物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)和無(wú)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(yīng)用領(lǐng)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(xué)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(guò)電信號(hào)的激勵(lì)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波。壓電效應(yīng)壓電效應(yīng)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(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生形變，這種形變反過(guò)來(lái)又會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，這種相互作用的效應(yīng)可以用來(lái)產(chǎn)生超聲波。磁致伸縮效應(yīng)磁致伸縮效應(yīng)也是一種產(chǎn)生超聲波的方法，當(dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，某些材料會(huì)發(fā)生形變，這種形變可以用來(lái)產(chǎn)生超聲波。超聲波的產(chǎn)生原理超聲波在傳播過(guò)程中遇到障礙物會(huì)產(chǎn)生反射和散射，通過(guò)檢測(cè)反射和散射回來(lái)的聲壓信號(hào)，可以判斷障礙物的位置和大小。聲壓檢測(cè)聲速是超聲波的一個(gè)重要參數(shù)，通過(guò)測(cè)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(cè)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(jìn)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(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。壓電式換能器磁致伸縮換能器利用磁致伸縮效應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，它具有較高的轉(zhuǎn)換效率和較寬的頻率響應(yīng)范圍。磁致伸縮換能器超聲波的換能器03超聲波的應(yīng)用領(lǐng)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(duì)于腫瘤、炎癥、結(jié)石等疾病的診斷具有重要意義。醫(yī)學(xué)診斷是超聲波應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。超聲波可以無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛地檢測(cè)人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為醫(yī)生提供準(zhǔn)確的診斷依據(jù)。超聲波在醫(yī)學(xué)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(cè)，以及子宮、卵巢等婦科器官的檢查。醫(yī)學(xué)診斷

無(wú)損檢測(cè)無(wú)損檢測(cè)是指在不影響被檢測(cè)對(duì)象使用性能的前提下，利用物理或化學(xué)方法對(duì)材料、零件或產(chǎn)品的表面及內(nèi)部進(jìn)行非破壞性檢測(cè)。超聲波在無(wú)損檢測(cè)中主要用于檢測(cè)金屬材料、復(fù)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(wú)損檢測(cè)具有精度高、可靠性好、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、船舶、電力、化工等領(lǐng)域。在工業(yè)檢測(cè)中，超聲波主要用于檢測(cè)材料的厚度、硬度、彈性模量等物理性能，以及檢測(cè)產(chǎn)品中的缺陷和裂紋等。超聲波工業(yè)檢測(cè)具有非接觸、無(wú)損、高效等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色金屬、玻璃、塑料等領(lǐng)域。工業(yè)檢測(cè)是超聲波應(yīng)用的另一個(gè)重要領(lǐng)域。超聲波檢測(cè)技術(shù)可以對(duì)各種材料和產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和控制。工業(yè)檢測(cè)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(duì)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(guò)程中，由于介質(zhì)對(duì)聲能的吸收和散射，導(dǎo)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(guò)程中，由于介質(zhì)的不均勻性，導(dǎo)致聲波的傳播方向發(fā)生變化。擴(kuò)散程度與介質(zhì)的均勻性和聲波頻率有關(guān)。擴(kuò)散衰減與擴(kuò)散多普勒效應(yīng)：當(dāng)聲源與接收器之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收器接收到的聲波頻率會(huì)發(fā)生變化。在超聲診斷中，多普勒效應(yīng)可用于檢測(cè)血流速度和方向。多普勒效應(yīng)05超聲波的傳播特性反射當(dāng)超聲波遇到不同介質(zhì)時(shí)，會(huì)在界面處發(fā)生反射，反射波的能量會(huì)按照入射波的能量分配定律進(jìn)行分配。折射當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)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(dāng)超聲波遇到小顆粒或氣泡時(shí)，會(huì)發(fā)生散射，散射波向各個(gè)方向傳播，導(dǎo)致能量分散。繞射當(dāng)超聲波遇到障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生繞射，繞射波能夠繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播。散射與繞射干涉與衍射干涉當(dāng)兩列頻率相同的超聲波相遇時(shí)，會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，干涉波的振幅會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生加強(qiáng)或減弱的效果。衍射當(dāng)超聲波遇到障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，衍射波會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，衍射波的強(qiáng)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(guò)調(diào)整像素的亮度或強(qiáng)度，提高圖像中不同區(qū)域之間的對(duì)比度，使圖像更清晰。對(duì)比度增強(qiáng)通過(guò)強(qiáng)調(diào)圖像中的邊緣和細(xì)節(jié)，使圖像看起來(lái)更清晰、更銳利。銳化處理通過(guò)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(qiáng)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蟆；陂撝档姆指钔ㄟ^(guò)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)閾值，將圖像中的像素分成不同的區(qū)域或?qū)ο??；谶吘壍姆指钔ㄟ^(guò)識(shí)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