Infradźwięki

i

Ultradźwięki

Wykonała:

Ultradźwięki to fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za górną granicę słyszalnych częstotliwości uważa się wartość około 16 lub nawet (u ludzi bardzo młodych) 20 kHz, choć dla wielu osób granica ta jest znacznie niższa. Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.

Ultradźwięki w naturze

Ultradźwięki są również wykorzystywane przez istoty żywe – wiele gatunków posługuje się nimi w celu echolokacji. Na przykład większość nietoperzy wytwarza ultradźwięki krtanią i emituje je przez pysk lub nos (rzadziej), wiele gatunków posiada również duże i bardzo sprawne uszy. Są one zdolne do wykrywania owadów latających w ciemnościach (ćmy). Niektóre owady bronią się przed atakiem nietoperza dzięki zdolności do detekcji pochodzących od niego ultradźwięków. Nietoperz tuż przed atakiem wysyła w kierunku ofiary specjalną skupioną wiązkę sygnałów echolokacyjnych, aby zwiększyć precyzję pomiaru odległości. Jeżeli owad usłyszy taki dźwięk, natychmiast składa skrzydła i spada na ziemię, dzięki czemu nietoperz nie może go już odnaleźć.

Ultradźwięki wykorzystują również walenie. Wieloryby używają ich do echolokacji w podobny sposób jak to się odbywa technice morskiej. Dzięki temu mogą namierzać ławice ryb lub plankton. Najdoskonalszy zmysł echolokacji posiadają delfiny. Na ich głowach znajduje się rezonator pozwalający na generowanie precyzyjnie ukierunkowanego strumienia ultradźwięków. Jednocześnie ogromne mózgi delfinów są w stanie przetworzyć uzyskane w ten sposób dane w trójwymiarowy model otoczenia. Badania nad tymi ssakami wykazały, że poprzez ultradźwięki postrzegają one swoje środowisko z taką precyzją jak my widzimy nasz świat oczami odbierającymi światło. Jednak delfiny są w stanie nie tylko dostrzec wszystko wokół siebie, ale również mogą zajrzeć do wnętrza innych istot. Ssaki te wykorzystują swoje zdolności podczas polowania. Mogą odnaleźć ukryte pod piaskiem zwierzęta. Niektórzy biolodzy uważają, że delfiny wykorzystują silne ultradźwięki również do ogłuszania swoich ofiar.

Wytwarzanie ultradźwięków

Wytworzyć je można korzystając ze zjawiska magnetostrykcji albo z odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego. Zjawisko magnetostrykcji zostało wykryte w 1847 r. przez J. P. Joule’a, a polega na tym, że pręty ciał ferromagnetycznych , np. żelaza czy niklu, doznają podczas magnesowania zmian długości. Pręt z żelaza lub niklu umieszczony w cewce wytwarzającej drgania pola magnetycznego wielkiej częstotliwości, jest pobudzany do drgań podłużnych z częstotliwością drgań pola. Drgania te są szczególnie silne w przypadku rezonansu, tj. gdy częstotliwość zmian pola pokrywa się z częstotliwością własną pręta. Energia drgań jest odprowadzona z końca pręta z przekroju poprzecznego. Za pomocą tej metody można wytworzyć drgania nawet o częstotliwości 60 000 Hz, przy czym długość pręta niklowego wynosi w tym przypadku zaledwie 4 cm. Zjawisko piezoelektryczne, odkryte przez braci Curie ( 1881 ) r. występuje w takich kryształach, jak turmalin, kwarc, sól Seignette’a i polega na tym, że przy deformacji, np. zgniataniu w określonych kierunkach, występują na końcach osi polarnej kryształu ładunki elektryczne przeciwnego znaku. Przy tzw. Odwrotnym, którego kierunek pokrywa się z jego osią biegunową, doznaje deformacji mechanicznej. Płytki kryształów używane do wytwarzania ultradźwięków wycina się prostopadle do osi biegunowej kryształu. Powierzchnie płytek pokrywa się cienkimi warstwami metalu stanowiącymi dwie metalowe elektrody. Płytkę umieszczamy następnie w pojemniku z olejem, którego zadaniem jest przekazywanie ultradźwięków do badanego obiektu, oraz chłodzenie. Przyłożenie zmiennego napięcia elektrycznego do elektrod metalowych pobudza kryształ do drgań sprężystych, których amplituda osiąga maksymalną wartość, gdy częstotliwość zmian napięcia elektrycznego pokrywa się z częstotliwością własną drgań mechanicznych płytki. Ultradźwięki są silnie tłumione przez powietrze. Energia, jaką przy tej samej amplitudzie drgań daje płytka kwarcowa drgając w oleju, jest 3000 razy większa, niż gdy drga ona w powietrzu. Powodem tego jest znacznie większy opór stawiany drganiom przez olej w porównaniu z powietrzem. Przy zastosowaniu płytek piezokwarcowych można uzyskać częstotliwości w granicach od kilkudziesięciu tysięcy do kilkudziesięciu milionów herców. Przy zastosowaniu płytek turmalinu, które dają wyższe harmoniczne, uzyskuje się ultradźwięki o częstotliwości do 300 milionów herców. Gęstość energii przekazywana płytce w jednostce czasu może osiągnąć wartość do 10 W/cm2, co przewyższa o koło 100 razy natężenie dźwięku orkiestry. Amplituda drgań ultradźwiękowych jest bardzo mała, przyspieszenie zaś nawet 105 razy przewyższać przyspieszenie ziemskie. Ultradźwięki wywołują ciekawe efekty fizyczne i fizjologiczne: tak np. ciecze, które nie mieszają się z sobą, poddane działaniom ultradźwięków tworzą w ciągu kilku minut emulsję ( np. woda i rtęć ). Termometru zanurzonego w oleju, w którym rozchodzą się fale ultradźwiękowe, nie można dotknąć ręką, ponieważ doznaje się oparzenia pod działaniem ultradźwięków, mimo że termometr wskazuje niską temperaturę. Ultradźwięki zabijają drobnoustroje i niektóre prostsze zwierzęta, np. żaby, ryby. Warto tu przypomnieć pewną ciekawostkę przyrody: nietoperze reagują na częstotliwości do 100 kHz, a ponadto korzystają z ultradźwięków w celu określenia położenia przeszkody. Wysyłają one impulsy ultradźwiękowe o częstotliwości 35 do 70 kHz i czasie trwania rzędu 1/100s, a następnie nasłuchują impulsów odbitych od przeszkody. Z opóźnienia czasowego ( podobnie jak przy zastosowaniu radaru ) nietoperze oceniają położenie przeszkody. Studiowanie podobnych „aparatur” w przyrodzie żywej celem wykorzystania w technice jest przedmiotem nowej nauki – bioniki.Langevin w 1918 roku po raz pierwszy zastosował ultradźwięki do pomiarów głębokości morza. Użycie ultradźwięków do tego typu pomiarów jest bardzo korzystne, ponieważ dają one możliwości wysyłania energii promieniowania w postaci wąskiego zorientowanego strumienia. Umożliwiają one wykrycie gór lodowych i ławic ryb. Elektromagnetyczne fale radarowe nie znajdują tu zastosowania z powodu zbyt silnej absorbcji w słonej wodzie morskiej. Ultradźwięki znalazły również zastosowanie w tzw. Defektoskopii do badań uszkodzeń nawet bardzo grubych odlewów, których już nie można prześwietlić promieniami X.

Zastosowanie ultradzwięków

1. Głowica ultradźwiękowa, podstawowy zespół obrabiarki ultradźwiękowej, składający się z przetwornika magnetostrykcyjnego wytwarzającego drgania ultradźwiękowe oraz mechanizmu ruchu posuwowego. Głowica ultradźwiękowa stosowana jest do obróbki twardych i kruchych materiałów, m.in. szkła, porcelany.

2. Ultrasonografia, USG, badanie narządów wewnętrznych za pomocą fal ultradźwiękowych. Metoda diagnostyczna oparta na zjawisku echa ultradźwiękowego. Informacje uzyskane tą metodą mogą być przedstawione na ekranie oscyloskopowym w postaci impulsów lub w postaci obrazu rozkładu tkanek normalnych i patologicznych.

3. Grawerowanie, czynność polegająca na wykonywaniu wzorów w metalu lub szkle, przy pomocy rylca, ostrza diamentowego, tarczy obrotowej (do szkła), środków chemicznych lub metodami obróbki ultradźwiękowej, elektroiskrowej. Wykonany wzór może być wypukły lub wklęsły, wówczas wypełnia się go innym materiałem. Grawerowanie służy do żłobienia matryc, miedzianych form drukarskich, stalorytów do banknotów, znaków pocztowych. Do XVIII w . grawerowanie wchodziło w skład sztuki złotniczej.

4. Ultradźwiękowa obróbka, obróbka udarowo-ścierna, wariant obróbki skrawaniem wykorzystujący pracę ziaren, poddawanych okresowym obciążeniom koncentratora o częstotliwości ultradźwiękowej (rzędu 20-25 kHz). Końcówka koncentratora jest narzędziem odwzorowującym się w obrabianym materiale.

5. Defektoskopia, nie niszcząca metoda badań uszkodzeń i wykrywania defektów w przedmiotach, głównie metalowych (odlewach, odkuwkach, spawach itp.). Ze względu na wykorzystywane w badaniu zjawiska fizyczne rozróżnia się defektoskopię gamma, rentgenowską, luminescencyjną, magnetyczną i elektromagnetyczną oraz ultradźwiękową. W defektoskopii ultradźwiękowej bada się rozchodzenie się fali akustycznej wysokiej częstości w danym przedmiocie. Stosuje się tu metody: echa, cienia, rezonansu, impedancji oraz drgań własnych.

6. Ultrasonoterapia, leczenie ultradźwiękami. Ich wpływ leczniczy polega na działaniu przeciwbólowym, zmniejszaniu napięcia mięśni, rozszerzeniu naczyń krwionośnych, hamowaniu procesów zapalnych, przyspieszaniu wchłaniania tkankowego.. Działają na autonomiczny układ nerwowy.

7. Litotrypsja, kruszenie kamieni (kamica) w pęcherzu moczowym przyrządem (litotryptor) wprowadzonym przez cewkę. Można wykonać litotrypsję ślepą lub optyczną, działając falą elektrohydrauralityczną lub falą ultradźwiękową. Pokruszone odłamki ewakuuje się ewakuatorem (gruszka Bigelowa lub Ellika). Obecnie najczęściej stosuje się litotrypsję w nerce dwoma sposobami: przezskórnie - za pomocą ultradźwięków, lub nieinwazyjnie za pomocą fal uderzeniowych wytwarzanych w lipotrypterach (ESWL).

8. Homogenizacja, wytwarzanie jednolitej, trwałej mieszaniny z dwóch lub więcej składników, nie mieszających się ze sobą w warunkach normalnych. Homogenizację przeprowadza się m.in. metodą ciśnieniową, sposobem udarowym, działaniem ultradźwięków, poprzez intensywne, szybkie mieszanie oraz przez zastosowanie środków chemicznych (dyspergatorów lub emulgatorów). Homogenizacja stosowana jest w przemyśle spożywczym (np. przy wyrobie margaryny, majonezu), w przemyśle kosmetycznym (przy wyrobie kremów) itp. W mikrobiologii lekarskiej termin ten oznacza jedną z technik przygotowania materiału klinicznego (np. do badania plwociny na obecność prątków gruźliczych).

9. Magnetyczny zapis dźwięku (obrazu, informacji), metoda zapisu informacji, polegająca na wytworzeniu (na drodze indukcji, dzięki odpowiedniej głowicy będącej rodzajem elektromagnesu) w nośniku informacji (taśmie magnetycznej, dysku magnetycznym itp.), wykonanym z magnetodielektryka, namagnesowania proporcjonalnego do chwilowej wartości zapisywanego sygnału. Przesuw nośnika zapewnia uzyskanie zapisu czasowych zmian sygnału. Odczyt polega na indukcyjnym wzbudzaniu w głowicy odczytującej prądu proporcjonalnego do zarejestrowanego namagnesowania. Kasowanie informacji polega na zapisie informacji neutralnej (np. dźwięku o częstotliwości ultradźwiękowej). Technika magnetycznego zapisu dźwięku wykorzystywana jest do zapisu informacji cyfrowych (np. dyskietki, dyski i taśmy komputerowe) oraz analogowych (np. taśmy magnetofonowe i magnetowidowe). Magnetyczny zapis dźwięku zastosowany został po raz pierwszy w 1898 (tzw. telegrafon, nośnik informacji w postaci drutu stalowego). W 1935 opracowano pierwszy magnetofon z taśmą z magnetodielektryka, w 1963 wprowadzono (Philips) kasetę magnetofonową.

10. Grzejnik, urządzenie wypromieniowujące energię cieplną, powstającą w nim w wyniku przetwarzania innych rodzajów energii (np. energii elektrycznej) lub doprowadzoną do niego z zewnątrz za pośrednictwem nośników ciepła (np. pary wodnej, gorącej wody). W zależności od rodzaju przetwarzanej energii rozróżnia się m.in. grzejniki elektryczne (np. indukcyjne, oporowe, ultradźwiękowe), grzejniki gazowe, grzejniki naftowe. Grzejniki stosowane są do nagrzewania ciał stałych lub ciekłych (piece przemysłowe, kanałowe grzejniki rurowe typu Junkersa itp.), jak również do ogrzewania powietrza w pomieszczeniach zamkniętych (potocznie zwane kaloryferami grzejniki wodne, parowe, elektryczne itp.).

11. Odemglanie, usuwanie mgły znad ograniczonego obszaru (np. lotniska) za pomocą małych rakiet prochowych (rakieta) z ładunkiem chemicznym albo przy użyciu syren ultradźwiękowych (o częstotliwości 45-200 kHz i mocy rzędu 35 kW), wysyłających za pośrednictwem rogu akustycznego fale o dużej częstotliwości, pod których wpływem mgła kondensuje się na powierzchni ziemi.

12. Sonoluminescencja, odmiana luminescencji zachodzącej pod wpływem działania fal ultradźwiękowych (ultradźwięki).

13. Hydrolokacja, ogół technik akustycznych służących lokalizowaniu przedmiotów zanurzonych w zbiornikach wodnych. Wyróżnia się hydrolokację pasywną i aktywną. Hydrolokacja pasywna polega na wykorzystywaniu pola akustycznego pochodzącego od lokalizowanego przedmiotu, w hydrolokacji aktywnej wykorzystuje się echo akustyczne (echolokacja) przedmiotów, stosuje się fale ultradźwiękowe (ultradźwięki). Hydrolokator, aktywne urządzenie hydrolokacyjne złożone z obrotowego reflektora nadajnika, emitującego wąską wiązkę ultradźwięków, oraz odbiornika i układu przeliczeniowego, dzięki któremu czas powrotu fali wyznacza odległość22. od wykrytego obiektu.

14. Inhalator, aparat do rozpylania płynów leczniczych przeznaczonych do wziewania (inhalacja). Obok dawniej stosowanych aparatów parowych, stosuje się obecnie napęd elektryczny lub rozpylanie przy użyciu ultradźwięków. Pozwala to na uzyskanie niezwykle drobnych cząsteczek, co umożliwia przenikanie ich do drobnych oskrzelików, a nawet pęcherzyków płucnych.

15. Nebulizator, mgielnik, przyrząd lub aparat służący do rozpraszania płynu na bardzo drobne cząsteczki, do wytwarzania mgły (nebula - mgła, nebulizacja). Nebulizatory mechaniczne są najprostszymi urządzeniami, działającymi na zasadzie rozpylacza. Nebulizatory ultradźwiękowe są aparatami złożonymi i najbardziej wydajnymi. Powszechnie stosowane w terapii oddechowej.

16. Nefroskop, przyrząd optyczny przystosowany do oglądania wnętrza nerki. Wprowadza się go przez uprzednio przygotowany kanał przezskórny do miedniczki nerkowej. Przez nefroskop operacyjny można kruszyć26. kamienie miedniczki i kielichów (falą ultradźwiękową) lub wprowadzić27. kleszczyki do usuwania drobnych kamieni (kamica).

17. Betonoskop, urządzenie, które poprzez pomiar rozchodzenia się fali ultradźwiękowej określa jakość29. betonu.

18. Sonar (z angielskiego Sound Navigation and Ranging), urządzenie do określania położenia obiektów podwodnych (ławic ryb, okrętów podwodnych) za pomocą dźwięków i ultradźwięków. Rodzaj hydrolokatora.

19. Zgrzewanie, trwałe łączenie materiałów (metali, tworzyw sztucznych) przez silne dociśnięcie do siebie łączonych części, bez podgrzania lub z wcześniejszym podgrzaniem miejsc łączonych. Najczęściej stosuje się zgrzewanie: oporowe (elektryczne), gazowe (za pomocą palników acetylenowo-tlenowych), termitowe (termit), indukcyjne (elektryczne), tarciowe, dyfuzyjne oraz zgniotowe i ultradźwiękowe. Zgrzewanie znajduje szerokie zastosowanie m.in. w przemyśle samochodowym i lotniczym.

20. Fetografia, metoda rentgenologiczna (radiologiczna) diagnostyczna uwidocznienia płodu. W najprostszej postaci polega na zdjęciu radiologicznym macicy po czwartym miesiącu ciąży, gdy kościec płodu zawiera dość wapnia, aby się kontrastowo uwidocznić na tle tkanek nieuwapnionych. Wykonuje się ją przy bezwzględnych wskazaniach lekarskich, jak np. podejrzenie śmierci płodu lub wad rozwojowych wykluczających życie noworodka (np. bezgłowie), albo przy podejrzeniu ciąży mnogiej i w innych wypadkach wymagających zmian planu działania położnika. We wcześniejszym okresie ciąży płód daje się uwidocznić po wprowadzeniu przez powłoki środka cieniującego o kontraście dodatnim do wód płodowych. Obecnie najlepiej uwidaczniamy płód za pomocą ultradźwięków.

21. Litotryptor, skruszacz, przyrząd służący do kruszenia kamieni w pęcherzu moczowym, wprowadzany przez cewkę do pęcherza. Litotryptory mogą być "ślepe" i optyczne. Obecnie stosuje się sondy - ureterorenoskopy, które wysyłają ultradźwięki i za ich pomocą rozbijają kamienie.

22. Fakoemulsyfikacja, metoda operacji zać39. my polegająca na rozdrobnieniu soczewki za pomocą ultradźwięków i aspiracji powstałych mas soczewkowych.

23. Leczenie chondromalacji rzepki

24. Leczenie chorób reumatycznych

25. Leczenie zwyrodnień stawów

26. Zanieczyszczenia wód, wprowadzone do wód naturalnych organizmy żywe, zanieczyszczenia mechaniczne lub substancje chemiczne, które albo nie są ich naturalnymi składnikami, albo - będąc nimi - występują w stężeniach przekraczających właściwy dla nich zakres. Usuwaniu zanieczyszczeń wód służy: zmiękczanie wody, jej napowietrzanie, chlorowanie, ozonowanie, koagulacja, odpędzanie gazów w wieżach desorpcyjnych, naświetlanie promieniowaniem ultrafioletowym, działanie ultradźwiękami oraz oczyszczanie biochemiczne. Często stosowanymi wskaźnikami jakości wód są biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT) i chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT).

27. Drążarka, obrabiarka służąca do drążenia otworów lub wgłębień o złożonych kształtach w przedmiotach wykonanych ze stali hartowanych, stopowych, węglików spiekanych i innych materiałów, których obróbka skrawaniem jest bardzo trudna lub nawet niemożliwa. W zależności od stosowanej metody obróbki rozróżnia się drążarki: elektroiskrowe, elektrochemiczne, ultradźwiękowe oraz fotonowe.

28. Obróbka erozyjna, obróbka materiału polegająca na usuwaniu określonej części materiału przy wykorzystaniu zjawiska erozji. Obróbkę erozyjną wykonuje się najczęściej na drążarkach. Obróbkę erozyjną stosuje się głównie do kształtowania materiałów trudno skrawalnych i nieskrawalnych. Rozróżnia się obróbkę erozyjną: elektroerozyjną, strumieniowoerozyjną (np. obróbka fotonowa, jonowa, elektronowa), ultradźwiękową.

29. Odpylacz, urządzenie służące do usuwania cząstek ciał stałych lub cieczy z gazów spalinowych i przemysłowych. W zależności od zasady działania rozróżnia się: (…) odpylacze akustyczne i ultraakustyczne (gaz poddawany jest działaniu fal dźwiękowych (fale akustyczne) lub ultradźwiękowych).

30. Leczenie ostróg piętowych

31. Leczenie choroby sudeckiej

32. Leczenie rozstępów

33. Batymetria jeziora lub zbiornika wodnego polega na pomiarze jego głębokości z jednoczesnym naniesieniem wyników na mapę. Sondowanie głębokości odbywa się w sposób ciągły tzn. sonda przymocowana do deski pływającej jest ciągnięta za łódką i wykonuje pomiar odległości pomiędzy zwierciadłem wody a dnem zbiornika. Echosonda emituje ultradźwięki, które odbijają się od dna zbiornika i następnie rejestrowane są przez odpowiedni sensor, czas upływający od wysłania ultradźwięku do jego ponownej rejestracji jest wprost proporcjonalny do głębokości. Integralną częścią echosondy jest dalmierz, który rejestruje w momencie pomiaru głębokości odległość51. od brzegu.

34. Pomocnik parkowania na ultradźwięki (instalowany w samochodach)

35. Elektrohydraulicznie sterowana platforma może być zastosowana w układach ruchu symulatorów samolotów, śmigłowców, pojazdów itp. Umożliwia ona doskonałe odzwierciedlenie stymulacji przedsionkowej zachodzącej podczas ruchu w rzeczywistym obiekcie. System ruchu platformy składa się z sześciu serwonapędów. Impulsy sterujące generowane są komputerowo. W sprzężeniu zwrotnym zostały zastosowane zaawansowane technicznie ultradźwiękowe przetworniki przemieszczeń.

36. Leczenie przykurczu Dupuytrena

37. Usuwanie (odsysanie) tkanki tłuszczowej

38. Autoalarmy, alarmy, czujniki ultradźwiękowe

39. Tester grubości słoniny

40. Leczenie uszkodzonych stawów

41. Leczenie uszkodzonych ścięgien

42. Leczenie „łokcia tenisisty”

43. Leczenie zespołu bolesnego barku

44. Ultradźwiękowy tester ciąży dla świń i owiec

45. Ultradźwiękowy odstraszacz gryzoni

46. Robot często musi poruszać się w terenie pełnym przeszkód. Mogą to być chociażby ściany w pokoju. Rzeczą oczywistą jest to, że robot nie może bezmyślnie wjeżdżać na napotykane przeszkody. W związku z tym należy skonstruować system, który umożliwi mu bezkonfliktowe poruszanie się w terenie. Chyba najprostszym rozwiązaniem jest zastosowanie przełącznika typu reset. Należy go umieścić w przedniej części naszego robota. Gdy podjedzie on np. do ściany, spowoduje to że przełącznik zostanie wciśnięty i robot zacznie np. poruszać się w kierunku przeciwnym. Podobny przełącznik można również zamocować z tyłu robota. Innym, zdecydowanie trudniejszym sposobem jest wykorzystanie podczerwieni lub ultradźwięków. W pierwszym przypadku robot wykorzystuje odbicia podczerwieni od przeszkód. Co jakiś czas z diody nadawczej wysyłany jest sygnał świetlny (podczerwony). Jeżeli napotka on na przeszkodę to odbija się od niej i wraca do diody odbiorczej. Wtedy robot wie, że natrafił na niepożądany obiekt. Bardzo podobnie wygląda system ultradźwiękowy. Ultradźwięk zostaje wysłany i jeżeli powróci do odbiornika, to znaczy że robot natrafił na

47. Ultradźwiękowe usuwanie kamienia nazębnego

48. Usuwanie blizn

49. Dźwiękowy odstraszacz kretów

50. Leczenie celulitisu

51. Leczenie astmy oskrzelowej

52. Leczenie nadciśnienia pierwotnego

53. Pomiar zawartości wapnia w kości

54. Kontrola bieżąca spawania i sprawdzenie jakości złącz po spawaniu za pomocą metod nieniszczących (Rtg, ultradźwięki, magnetyczne-proszkowe, penetracyjne)

55. Licznik ultradźwiękowy (liczy, ile osób weszło do sali, nie liczy osób wychodzących - dwa czujniki)

56. Biometryczna kontrola dostępu, czyli badanie palców za pomocą ultradźwięków

57. Odczytywanie struktury linii papilarnych za pomocą kamery ultradźwiękowej

58. Badanie podniebienia miękkiego

59. Badanie wad materiałowych

60. Ultradźwiękowe czujki ruchu

61. Płuczki i łaźnie ultradźwiękowe

62. Leczenie nerwobólu nerwu trójdzielnego

63. Leczenie szczękościsku

64.Zastosowanie ultradźwięków w medycynie.Można wprowadzić niejaki podział fal wysokich częstotliwości (0,8 – 30 MHz), ze względu na ich zastosowanie. Dzielą się one na formę bierną (diagnostyka) i czynna (leczenie schorzeń). Czynne zastosowanie ultradźwięków, od czasów pionierskich badań Pohlmana (1935r.) zostało wprowadzone do wielu specjalności lekarskich jako energia mająca wpływ na przebieg wielu schorzeń. Ustalono listę kilkudziesięciu jednostek chorobowych, w przebiegu których wskazane jest korzystanie z energii ultradźwiękowej. Nie należy jednak zapominać, że równocześnie nagromadziło się też wiele spostrzeżeń negatywnego wpływu ultradźwięków na procesy wewnątrzustrojowe. Doprowadziło to w konsekwencji do opracowania przeciwwskazań, których pominąć nie sposób. Zastosowanie ultradźwięków ogranicza się jednak niemal do działania przeciwbólowego i przeciwzapalnego, gdyż odkryto wielki ich wpływ na układ nerwowy. Najchętniej stosuje się terapię ultradźwiękową w przypadkach porażeń nerwów obwodowych z zaburzeniami czucia, zapalenia nerwu kulszowego i trójdzielnego a także przy różnego rodzaju nerwobólach. Z tego względu ultradźwięki to chętnie widziana forma leczenia w neurologii. Oprócz tego wiele schorzeń stawów , a także narządów wewnętrznych i skóry dobrze poddaje się terapii ultradźwiękami o wysokich częstotliwościach. Co ciekawe, fale te są też wykorzystywane do inhalacji, celem uzyskania odpowiedniej konsystencji aerozolu z cząsteczkami o małej średnicy, co dotąd było niezwykle trudne. Zaletą tego typu inhalacji jest wyeliminowanie nadciśnienia oddechowego oraz osiągnięcie odpowiednio dużego stężenia, co znacznie skraca okres zabiegu. Warto zwrócić też uwagę, iż ultradźwiękami można oczyszczać narzędzia chirurgiczne, co jest stanowczo dokładniejsze od tradycyjnego mycia; a nawet je sterylizować. Niemniej jednak dla bezpieczeństwa pomimo mycia ultradźwiękowego, stosuje się dodatkowo tradycyjne metody sterylizacji. W bardzo podobny sposób usuwane są z różnych przedmiotów skażenia radioaktywne, pozostające na sprzęcie laboratoryjnym.
Czynne zastosowanie ultradźwięków znalazło także zastosowanie w technice przygotowywania preparatów histologicznych. Doskonałe rozdrobnienie roztworów impregnujących lub barwiących oraz działanie energii akustycznej pozwala na otrzymanie lepszej jakości i większej wyrazistości preparatów.
Zastosowanie bierne. Technika ta (ultrasonografia – USG) pod kilkoma zasadniczymi względami ma przewagę nad badaniami promieniami rentgenowskimi, dostarczając informacji w tych sytuacjach kiedy rentgenogram (RTG) zawodzi ze względu na zbyt małą kontrastowość między granicą interesującej nas tkanki a otoczeniem.
Budowa urządzeń ultradźwiękowych dla celów diagnostycznych opiera się bądź na zasadzie odbierania i analizowania echa, podobnie jak jest to wykorzystywane w defektoskopii, bądź na przepuszczaniu drgań ultradźwiękowych i ocenie stopnia pochłaniania.
W tych warunkach wykorzystuje się istnienie różnych oporów akustycznych tkanek miękkich. Tłumienie jest zależne od stosowanej częstotliwości drgań. Na przykład dla częstotliwości f=1MHz, tłumienie wynosi od ok. 3,3dB/cm w mięśniu szkieletowym do 0,1dB/cm w gałce ocznej. Pozwala to na odpowiednie zróżnicowanie położenia interesujących nas tkanek miękkich przy zastosowaniu częstotliwości w zakresie od 1 do 20MHz. Odbijane na granicy dwóch tkanek echo jest odpowiednio wzmacniane i uwidaczniane na lampie oscyloskopowej. W ten sposób ultrasonografia pozwala wniknąć w strukturę prawidłowych lub chorobowo zmienionych wiązadeł, ścięgien, nerwów, narządów czy mięśni, które dotąd za pomocą techniki rentgenowskiej nie były dostępne obserwacji.
Jedyną przeszkodą są jamy zawierające powietrze, gdyż te całkowicie odbijają wysyłane impulsy. A znów w tych wypadkach istnieje odpowiednia kontrastowość w obrazie radiologicznym. Można więc powiedzieć, że obie techniki wzajemnie się uzupełniają. Największe perspektywy ma niewątpliwie ultrasonografia jamy brzusznej w tym płodów. Przeprowadzenie RTG o okresie płodowym u kobiety może spowodować zmiany chromosomalne, jak też uszkodzenia rozwojowe płodu.
Czynione są także próby możliwości diagnozowania guzów nowotworowych i ich usytuowania. Osiągnięcia polskie w diagnostyce ultradźwiękowej są szczególnie duże, a zespół pod kierownictwem prof. L. Filipczyńskiego opracował wiele odmian ultrasonografów stosowanych w lecznictwie.
Zaobserwowane zmiany pod wpływem fal ultradźwiękowych polegające na trwałym uszkodzeniu tkanki nerwowej mózgu odnotowano dopiero przy półminutowym działaniu bezpośrednio na mózg natężeniem 80W/cm2, podczas gdy średnie natężenie podczas USG dochodzi do kilku W/cm2 w czasie ok. jednej milionowej sekundy! Wielokrotne stosowanie ultradźwięków nie powoduje efektu kumulacji, jak to ma miejsce w przypadku promieniowania jonizującego, którego skumulowana dawka określonej wielkości może później wywołać swoiste zmiany chorobowe.

Infradźwięki – fale dźwiękowe niesłyszalne dla człowieka, ponieważ ich częstotliwość jest za niska, aby odebrało je ludzkie ucho. Słonie i wieloryby, które słyszą infradźwięki wykorzystują je do komunikacji na duże odległości.

Pojęcie infradźwięków

Infradźwięki to z fizycznego punktu widzenia wszystkie dźwięki poniżej progu słyszalności tj. 20 Hz. Jest to trochę nieścisłe twierdzenie, gdyż przy dostatecznie wysokich poziomach ciśnienia akustycznego infradźwięki odbierane są przez ucho i układ przedsionkowy. W niektórych opracowaniach górna granica infradźwięków wynosi 16 Hz. Ostatecznie ta rozbieżność została uporządkowana poprzez wprowadzenie odpowiednich norm:

• według polskiej normy PN-86/N-01338 infradźwiękami nazywamy dźwięki lub hałas, którego widmo częstotliwościowe zawarte jest w zakresie od 2 Hz do 16 Hz,

• według ISO 7196 infradźwiękami nazywamy dźwięki lub hałas, którego widmo częstotliwościowe zawarte jest w zakresie od 1 Hz do 20 Hz.

Zgodnie z normą PN-86/N-01338, w odniesieniu do infradźwięków sztucznego pochodzenia, wprowadzono pojęcie hałasu infradźwiękowego oraz hałasu niskoczęstotliwościowego.

Charakterystyka

Infradźwięki mają bardzo dużą długość fali - powyżej 17 m, przez to słabo tłumione mogą rozchodzić się na znaczne odległości. Drugim problemem jest ich słabe tłumienie poprzez ekrany akustyczne.

Źródła

Źródła infradźwięków można podzielić na naturalne i sztuczne.

Naturalne

Naturalne źródła infradźwięków to:

• bolidy,

• duże wodospady,

• fale morskie,

• lawiny^[,

• silny wiatr,

• pioruny,

• tornada,

• trzęsienia ziemi (fale sejsmiczne),

• wulkany,

• naturalny rezonans jonosferyczny rejestrowany w zakresie infradźwięków być może może stawać się bardziej intensywny podczas zórz polarnych.

Sztuczne

Sztuczne źródła infradźwięków to:

• ciężkie pojazdy samochodowe,

• drgania mostów,

• eksplozje,

• głośniki,

• odrzutowce i śmigłowce,

• przemysł (sprężarki tłokowe, pompy próżniowe i gazowe, wieże wiertnicze, turbodmuchawy, elektrownie wiatrowe),

• rurociągi,

• urządzenia chłodzące i ogrzewające powietrze.

Oddziaływanie

Badania nad oddziaływaniem infradźwięków są prowadzone głównie na zwierzętach, z tego względu nie jest dokładnie poznany wpływ infradźwięków na człowieka. Wiele opracowań wskazuje, że przy narażeniu na wysokie poziomy infradźwięków mogą wystąpić: poczucie ucisku w uszach, dyskomfortu, nadmiernego zmęczenia, senności oraz zaburzenia sprawności psychomotorycznej i funkcji fizjologicznych, a nawet apatii i depresji. Jednak nie ma wiarygodnych badań wskazujących na szkodliwość występujących w życiu codziennym źródeł infradźwięków. Dopiero narażanie na bardzo wysoki poziom takiego typu hałasu może być niebezpieczne dla zdrowia.

*NIEWIDZIALNE FALE POCHODZĄCE Z KOSMOSU*
Oglądając tęczę widzimy właśnie fale świetlne. Zazwyczaj światło jest niewidoczne, kiedy jednak przechodzi przez krople deszczu, załamuje się (ulega refrakcji), ponieważ woda ma większą gęstość niż powietrze i zmniejsza prędkość fali świetlnej. Światło rozdziela się na 7 kolorów; odpowiadające różnym barwom fale składają się na białe światło, załamują się, bowiem pod różnym kątem. Fale odpowiadające poszczególnym barwom mają różne długości, czyli odległości między grzbietami tych fal. Im fala krótsza, tym mocniej się załamuje. Fiolet jest falą najkrótszą, czerwień – najdłuższą.
Fale świetlne stanowią niewielką cześć fal elektromagnetycznych – wliczając w to fale radiowe – istniejących wokół nas. Fale dźwiękowe nie są falami elektromagnetycznymi, lecz falami ciśnienia. Struktura generowanych elektrycznie fal radiowych służących do przenoszenia dźwięków jest podobna do fal radiowych istniejących naturalnym środowisku.

Ciekawostka

Turbiny wiatrowe – hałas i infradźwięki

Jednym z istotnych argumentów przeciwników budowy farm wiatrowych jest hałas jaki emitują pracujące turbiny wiatrowe. Dotyczy to zarówno dźwięków słyszalnych dla człowieka jak też infradźwięków, czyli fal dźwiękowych o niskiej częstotliwości. Wprawdzie zakres infradźwięków znajduje się poza granicą słyszalności, to przy dostatecznie wysokich poziomach ciśnienia akustycznego są odbierane przez ludzkie ucho i mogą wywoływać poczucie ucisku w uszach, nadmiernego zmęczenia, senności oraz zaburzenia sprawności psychomotorycznej i funkcji fizjologicznych, a nawet apatii i depresji.

Powyższemu zagadnieniu został poświęcony raport opracowany przez DELTA Danish Electronics,  Light & Acoustics p.t. “Low Frequency Noise from Large Wind Turbines” (Hałas o niskich częstotliwościach emitowany przez duże turbiny wiatrowe) mających na celu powiększenie zasobu wiedzy na ten temat poprzez wykonanie i analizę serii badań z zakresu pomiaru emisji hałasu.

Wyniki zaprezentowane w niniejszym raporcie są poprawne dla typowych turbin wiatrowych o trójłopatowych wirnikach w układzie nawietrznymi i mocy znamionowej przekraczającej 2 MW – czyli takich, jakie znajdują się w Parku Wiatrowym Suwałki. Najistotniejsze wnioski płynące z raportu są następujące:

Infradźwięki

Turbiny wiatrowe nie emitują słyszalnych infradźwięków. Jest to ogólny wniosek, wspólny dla wszystkich badaczy i techników, wyciągnięty na podstawie analizy literatury. Emitowane poziomy są zdecydowanie poniżej progu słyszalności.

Rozmiar turbin i charakterystyka dźwiękowa

Moc dźwięku emitowanego przez turbiny wiatrowe wzrasta wraz z mocą znamionową turbin, czyli ich rozmiarem. Stwierdzono, że wzrost ten jest mniejszy w przypadku turbin o mocy znamionowej powyżej 1 MW niż w grupie turbin o mocy znamionowej poniżej 1 MW.

W przypadku szumu aerodynamicznego emitowanego przez duże turbiny wiatrowe poziom dźwięków o niskiej częstotliwości nie jest większy, niż w przypadku mniejszych turbin.

Poziomu hałasu wewnątrz pomieszczeń w sąsiedztwie farm wiatrowych

Na podstawie porównania dużych turbin wiatrowych z mniejszymi urządzeniami oczekuje się, że hałas o niskich częstotliwościach wewnątrz pomieszczeń w sąsiedztwie farm wiatrowych nie wzrośnie. Wniosek ten jest poprawny dla domów znajdujących się w minimalnej odległości wynoszącej czterokrotność całkowitej wysokości turbiny, zgodnie z postanowieniami przepisów duńskich. Spełnienie tego wymogu będzie wymagało obniżenia emisji hałasu emitowanego przez duże turbiny wiatrowe przed wprowadzeniem ich na rynek.

Uciążliwość hałasu emitowanego przez turbiny wiatrowe

Wyniki serii pomiarów wykonanych w sąsiedztwie instalacji testowej w Høvsøre wykazały dobrą korelację pomiędzy uciążliwością zaobserwowaną przez sąsiadów oraz występowaniem dźwięków o niskich częstotliwościach w hałasie emitowanym przez jedną z turbin wiatrowych.