Ultratovush nima?

Ultratovush
XXI asr radioelektronika, atom, kosmik tadqiqotlar va ultratovush asridir. Bugungi kunda ultratovush fani nisbatan yosh. 19-asrning oxirida rus fiziologi P. N. Lebedev o’zining birinchi tadqiqotlarini o’tkazdi. Shundan so’ng ko’plab taniqli olimlar ultratovushni o’rganishni boshladilar.

Ultratovush nima?

Ultratovush o’rta zarrachalarning to’lqinga o’xshash targ’ibot effektidir. U o’ziga xos xususiyatlarga ega, bunda u eshitiladigan diapazonning tovushlaridan farq qiladi. Ultrasonik diapazonda yo’naltirilgan nurlanishni olish nisbatan oson. Bundan tashqari, u yaxshi yo’naltirilgan va buning natijasida tebranishlarning intensivligi oshadi. Qattiq jismlarda, suyuqliklarda va gazlarda tarqalayotganda, ultratovush texnologiya va fanning ko’plab sohalarida amaliy qo’llanilishini topgan qiziqarli hodisalarni keltirib chiqaradi. Bu ultratovush, bugungi kunda hayotning turli sohalarida roli juda katta.

Ultratovushning fan va amaliyotdagi ahamiyati

So’nggi yillarda ultratovush tekshiruvi ilmiy tadqiqotlarda tobora muhim rol o’ynay boshladi. Akustik oqimlar va ultratovushli kavitatsiya sohasida eksperimental va nazariy tadqiqotlar muvaffaqiyatli o’tkazildi, bu olimlarga suyuqlik fazasida ultratovush ta’sirida yuzaga keladigan texnologik jarayonlarni ishlab chiqishga imkon berdi. Bu fizika kabi bilim sohasidagi turli hodisalarni o’rganishning kuchli usuli. Ultratovush, masalan, yarimo’tkazgichlar va qattiq jismlar fizikasida qo’llaniladi. Bugungi kunda kimyoning “ultratovushli kimyo” deb nomlangan alohida bo’limi shakllanmoqda. Uning qo’llanilishi ko’plab kimyoviy-texnologik jarayonlarni tezlashtirish imkonini beradi. Molekulyar akustika ham tug’ildi – akustikaning modda bilan molekulyar o’zaro ta’sirini o’rganadigan yangi sohasi.Ultratovushni qo’llashning yangi sohalari: golografiya, introskopiya, akustoelektronika, ultratovush fazasini o’lchash, kvant akustikasi paydo bo’ldi.

Bu boradagi tajriba-nazariy ishlar bilan bir qatorda bugungi kunda ko‘plab amaliy ishlar amalga oshirildi. Maxsus va universal ultratovushli mashinalar, ortib borayotgan statik bosim ostida ishlaydigan qurilmalar va boshqalar ishlab chiqildi.Ishlab chiqarish liniyalariga kiritilgan avtomatik ultratovush qurilmalari ishlab chiqarishga joriy etildi, bu esa mehnat unumdorligini sezilarli darajada oshirishi mumkin.

Ultratovush haqida ko’proq
Keling, ultratovush nima haqida ko’proq gapiraylik. Biz allaqachon aytgan edik, bu elastik to’lqinlar va ultratovush 15-20 kHz dan yuqori. Eshitishimizning sub’ektiv xususiyatlari ultratovush chastotalarining pastki chegarasini aniqlaydi, bu uni eshitiladigan tovush chastotasidan ajratib turadi. Shuning uchun bu chegara shartli bo’lib, har birimiz ultratovush nima ekanligini boshqacha belgilaydi. Yuqori chegara elastik to’lqinlar, ularning jismoniy tabiati bilan ko’rsatilgan. Ular faqat moddiy muhitda tarqaladi, ya’ni to’lqin uzunligi gazda mavjud bo’lgan molekulalarning o’rtacha erkin yo’lidan yoki qattiq va suyuqliklardagi atomlararo masofadan sezilarli darajada katta bo’lishi kerak. Gazlarda normal bosimda ultratovush chastotalarining yuqori chegarasi 10 9 Gts, qattiq va suyuqliklarda esa 10 12 -10 13 Gts ni tashkil qiladi.

Ultratovush manbalari

Ultratovush tabiatda ko’plab tabiiy shovqinlarning tarkibiy qismi sifatida (sharshara, shamol, yomg’ir, sörf tomonidan yuvilgan toshlar, shuningdek, momaqaldiroq oqimlari bilan birga keladigan tovushlar va boshqalar) va hayvonot dunyosining ajralmas qismi sifatida mavjud. Hayvonlarning ba’zi turlari uni kosmosda yo’naltirish, to’siqlarni aniqlash uchun ishlatadi. Delfinlar tabiatda ultratovushdan foydalanishlari ham ma’lum (asosan 80 dan 100 kHz gacha bo’lgan chastotalar). Bunday holda, ular tomonidan chiqarilgan joylashuv signallarining kuchi juda katta bo’lishi mumkin. Delfinlar ulardan bir kilometr uzoqlikdagilarni aniqlay olishi ma’lum.
Ultratovushning emitentlari (manbalari) 2 ta katta guruhga bo’linadi. Birinchisi – harakat yo’lida o’rnatilgan to’siqlar mavjudligi sababli tebranishlar qo’zg’atiladigan generatorlar. Doimiy oqim suyuqlik yoki gaz oqimlari. Ultratovush manbalarini birlashtirish mumkin bo’lgan ikkinchi guruh – bu berilgan oqim yoki kuchlanish o’zgarishlarini o’zgartiradigan elektroakustik transduserlar. Mexanik tebranish atrof-muhitga akustik to’lqinlarni chiqaradigan qattiq jism tomonidan amalga oshiriladi.

Ultratovush qabul qiluvchilar

O’rta va ultratovushli qabul qiluvchilarda elektroakustik transduserlar ko’pincha piezoelektrik turdagi. Ular tovush bosimining vaqtga bog’liqligi sifatida ko’rsatilgan qabul qilingan akustik signal shaklini takrorlashi mumkin. Qurilmalar mo’ljallangan dastur shartlariga qarab keng polosali yoki rezonansli bo’lishi mumkin. Vaqt bo’yicha o’rtacha ovoz maydoni xususiyatlarini olish uchun termal qabul qiluvchilar ishlatiladi. Ular tovushni yutuvchi modda bilan qoplangan termistorlar yoki termojuftlardir. Ovoz bosimi va intensivligini ultratovush yordamida yorug’lik diffraktsiyasi kabi optik usullar bilan ham baholash mumkin.

Ultratovush qayerda qo’llaniladi?

Ultratovushning turli xil xususiyatlaridan foydalangan holda uni qo’llashning ko’plab sohalari mavjud. Ushbu hududlarni taxminan uchta hududga bo’lish mumkin. Ulardan birinchisi ultratovush to’lqinlari yordamida turli xil ma’lumotlarni olish bilan bog’liq. Ikkinchi yo’nalish – uning moddaga faol ta’siri. Uchinchisi esa signallarni uzatish va qayta ishlash bilan bog’liq. Har bir holatda AQSh o’ziga xosligi qo’llaniladi. Biz u o’z qo’llanilishini topgan ko’plab sohalardan faqat bir nechtasini ko’rib chiqamiz

Ultrasonik tozalash

Bunday tozalash sifatini boshqa usullar bilan taqqoslab bo’lmaydi. Ehtiyot qismlarni yuvishda, masalan, ifloslantiruvchi moddalarning 80% ga yaqini ularning yuzasida qoladi, taxminan 55% - tebranish bilan tozalash, taxminan 20% - qo’lda tozalash va ultratovush bilan tozalashda 0,5% dan ko’p bo’lmagan ifloslantiruvchi moddalar qoladi. Murakkab shaklga ega bo’lgan detallarni faqat ultratovush yordamida yaxshi tozalash mumkin. Uni qo’llashning muhim afzalligi – yuqori mahsuldorlik, shuningdek, jismoniy mehnatning arzonligi. Bundan tashqari, qimmat va yonuvchan organik erituvchilarni arzon va xavfsiz suvli eritmalar bilan almashtirish, suyuq freon va boshqalarni ishlatish mumkin.

Jiddiy muammo – havoning kuyikish, tutun, chang, metall oksidi va boshqalar bilan ifloslanishi. Atrof-muhit namligi va haroratidan qat’i nazar, gaz rozetkalarida havo va gazni ultratovushli tozalash usulidan foydalanishingiz mumkin. Agar ultratovushli emitent changni cho’ktirish kamerasiga joylashtirilsa, uning samaradorligi yuzlab marta oshadi. Bunday tozalashning mohiyati nimada? Havoda tasodifiy harakatlanadigan chang zarralari ultratovush tebranishlari ta’sirida bir-biriga kuchliroq va tez-tez uriladi. Shu bilan birga, ularning birlashishi tufayli ularning hajmi ortadi. Koagulyatsiya – bu zarrachalarning kengayish jarayoni. Ularning tortilgan va kattalashtirilgan to’planishi maxsus filtrlar tomonidan ushlanadi.

Mo’rt va o’ta qattiq materiallarga ishlov berish

Agar siz ultratovush ishlatadigan asbobning ish qismi va ishchi yuzasi orasiga kirsangiz, u holda emitentning ishlashi paytida abraziv zarralar ushbu qismning yuzasiga ta’sir qiladi. Bunday holda, material yo’q qilinadi va olib tashlanadi, turli yo’naltirilgan mikro ta’sirlar ta’sirida qayta ishlanadi. Qayta ishlash kinematikasi asosiy harakat – kesish, ya’ni asbob tomonidan amalga oshiriladigan uzunlamasına tebranishlar va yordamchi – apparatlar bajaradigan besleme harakatidan iborat.

Ultratovush turli xil ishlarni bajarishi mumkin. Abraziv donalar uchun energiya manbai uzunlamasına tebranishlardir. Ular qayta ishlangan materialni yo’q qiladi. Oziqlantirish harakati (yordamchi) aylana, ko’ndalang va bo’ylama bo’lishi mumkin. Ultrasonik ishlov berish aniqroq. Abrasivning don hajmiga qarab, u 50 dan 1 mikrongacha bo’ladi. Asboblardan foydalanish turli shakllar, siz nafaqat teshiklarni, balki murakkab kesmalarni, kavisli boltalarni ham qilishingiz, o’yib chizishingiz, maydalashingiz, matritsalar qilishingiz va hatto olmosni burg’ulashingiz mumkin. Abrasiv sifatida ishlatiladigan materiallar korund, olmos, kvarts qumi, chaqmoq toshlaridir.

Radioelektronikada ultratovush
Texnikada ultratovush ko’pincha radioelektronika sohasida qo’llaniladi. Bu sohada ko’pincha boshqasiga nisbatan elektr signalini kechiktirish kerak bo’ladi. Olimlar ultratovushli kechikish liniyalaridan (qisqacha LZ) foydalanishni taklif qilish orqali yaxshi yechim topdilar. Ularning harakati elektr impulslarining ultratovushga aylanishiga asoslanadi.Bu qanday sodir bo’ladi? Gap shundaki, ultratovush tezligi elektromagnit tebranishlar tomonidan ishlab chiqilganidan ancha past. Elektr mexanik tebranishlarga teskari transformatsiyadan so’ng kuchlanish pulsi kirish pulsiga nisbatan chiziqning chiqishida kechiktiriladi.

Pyezoelektrik va magnitostriktiv transduserlar elektrni mexanik tebranishlarga va aksincha aylantirish uchun ishlatiladi. LZ, o’z navbatida, piezoelektrik va magnitostriktivga bo’linadi.

Tibbiyotda ultratovush
Tirik organizmlarga ta’sir qilish uchun ultratovushning har xil turlari qo’llaniladi. Tibbiy amaliyotda uni qo’llash hozir juda mashhur. U biologik to’qimalarda ultratovush orqali o’tganda yuzaga keladigan ta’sirlarga asoslanadi. To’lqinlar muhit zarralarida tebranishlarni keltirib chiqaradi, bu esa o’ziga xos to’qimalar mikromassajini yaratadi. Va ultratovushning so’rilishi ularning mahalliy isishiga olib keladi. Shu bilan birga, biologik muhitda ma’lum fizik-kimyoviy o’zgarishlar sodir bo’ladi. O’rtacha qaytarilmas zarar bo’lsa, bu hodisalar sabab bo’lmaydi. Ular faqat metabolizmni yaxshilaydi va shuning uchun ularga ta’sir qiladigan tananing hayotiy faoliyatiga hissa qo’shadi. Bunday hodisalar ultratovush terapiyasida qo’llaniladi.
Jarrohlikdagi ultratovush

Kavitatsiya va yuqori intensivlikdagi kuchli isitish to’qimalarni yo’q qilishga olib keladi. Ushbu ta’sir bugungi kunda jarrohlikda qo’llaniladi. Fokuslangan ultratovush jarrohlik operatsiyalari uchun ishlatiladi, bu atrofdagilarga zarar bermasdan, eng chuqur tuzilmalarda (masalan, miya) mahalliy vayron bo’lishiga imkon beradi. Jarrohlikda ultratovushli asboblar ham qo’llaniladi, ularda ishchi uchi fayl, skalpel, igna kabi ko’rinadi. Ularga yuklangan tebranishlar bu asboblarga yangi sifatlar beradi. Kerakli kuch sezilarli darajada kamayadi, shuning uchun operatsiyaning travmatizmi kamayadi. Bundan tashqari, analjezik va gemostatik ta’sir namoyon bo’ladi. Ultratovush yordamida to’mtoq asbob bilan ta’sir qilish tanada paydo bo’lgan ayrim turdagi neoplazmalarni yo’q qilish uchun ishlatiladi.

Biologik to’qimalarga ta’sir qilish mikroorganizmlarni yo’q qilish uchun amalga oshiriladi va dori vositalari va tibbiy asboblarni sterilizatsiya qilish jarayonlarida qo’llaniladi.

Ichki organlarni tekshirish

Asosan gaplashamiz qorin bo’shlig’ini o’rganish haqida. Shu maqsadda to’qimalar va anatomik tuzilmalarning turli xil anomaliyalarini topish va tanib olish uchun maxsus foydalanish mumkin. Vazifa ko’pincha quyidagicha: malign shakllanishga shubha bor va uni yaxshi yoki yuqumli shakllanishdan ajratish talab qilinadi.

Ultratovush jigarni tekshirishda va o’t yo’llarining to’siqlari va kasalliklarini aniqlashni o’z ichiga olgan boshqa vazifalarni bajarishda, shuningdek, o’t pufagini tekshirishda toshlar va boshqa patologiyalarning mavjudligini aniqlash uchun foydalidir. Bundan tashqari, siroz va boshqa diffuz benign jigar kasalliklari uchun testdan foydalanish mumkin.

Ginekologiya sohasida, ayniqsa, tuxumdonlar va bachadonni tahlil qilishda, ultratovushni qo’llash uzoq vaqtdan beri asosiy yo’nalish bo’lib, u alohida muvaffaqiyat bilan amalga oshiriladi. Ko’pincha bu erda benign va malign shakllanishlarni farqlash ham kerak bo’ladi, bu odatda eng yaxshi kontrast va fazoviy ruxsatni talab qiladi. Shunga o’xshash xulosalar ko’plab boshqa ichki organlarni o’rganishda foydali bo’lishi mumkin.