Ультрадыбыстық электромагниттік тербелістердің ауқымы бар. УЗИ дегеніміз не? Ультрадыбысты техника мен медицинада қолдану. Жылдам сканерлеу құралдары

Акустиканың дамуымен аяғы XIXғасырда ультрадыбысты зерттеу ашылды, сонымен бірге ультрадыбысты алғашқы зерттеулер басталды, бірақ оны қолданудың негізі 20 ғасырдың бірінші үштен бірінде ғана қаланды.

Ультрадыбыс және оның қасиеттері

Табиғатта ультрадыбыс көптеген табиғи шулардың құрамдас бөлігі ретінде кездеседі: желдің шуында, сарқырамада, жаңбырда, серфингпен қозғалған теңіз тастарында, найзағай разрядтарында. Мысықтар мен иттер сияқты көптеген сүтқоректілердің 100 кГц-ке дейінгі жиіліктегі ультрадыбысты қабылдау қабілеті бар, ал жарғанаттардың, түнгі жәндіктердің және теңіз жануарларының орналасу қабілеттері бәріне жақсы белгілі.

Ультрадыбыстық- адам құлағына естілетін жиілік диапазонынан жоғары механикалық тербеліс (әдетте 20 кГц). Ультрадыбыстық тербеліс жарықтың таралуына ұқсас толқын түрінде таралады. Дегенмен, вакуумда таралатын жарық толқындарынан айырмашылығы, ультрадыбыс газ, сұйық немесе қатты зат сияқты серпімді ортаны қажет етеді.

Толқынның негізгі параметрлері толқын ұзындығы, жиілік және период болып табылады. Ультрадыбыстық толқындар өз табиғаты бойынша естілетін диапазондағы толқындардан ерекшеленбейді және бірдей физикалық заңдарға бағынады. Бірақ ультрадыбыстың ғылым мен техникада кеңінен қолданылуын анықтайтын өзіндік ерекшеліктері бар. Мұнда негізгілері:

• 1. Қысқа толқын ұзындығы. Ең төменгі ультрадыбыстық диапазон үшін толқын ұзындығы көптеген ақпарат құралдарында бірнеше сантиметрден аспайды. Қысқа толқын ұзындығы ультрадыбыстық толқындардың таралуының сәулелік сипатын анықтайды. Эмитентке жақын жерде ультрадыбыстық сәулелену көлемі жағынан эмитент өлшеміне жақын сәулелер түрінде таралады. Ортадағы біртекті еместерге соқтығысқан кезде ультрадыбыстық сәуле шағылысу, сыну және шашырауды бастан кешіретін жарық сәулесі сияқты әрекет етеді, бұл таза оптикалық әсерлерді (фокустау, дифракция және т.б.) пайдалана отырып, оптикалық мөлдір емес ортада дыбыстық бейнелерді жасауға мүмкіндік береді.
• 2. Ультрадыбысты импульс түрінде шығаруға және ортада таралатын сигналдарды дәл уақытша таңдауды жүзеге асыруға мүмкіндік беретін тербелістердің қысқа кезеңі.

Кішкентай амплитудада тербеліс энергиясының жоғары мәндерін алу мүмкіндігі, өйткені тербелістердің энергиясы жиіліктің квадратына пропорционал. Бұл ультрадыбыстық сәулелер мен өрістерді жасауға мүмкіндік береді жоғары деңгейүлкен жабдықты қажет етпейтін энергия.

Ультрадыбыстық өрісте маңызды акустикалық токтар дамиды. Сондықтан ультрадыбыстың қоршаған ортаға әсері ерекше әсерлерді тудырады: физикалық, химиялық, биологиялық және медициналық. Кавитация, дыбыс-капиллярлық әсер, дисперсия, эмульсия, газсыздандыру, дезинфекция, жергілікті қыздыру және т.б.

Жетекші державалардың – Англия мен Францияның теңіз флотының теңіздің тереңдігін зерттеу қажеттілігі акустика саласындағы көптеген ғалымдардың қызығушылығын тудырды, өйткені. бұл суда алыс жүре алатын сигналдың жалғыз түрі. Сонымен 1826 жылы француз ғалымы Колладон судағы дыбыс жылдамдығын анықтады. 1838 жылы АҚШ-та телеграф кабелін тарту үшін теңіз түбінің профилін анықтау үшін дыбыс алғаш рет қолданылды. Эксперимент нәтижелері көңіл көншітпейді. Қоңыраудың дыбысы теңіздің басқа дыбыстары арасында тым әлсіз жаңғырық берді. Жоғары жиіліктер аймағына бару керек болды, бұл бағытталған дыбыс сәулелерін жасауға мүмкіндік береді.

Алғашқы ультрадыбыстық генераторды 1883 жылы ағылшын Фрэнсис Гальтон жасаған. Ультрадыбысты үрлесеңіз, пышақ шетіндегі ысқырық сияқты жасалған. Гальтонның ысқырығында мұндай нүктенің рөлін өткір жиектері бар цилиндр атқарды. Диаметрі цилиндрдің шеті сияқты сақиналы саптама арқылы қысыммен шыққан ауа немесе басқа газ шетіне қарай өтіп, жоғары жиілікті тербелістер пайда болды. Сутегімен ысқырықты соғып, 170 кГц тербелістерді алуға болады.

1880 жылы Пьер мен Жак Кюри ультрадыбыстық технология үшін шешуші жаңалық ашты. Ағайынды Кюрилер кварц кристалдарына қысым түсіргенде, кристалға түсірілген күшке тура пропорционал электр заряды пайда болатынын байқады. Бұл құбылысты «пьезоэлектрлік» деп атады Грек сөзі, «баспасөз» дегенді білдіреді. Сонымен қатар, олар кристалға тез өзгеретін электрлік потенциалды қолданып, оның тербелісін тудыратын кері пьезоэлектрлік әсерді көрсетті. Осы уақыттан бастап ультрадыбыстың шағын габаритті эмитенттері мен қабылдағыштарын жасау техникалық мүмкін болды.

Титаниктің айсбергпен соқтығысудан қайтыс болуы, жаңа қарумен - суасты қайықтарымен күресу қажеттілігі ультрадыбыстық гидроакустиканың қарқынды дамуын талап етті. 1914 жылы француз физигі Поль Лангевин дарынды ресейлік эмигрант-ғалым Константин Васильевич Шиловскиймен бірге алғаш рет пьезоэлектрлік әсерге негізделген ультрадыбыстық тербелістерді қабылдағыш - ультрадыбыстық эмиттерден және гидрофоннан тұратын сонар жасады. Сонар Лангевин - Шиловский, алғашқы ультрадыбыстық құрылғы болдытәжірибеде қолданылады. Бұл ретте ресейлік ғалым С.Я.Соколов өнеркәсіпте ультрадыбыстық ақауларды анықтау негіздерін жасады. 1937 жылы неміс психиатры Карл Дуссик өзінің ағасы физик Фридрихпен бірге ми ісіктерін анықтау үшін алғаш рет ультрадыбысты қолданды, бірақ олардан алынған нәтижелер сенімсіз болды. Медициналық тәжірибеде УДЗ алғаш рет 20 ғасырдың 50-жылдарында АҚШ-та қолданылған.

Ультрадыбыстық- Бұл серпімді тербелістержәне жиілігі 20 кГц жоғары толқындар, адам құлағы естілмейді. Қазіргі уақытта 10 ГГц-ке дейінгі жиіліктегі ультрадыбыстық тербелістерді алуға болады. Көрсетілген жиілік диапазондарына сәйкес ұзындық аймағы ультрадыбыстық толқындарауада 1,6-дан 0,3 × 10 - 4 см-ге дейін , сұйықтарда – 6,0-ден 1,2?10-ға дейін- 4 см ал қатты денелерде - 20,0-ден 4,0?10-ға дейін- 4 см.

Ультрадыбыстық толқындар өзінің табиғаты бойынша естілетін диапазондағы серпімді толқындардан ерекшеленбейді. Ультрадыбыстың таралуы кез келген жиілік диапазонындағы акустикалық толқындарға тән негізгі заңдарға бағынады. Ультрадыбыстың таралуының негізгі заңдарына әртүрлі орталар шекарасындағы шағылысу және сыну заңдылықтары, шекаралардағы кедергілер мен біртексіздіктер болған кездегі ультрадыбыстың дифракциясы мен шашырауы, ортаның шектеулі аймақтарында толқын өткізгіштің таралу заңдары жатады.

Сонымен бірге ультрадыбыстық тербелістердің жоғары жиілігі мен толқын ұзындығының қысқа болуы ультрадыбыстық дыбысқа ғана тән бірқатар ерекше қасиеттерді анықтайды.

Осылайша, оптикалық әдістерді қолдана отырып, ультрадыбыстық толқындарды көзбен байқауға болады. Қысқа толқын ұзындығының арқасында ультрадыбыстық толқындар жақсы фокусталады, демек, бағытталған сәулеленуді алуға болады. Ультрадыбыстың тағы бір маңызды ерекшелігі - салыстырмалы түрде шағын тербеліс амплитудаларында жоғары қарқындылық мәндерін алу мүмкіндігі.

Берілген бағытта таралатын ультрадыбыстық толқынның амплитудасы мен қарқындылығының төмендеуі, яғни. әлсіреу ультрадыбыстың шашырауымен және жұтылуымен, ультрадыбыстық энергияның басқа түрлерге, мысалы, жылу энергиясына ауысуымен анықталады.

Жұмыс орнындағы УДЗ көздері. Ультрадыбыстың жасанды көздеріне ультрадыбыстық технологиялық жабдықтардың барлық түрлері, ультрадыбыстық құрылғылар мен өндірістік, медициналық және тұрмыстық мақсаттағы жабдықтар жатады.

20 кГц-тен 100 МГц-ке дейінгі және одан жоғары жиілік диапазонында ультрадыбыстық тербелістерді тудырады. Ультрадыбыстың көзі сондай-ақ жабдық болуы мүмкін, оның жұмысы кезінде ультрадыбыстық тербеліс ілеспе фактор ретінде пайда болады.

Ультрадыбыстық технологияның негізгі элементтері ультрадыбыстық түрлендіргіштер мен генераторлар болып табылады. Ультрадыбыстық түрлендіргіштертұтынылатын энергия түріне байланысты олар механикалық (ультрадыбыстық ысқырықтар, сиреналар) және электромеханикалық (магнитостриктивті, пьезоэлектрлік, электродинамикалық) болып бөлінеді. Төмен жиілікті ультрадыбысты генерациялау үшін механикалық және магнитостриктивтік түрлендіргіштер қолданылады, ал пьезоэлектрлік түрлендіргіштер жоғары жиілікті ультрадыбысты – 10 9 Гц-ке дейін алуға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық генераторлар өнеркәсіптік жиілікті токты жоғары жиілікті токқа түрлендіруге және электроакустикалық жүйелерді - пьезоэлектрлік және магнитостриктивтік түрлендіргіштерді қуаттандыруға арналған.

Қазіргі уақытта ультрадыбыс машина жасауда, металлургияда, химияда, радиоэлектроникада, құрылыста, геологияда, жеңіл және тамақ өнеркәсібінде, балық шаруашылығында, медицинада және т.б.

Олардың мүмкін болатынын бағалау тұрғысынан ультрадыбысты қолданудың әртүрлі әдістерінің арасында кері әсер етужұмысшылар ағзасына, оны бөлу орынды екі негізгі бағыт:

1. Қолданба төмен жиілікті (100 кГц-ке дейін) ультрадыбыстық тербеліс,жанасу және ауа жолдарымен тарату, заттар мен технологиялық процестерге белсенді әсер ету үшін – материалдарды (өте қатты қорытпалар, алмаздар, керамика және т.б.) тазалау, дезинфекциялау, дәнекерлеу, дәнекерлеу, механикалық және термиялық өңдеу, аэрозольдерді коагуляциялау; медицинада - ультрадыбыстық хирургиялық аспаптар, медициналық қызметкерлердің қолдарын зарарсыздандыруға арналған құрылғылар, әртүрлі заттаржәне т.б.

2. Қолданба жоғары жиілікті (100 кГц - 100 МГц және одан жоғары) ультрадыбыстықбұзбайтын бақылау және өлшеу үшін тек жанасу арқылы таралатын тербеліс; медицинада – әртүрлі ауруларды диагностикалау және емдеу.

Әртүрлі ультрадыбыстық көздердің таралуы мен келешегін талдау көрсеткендей, ультрадыбыстық сәулелердің жағымсыз әсерлері жағдайында жұмыс істейтіндердің 60-70% -ы.

Оның құрамына дефектоскоптар, тазалау, дәнекерлеу, кесу қондырғыларының операторлары, ультрадыбыстық зерттеу (УДЗ) дәрігерлері, физиотерапевтер, хирургтар және т.б.

Ультрадыбыстың өндірістік әсер ету дәрежесін бағалау критерийлері мен әдістерін біріздендіру мақсатында «Адам операторына әсер ететін ультрадыбыстың гигиеналық классификациясы» әзірленді. Жұмыс істейтін адамдарға әсер ететін ультрадыбыстың жіктелген белгілері: фактордың таралу әдісі, ультрадыбыстық көздің түрі, тербелістерді құру әдісі мен режимі, ультрадыбыстық тербелістердің жиілік реакциясы. (12.1-кесте).

Технологиялық және медициналық ультрадыбыстық көздермен жұмыс істейтіндер өндірістік ортаның қолайсыз факторларының кешеніне ұшырайды, олардың жетекшілері тербеліс жиілігі 20 Гц – 20,0 МГц және интенсивтілігі 50-160 дБ болатын ультрадыбыстық.

Осылайша, стационарлық тазалау, дәнекерлеу, кесу қондырғылары жиіліктермен тұрақты ультрадыбыстық тербелістерді тудырады

12.1-кесте.Операторға әсер ететін ультрадыбыстың гигиеналық классификациясы

24,0-22,0 кГц, байланыс және әуе жолдарымен таралу (жұмыс ауысымының 25-30%).

Тазалау, кесу және дәнекерлеу қондырғыларының операторларының қолдарымен жанасу аймағында ультрадыбыстың қарқындылығы 0,03-1,4 Вт/см 2, яғни. деңгейлері іс жүзінде нормативті мәндерден IMU-дан 14 есе асып кетуге дейін ауытқиды. Жұмыс орындарындағы дыбыстық және ультрадыбыстық жиілік диапазонындағы дыбыс қысымының деңгейі қондырғылардың жұмыс жиіліктерінде максимум 80-101 дБ жетеді, бұл қалыпты жағдай.

Ультрадыбыстық ақауларды анықтаудың көптеген әдістерінің ішінде ең көп таралғаны импульстік әдіс (300-4000 Гц диапазонында импульстік қайталану жиілігімен 0,5-20,0 МГц; жиіліктер диапазонында импульстік қайталану жиілігімен 50 және 80 кГц жиіліктер) 100-4000 Гц).

Дәнекерленген және темірбетон бұйымдарын ультрадыбыстық сынау кезінде оператор жұмыс уақытының 72-75% ішінде ультрадыбыстық әсерге ұшырайды, жанасу нүктелеріндегі ультрадыбыстың қарқындылығы 1 × 10 -3-тен 1,0 Вт/см 2-ге дейін, ауадағы ультрадыбыстық деңгейлер ШРК аспайды.

Жұмысшыларға байланыс ультрадыбыстық әсер етудің орташа ауысым уақыты ультрадыбыстық көздің түріне (қолмен немесе стационарлық) байланысты, ол үшін, әдетте, 2,5-3 есе аз.

Медициналық мекемелерде қолданылатын диагностикалық блоктар 0,8-20,0 МГц жиілік диапазонында жұмыс істейді, импульстің қайталану жиілігі 50-100 Гц. Диагностикалық сканерлеу қолмен ұсталатын ультрадыбыстық түрлендіргішпен орындалады. Бір зерттеудің ұзақтығы 15-20 минуттан 1-1,5 сағатқа дейін.Дәрігердің қолына әсер ететін жоғары жиілікті контактілі ультрадыбыстық диагностикалық зерттеулер үшін 0,5-25,0-40,0 мВт/см 2-ден 1,0 Вт/см 2 дейін, жұмыс уақытының 70% алады.

Ультрадыбыстық хирургиялық жабдықта тербеліс жиілігі 26,6-44,0-66,0-88,0 кГц құрайды. Хирургтердің жұмысы кезінде ультрадыбысты қолдарға контакт арқылы беру, ультрадыбыстық әсер ету ұзақтығы жұмыс уақытының 14% аспайтыны атап өтілді. Контактілі ультрадыбыстың интенсивтілігі 0,07-1,5 Вт/см 2 диапазонында, хирургтардың жұмыс орындарындағы ауа УДЗ деңгейі рұқсат етілген деңгейден төмен – 80-89 дБ.

Ультрадыбыстық физиотерапиялық жабдық 0,88 және 2,64 МГц жиіліктегі тербелістерді тудырады. Медициналық персоналдың қолына әсер ететін тұрақты және импульстік контактілі ультрадыбыстық деңгейлері қолмен ұсталатын эмитенттің бүйір беті арқылы таралады, 0,02-1,5 Вт/см. Бір процедураның ұзақтығы 15 минуттан аспайды, УДЗ-мен байланыс уақыты ауысымына 33% құрайды.

Ультрадыбыстың биологиялық әсері. Ультрадыбыстық толқындар көп бағытты биологиялық әсерлерді тудыруы мүмкін, оның табиғаты көптеген факторлармен анықталады: ультрадыбыстық тербелістердің қарқындылығы, жиілігі, тербелістердің уақытша параметрлері (тұрақты, импульстік), әсер ету ұзақтығы, тіндердің сезімталдығы.

Атап айтқанда, ультрадыбыстық тербелістердің жиілігі фактордың ену тереңдігін анықтайды: жиілік неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көп бөлігіэнергияны тіндер сіңіреді, бірақ ультрадыбыстық тербеліс таязырақ тереңдікке енеді. Айта кету керек, ультрадыбысты биологиялық тіндерге сіңіру жалпы заңдылықтарға бағынбайды. Қолда бар мәліметтерге сәйкес, биологиялық ұлпаларда квадраттық емес, бірақ сызықтық тәуелділікжиілікке қарсы абсорбция. Бұл дене тіндерінің үлкен гетерогенділігіне байланысты. Биологиялық ұлпалардың гетерогенділігі де ультрадыбысты сіңіру дәрежесінің әртүрлі болуына байланысты. Ең аз сіңу май қабатында және бұлшықет тінінде екі есе дерлік байқалады. Мидың сұр заты ультрадыбысты ақ затқа қарағанда екі есе көп сіңіреді; ультрадыбыстық энергияны аз сіңіреді цереброспинальды сұйықтық. Ең үлкен сіңу сүйек тінінде байқалады (12.2-кесте).

Интенсивті төмен жиілікті ультрадыбыстың рұқсат етілген шекті деңгейден асатын жүйелі әсерінен жұмысшылар орталық және шеткергі жүйке жүйесінде, жүрек-қантамырларында, эндокриндік жүйелерде, есту және вестибулярлық анализаторларда функционалдық өзгерістерді және гуморальды бұзылыстарды сезінуі мүмкін.

25 кГц жиіліктегі 130 дБ ультрадыбыстық тербеліс әсерінен жүрек соғу жиілігінің, қан суретінің, эндокриндік функцияның және мидың электрогенезінің (ЭЭГ тегістелуі) өзгерістері анықталды; шаршау, шаршаудың жоғарылауы, жұмысқа қабілеттіліктің төмендеуі байқалады.

12.2-кесте.Ультрадыбысты адам ағзасының ұлпаларына сіңіру

Дыбыс қысымының деңгейі 120, 110 және 100 дБ болатын 20 кГц жиіліктегі ультрадыбыстың әсерінен бір сағаттық әсерден кейін есту сезімталдығы шегінде айтарлықтай ығысулар болған жоқ.

Ең тән - вегетотамырлық дистония мен астениялық синдромның болуы. беттер, ұзақ уақытТөмен жиілікті ультрадыбыстық аппаратураға қызмет көрсету, бас ауруы, бас айналу, жалпы әлсіздік, шаршау, ұйқының бұзылуы, күндізгі ұйқышылдық, ашуланшақтық, есте сақтау қабілетінің бұзылуы, дыбыстарға сезімталдықтың жоғарылауы, жарқын жарықтан қорқу. Аяқ-қолдардың температурасының төмендеуіне шағымдар бар, беттің бозаруы немесе қызаруы, диспепсиялық сипаттағы шағымдар сирек емес.

Жалпы церебральды бұзылулар жиі қолдың орташа вегетативті полиневритімен біріктіріледі. Бұл ультрадыбыстың ауа арқылы жұмыс істейтін ағзаға жалпы әсерімен қатар, діріл қоздыратын дайындамалар мен орталармен немесе қолмен жұмыс істейтін көздермен жанасқанда төмен жиілікті УДЗ жергілікті әсер етеді.

Төмен жиілікті УДЗ әсер еткенде вегетативтік-тамырлық бұзылулар (бірдей жұмыс тәжірибесімен), әдетте, жоғары жиілікті УДЗ әсер еткеннен ертерек пайда болады және бұлшықет тініне таралатын трофикалық бұзылулардың болуымен сипатталады, кейін қол бұлшықеттерінің гипертрофиясы.

Ультрадыбыстық тербелістерді қоздыратын сұйық және қатты ортамен жүйелі, тіпті қысқа мерзімді байланыс ауадағы ультрадыбыстың әсерін айтарлықтай арттырады.

Жоғары жиілікті шумен салыстырғанда ультрадыбыстық есту функциясына әлсіз әсер етеді, бірақ вестибулярлық қызметте айқын ауытқуларды тудырады.

Төмен жиілікті ультрадыбыстың орталықтың функционалдық жағдайына кері әсері жүйке жүйесі. Жұмыс күнінің динамикасында жұмысшыларда сыртқы тітіркендіргіштерге шартты рефлекторлық реакциялардың орындалу жылдамдығы төмендейді, шиеленіс немесе терморегуляцияның бұзылуы және сәйкесінше дене температурасының 37,1-37,3 ° C-қа дейін жоғарылауы, диссоциациялануы байқалады. дене және тері температурасының жоғарылау дәрежесі, тершеңдік, пульс және дене температурасының көрсеткіштері арасында корреляция жоқ. Сондай-ақ: диастолалық қысымның төмендеу тенденциясы, артериялық гипотензияға дейін, ЭКГ-ның экстракардиальды түріне сәйкес өзгеруі, есту сезімталдығы шегінің жоғарылауы, егер дыбыс қысымының деңгейі MPD-ден айтарлықтай асып кетсе, вестибулярлық функцияның айтарлықтай ығысуы ( стабилография бойынша).

Бұл өзгерістер интенсивті УДЗ (122-130 дБ) әсеріне ұшыраған адамдарда анық көрінеді және орташа және төмен қарқындылықтағы ультрадыбыстық (92-115 дБ) әсер еткенде әлдеқайда азырақ көрінеді.

Өнеркәсіпте, биологияда, медицинада қолданылатын байланыс ультрадыбыстық қарқындылығы әдетте бөлінеді төмен(1,5 Вт / см 2 дейін), орташа(1,5-3,0 Вт / см 2) және жоғары(3,0-10,0 Вт/см 2).

Байланыс ультрадыбыстық қарқындылығына байланысты, бар әрекеттің үш негізгі түрі:

1) төмен қарқынды ультрадыбыстықағзадағы метаболикалық процестерді жеделдетуге, тіндерді оңай қыздыруға, микромассажға және т.б. Төмен қарқындылық жасушалардың ішінде морфологиялық өзгерістерге әкелмейді, өйткені айнымалы дыбыс қысымы биофизикалық процестердің біршама жеделдеуін тудырады, сондықтан төмен ультрадыбыстық әсерлер физиологиялық катализатор ретінде қарастырылады;

2) орташа қарқындылық ультрадыбыстықайнымалы дыбыс қысымын жоғарылату арқылы, ол, атап айтқанда, жүйке тінінің қысымның қайтымды реакцияларды тудырады. Функцияларды қалпына келтіру жылдамдығы ультрадыбыспен сәулеленудің қарқындылығы мен уақытына байланысты;

3) жоғары қарқынды ультрадыбыстық тіндердің толық жойылу процесіне айнала отырып, қайтымсыз қысымды тудырады.

Қолда бар деректер импульстік режимде жасалған ультрадыбыстық тербелістердің сәл басқаша әсер ететінін көрсетеді. биологиялық әрекеттұрақты ауытқуларға қарағанда. Импульстік ультрадыбыстың физиологиялық әрекетінің ерекшелігі азырақ, бірақ әсерлердің көрінуінің жұмсақтығы мен ұзақтығы. Импульстік контактілі ультрадыбыстық әсердің жұмсақтығы әсер етудің физикалық-химиялық әсерлерінің термиялық және механикалық әсерлерден басым болуымен байланысты.

Ультрадыбыстың биологиялық құрылымдарға әсері бірқатар факторларға байланысты. әсерлер,ультрадыбыспен туындаған, шартты түрде бөлінеді:

механикалық,ортаның ауыспалы орын ауыстыруынан, радиациялық қысымнан және т.б. Сонымен, төмен қарқындылықта (10 5 -10 6 Гц жиілікте 2-3 Вт/см 2 дейін) биологиялық орта бөлшектерінің тербелісі тіндік элементтердің микромассаж түрін тудырады, бұл жақсы метаболизмге;

физикалық және химиялық,арқылы диффузиялық процестерді жеделдетумен байланысты биологиялық мембраналар, биологиялық реакциялардың жылдамдығының өзгеруі;

термиялық,ұлпалардың ультрадыбыстық энергияны жұтуы кезінде жылудың бөлінуінен, ұлпа құрылымдарының шекарасында температураның жоғарылауынан, газ көпіршіктерінде қызуынан;

Тіндерге байланысты әсерлер ультрадыбыстық кавитация(ультрадыбыстың әсерінен ортада газ-бу көпіршіктерінің кейіннен құлауымен түзілуі). Кавитация молекулалық байланыстардың үзілуіне әкеледі. Мысалы, су молекулалары ОН – және Н+ бос радикалдарына ыдырайды, бұл ультрадыбыстың тотықтырғыш әсерінің негізгі себебі болып табылады. Осыған ұқсас биологиялық объектілердегі жоғары молекулалы қосылыстар, мысалы, нуклеин қышқылдары, белоктық заттар ультрадыбыстың әсерінен бөлінеді.

Төмен жиілікті ультрадыбыстың биологиялық әсері туралы ақпарат өте шектеулі. Қолда бар дәлелдер төмен жиілікті ультрадыбыстық үлкен фактор болып табылатынын көрсетеді

биологиялық белсенділік және жүйке, жүрек-тамыр, қан жасау, эндокриндік және басқа дене жүйелерінің функционалдық және органикалық бұзылыстарын тудыруы мүмкін.

Жоғары жиілікті ультрадыбыстың адам ағзасына әсері туралы деректер барлық дерлік тіндерде, мүшелерде және жүйелерде болатын полиморфты және күрделі өзгерістерді көрсетеді.

Ультрадыбыстың әсерінен болатын өзгерістер (ауа және байланыс) әсер етеді жалпы үлгі: төмен қарқындылық ынталандырады және белсендіреді, ал орташа және жоғары қарқындылық функцияларды басады, тежейді және толығымен басуы мүмкін.

Кішкентай толқын ұзындығына байланысты жоғары жиілікті байланыс ультрадыбысы іс жүзінде ауада таралмайды және ультрадыбыс көзі дене бетіне тиген кезде ғана жұмысшыларға әсер етеді. Контактілі ультрадыбыстық әсерден туындаған өзгерістер, әдетте, контакт аймағында айқынырақ болады, көбінесе бұл саусақтар, қолдар, дегенмен рефлекторлық және нейрогуморальды байланыстарға байланысты дистальды көріністердің ықтималдығы жоққа шығарылмайды.

Қолға жанасу кезінде ультрадыбыспен ұзақ жұмыс істеу перифериялық жүйке-тамыр аппаратына зақым келтіреді және өзгерістердің ауырлық дәрежесі ультрадыбыстың қарқындылығына, дыбыс шығару уақытына және жанасу аймағына байланысты, яғни. ультрадыбыстық әсер ету және оның әсерін күшейтетін өндірістік ортаның ілеспе факторлары болған кезде жоғарылауы мүмкін (ауа ультрадыбыстық, жергілікті және жалпы салқындату, контактілі майлау материалдары - майлардың әртүрлі түрлері, бұлшықеттердің статикалық кернеуі және т.б.).

Байланыс ультрадыбыстық көздерімен жұмыс істейтіндердің арасында атап өтті жоғары пайызпарестезиялардың болуына, қолдың суыққа сезімталдығының жоғарылауына, түнде қолдардағы әлсіздік пен ауырсыну сезіміне, тактильді сезімталдықтың төмендеуіне, алақанның терлеуіне шағымдар. Сондай-ақ бас ауруы, бас айналу, құлақ пен бастағы шу, жалпы әлсіздік, жүрек соғуы, жүрек аймағындағы ауырсыну шағымдары бар.

Ұзақ уақыт жанасу арқылы әрекет ететін жоғары жиілікті ультрадыбыстық оператор-дефектоскописттерде қолдың вегетативтік-тамырлық зақымдануының дамуын тудыратын кері әсер ететіні анықталды. Ультрадыбыстық ақауларды анықтау операторлары өскенін анықтады

Бұл көз алмасының алдыңғы бөлігінің капиллярларының веналарының, венулаларының және веноздық тізелерінің атониясымен, торлы қабықтағы қысымның төмендеуімен, гипотониялық ангиопатиямен көрінетін көздің гемодинамикалық бұзылыстарына байланысты, негізінен гипотониялық жағдай түрінде. көз торының. Осы кәсіби топтағы көздің қан тамырларының анықталған бұзылыстарын ультрадыбыстық тербелістердің (0,5-5,0 МГц, қарқындылығы 1,0 Вт/см2-ге дейін) әсер етуіне байланысты жалпы вегетотамырлық бұзылыстың көрінісі ретінде түсіндіру керек.

Физиотерапевтік және диагностикалық жабдықтарға қызмет көрсететін медициналық қызметкерлерге жанаспалы ультрадыбыстық зерттеудің қолайсыз әсері атап өтілді, бұл қолдың вегетативтік-тамырлық зақымдануының дамуымен де көрінеді.

Байланыс ультрадыбыстық әсерінен дамитын қолдың вегетативтік-сенсорлық (ангионевроздық) полиневропатиясы алғаш рет кәсіптік ауру ретінде танылып, 1989 жылы кәсіптік аурулар тізіміне енгізілді.Кейіннен рефлекторлық, нейрогуморальды байланыстарды қосу. Ол механикалық және физика-химиялық факторлармен анықталады, өйткені байланыс орталарында ультрадыбыстық көздермен жасалған деңгейлерде термиялық және кавитациялық компоненттердің рөлі шамалы.

Контактілі ультрадыбыстың жұмысшыларға әсер ету ерекшеліктері оның жоғары биофизикалық белсенділігіне байланысты сенсорлық, вегетативтік-тамырлық бұзылыстарда және жоғарғы аяқтың тірек-қимыл аппаратының өзгерістерінде көрінеді.

Байланыс ультрадыбыстық көздерімен жұмыс істейтін адамдарда жүйке-бұлшықет аппаратындағы өзгерістермен қатар сүйек құрылымындағы өзгерістер остеопороз, қолдың дистальды фалангтарының остеосклерозы, сондай-ақ дегенеративті-дистрофиялық сипаттағы басқа да өзгерістер түрінде анықталады. . әдісі Рентгендік денситофотометрия.

Тері әр түрлі ультрадыбыстық құрылғылармен жұмыс істеген кездегі байланыс ультрадыбысының «кіру қақпасы» болып табылады.

Бірінші кезекте жұмысшылардың қол терісі дыбыс көздеріне ұшырайды. Қол терісіндегі ультрадыбыстық тербелістердің қарқындылығы эмитент беттеріндегі ультрадыбыстың қарқындылығына ең жақын.

Адам денесінің әртүрлі аймақтарындағы терінің сезімталдығы әртүрлі: бет терісі іш терісіне қарағанда сезімтал, ал құрсақ терісі аяқ-қол терісіне қарағанда сезімтал. 0,6 Вт/см 2 (жиілігі 2,5 МГц) ультрадыбыстық қарқындылығы терінің гиперемиясын, дермистің жұмсақ ісінуін тудырады.

0,4 Вт/см 2 (1-2 МГц) қарқындылығымен ультрадыбыстың әсері тері бетінің рН мәнінің табиғи төмендеуімен бірге жүреді, бұл энергия алмасуы үшін көмірсулардың басым қолданылуын көрсетеді, өйткені қышқыл метаболизм өнімдері жинақталады. тіндерде олардың күшейтілген трансформациясы кезінде. Тері бетінің рН-ның ультрадыбыстық әсерінен өзгеруі май бездерінің функционалдық белсенділігінің жоғарылауымен байланысты болуы мүмкін. Ультрадыбыспен әсер еткенде белсенді тер бездерінің саны артады, сәйкесінше хлоридтердің шығарылуы артады.

Дефектоскоптардың клиникалық-зертханалық тексеруі келесі тері ауруларын анықтайды: алақан мен табанның гипергидрозы, алақан мен табанның дисидрозы, руброфитоз және аяқ пен қол эпидермофитозы, бас терісінің себореясы және т.б. Гипергидрозбен ауыратын науқастардың көпшілігінде, дисидроз және т.б., ілеспе аурулармен, атап айтқанда, қолдың вегетативтік полиневриті, вегетативтік-тамырлық дисфункциялар түрінде көрінетін невроваскулярлық бұзылулармен корреляция. Бұл тері патологиясын ультрадыбыстық әсермен байланыстыруға мүмкіндік береді.

Төмен интенсивті ультрадыбысты әсер еткенде – 20-35 мВт/см 2 (жиілігі 1 МГц) тері тамырларының өткізгіштігі жоғарылайды, ал жергілікті жылу әсерінен тері температурасының 0,8-1,0 º-ға артуына әкеліп соғады, тамыр өткізгіштігіне әсер етеді. терінің. Демек, ультрадыбыстық толқындардың әсерінен терінің тамырлы өткізгіштігінің өзгеру процестерінде термиялық фактор емес, механикалық әсер маңызды рөл атқарады. Ультрадыбыстық жоғары қарқындылықта тамырлардың өткізгіштігі рефлекторлық механизмдер арқылы да өзгеруі мүмкін.

Ультрадыбыстың әсеріндегі және оның ауыруды басатын әсеріндегі маңызды сәт ортаның рН деңгейін төмендетуден басқа, жергілікті жинақтау болып табылады.

симпатикалық ганглийлердің синапстарында импульстердің өткізілуін тежеуге ықпал ететін гистаминді ионды.

Терінің рецепторлық аппаратына түсетін ультрадыбыстық ынталандыру барлық бағытта симпатикалық және парасимпатикалық жүйке жүйесінің перифериялық және орталық түзілімдеріне спецификалық және спецификалық емес жолдар бойынша беріледі деп саналады.

Контактілі ультрадыбыстың әсерінен жүрек-қан тамырлары қызметінің өзгеруінің заңдылықтары анықталды. Сонымен, ультрадыбыстық (2,46 МГц, 1 Вт / см 2) терапевтік дозалары бар науқастарды дыбыстау кезінде ЭКГ өзгеруімен жүрек соғу жиілігінің жоғарылауы байқалады. УДЗ қарқындылығының жоғарылауы брадикардияға, аритмияға, биологиялық белсенділіктің төмендеуіне әкеледі. Ұқсас реакциялар жүрек аймағын ғана емес, сонымен қатар оған жақын аймақтарды да дыбыстау кезінде байқалады.

Байланыс беру кезіндегі ультрадыбыстың әсер етуіне организмнің қан тамырларының реакциясын зерттеу жоғары жиілікті ультрадыбыстың төмен дозалары (0,2-1,0 Вт/см2) қан тамырларын кеңейтетін әсерді, ал үлкен дозалары (3 Вт/см2 және одан жоғары) қан тамырларын кеңейтетін әсер ететінін көрсетті. вазоконстрикциялық әсер.

Тамыр тонусының төмендеуі және тамырлардың кеңеюі ультрадыбыстық әсерге ұшыраған аймақта ғана емес, сонымен қатар симметриялы аймақтарда да байқалады, бұл ультрадыбыстық реакцияны қалыптастырудағы нейрорефлекторлық механизмдердің маңызды рөлін көрсетеді.

Ультрадыбыстың ағзаға әсері биохимиялық өзгерістермен бірге жүреді: қан сарысуындағы белоктардың мөлшері азаяды, көмірсулар алмасуы күшейеді, қандағы байланысқан билирубиннің мөлшері жоғарылайды, ферменттердің, атап айтқанда қан каталазасының белсенділігі төмендейді. , ал қан плазмасындағы гипофиздік адренокортикотропты гормонның (ACTH) деңгейі жоғарылайды. 0,1-0,3 Вт/см 2 қарқындылығы бар ультрадыбыстық тіндердің ферментативті процестеріне оңтайлы ынталандырушы әсер етеді деп саналады.

Жоғары жиілікті ультрадыбыстың ісікке қарсы әсерін зерттеу ультрадыбыстың жоғары интенсивтілігі (3,0-10,0 Вт/см 2 ) ісік жасушаларының бұзылуына ықпал етіп, ісіктердің өсуін тежейтінін көрсетті.

Сүйек тініне жоғары жиілікті ультрадыбыстың әсерінен минералды метаболизмнің бұзылуы байқалады - сүйектердегі кальций тұздарының мөлшері азаяды.

Осылайша, байланыс ультрадыбыстық әсерінен жалпыланған рефлекторлық-тамырлық өзгерістердің дамуы мүмкін. Дегенмен, асқазан-ішек жолдарының, бүйректің, жүрек-тамыр жүйесінің ультрадыбыстық патологиясының ауыр көріністері бар науқастарда анықталған өзгерістердің патогенезі әлі жеткілікті зерттелмеген.

Қазіргі уақытта байланыс қарқындылығы мен ұзақтығына байланысты әртүрлі жиіліктегі байланыс ультрадыбыстық көздері бар жұмысшыларда кәсіптік патологияның даму ықтималдығын болжау үшін математикалық модель әзірленді, бұл кәсіп бойынша қауіпсіз жұмыс тәжірибесін анықтауға мүмкіндік береді. , яғни. «уақытты қорғау» арқылы денсаулықтың нашарлау қаупін басқару. Ультрадыбыстық этиологияның қол полиневропатиясының даму ықтималдығы туралы болжамды деректер келтірілген. қойындысы. 12.3.

Ауа және байланыс ультрадыбысты гигиеналық реттеу. Ультрадыбыстық кәсіптердегі жұмысшылардың еңбек жағдайын оңтайландыруға және жақсартуға бағытталған тиімді профилактикалық іс-шараларды әзірлеу кезінде бірінші кезекте өндірістік орта мен тіршілік ету ортасының қолайсыз физикалық факторы ретінде ультрадыбысты гигиеналық реттеу мәселелері алға қойылады.

Ресей медицина ғылымдары академиясының Мемлекеттік еңбек медицинасы ғылыми-зерттеу институтында жүргізілген кешенді зерттеулердің материалдары ультрадыбысты гигиеналық реттеудің жаңа жүйесін әзірлеуге негіз болды, ол санитарлық нормалар мен ережелерде «Гигиеналық Өндірістік, медициналық және тұрмыстық мақсаттағы ауа және байланыс ультрадыбыстық көздерімен жұмыс істеу кезіндегі талаптар».

Санитарлық нормалар мен ережелер адам операторына әсер ететін ультрадыбыстың гигиеналық классификациясын белгілейді; жұмысшылар мен халық үшін ультрадыбыстың нормаланған параметрлері мен шекті рұқсат етілген деңгейлері; ауаны және контактілі ультрадыбысты бақылауға қойылатын талаптар, алдын алу шаралары. Айта кету керек, бұл ережелер мен ережелер емдік-диагностикалық мақсатта ультрадыбыстық зерттеуге ұшыраған адамдарға (пациенттерге) қолданылмайды.

12.3-кесте.Сұйық және қатты ортада таралатын байланыс ультрадыбыстық көздерімен жұмыс істейтін қолдың полиневропатиясының даму ықтималдығы

Нормаланған параметрлер ауаның ультрадыбыстықгеометриялық орташа жиіліктері 12,5 болатын үштен бір октавалық жолақтардағы децибелдегі дыбыс қысымының деңгейлері; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100 кГц.

Нормаланған параметрлер байланыс ультрадыбыстық 16 орташа геометриялық жиіліктері бар октавалық жолақтардағы тербеліс жылдамдығының немесе оның дБ-дегі логарифмдік деңгейлерінің ең жоғары мәндері; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16 000; 31 500 кГц, формула бойынша анықталады:

L v = 20 logV/V0,

Қайда:

V – тербеліс жылдамдығының ең жоғары мәні, м/с;

V0 - тербеліс жылдамдығының эталондық мәні, 5?10 -8 м/с тең.

IN қойындысы. 12.4Ультрадыбыстық тербеліс көздерімен немесе олар таралатын ортамен жұмыс істейтін қолдың немесе дененің басқа бөліктерінің жанасу аймақтарындағы жұмыс орындарындағы ауадағы ультрадыбыстың және контактілі ультрадыбыстың шекті рұқсат етілген деңгейлері ұсынылған.

Жаңа стандарттар биологиялық белсенділігі жоғары контактілі ультрадыбыстың шекті мәніне 5 дБ тең төмен түзетуді белгілеу арқылы жанасу және ауа ультрадыбыстың бірлескен әсерін ескере отырып, спектрлік принцип бойынша құрастырылған.

Тұрмыстық ультрадыбыстық көздерді (кір жуғыш машиналар, жәндіктерді, кеміргіштерді, иттерді, ұрлық дабылдарын және т. жұмыс жиілігінде 75 дБ-ден асады.

Санитарлық ережелер мен нормалардан басқа, атап айтқанда, аппараттар, жабдықтар немесе құралдар түріндегі ультрадыбыстық көздерді пайдаланатын медицина қызметкерлерінің еңбек жағдайларын реттейтін бірқатар нормативтік және әдістемелік құжаттар әзірленді.

12.4-кесте.Жұмыс орнындағы ультрадыбыстың рұқсат етілген шекті деңгейлері

Ескерту. 1 Контактілі ультрадыбыстың максималды рұқсат етілген деңгейлері жұмыс ауасы мен байланыс ультрадыбысына біріктірілген әсері бар кестелік деректерден 5 дБ төмен қабылдануы керек.

ультрадыбыстық диагностика, диагностикалық зерттеулерді ұйымдастыру және жүргізу, сондай-ақ медициналық персоналға жанаспалы ультрадыбыстың жағымсыз әсерін шектеу бойынша санитарлық-гигиеналық және медициналық профилактикалық іс-шаралар. Мысалы, гигиеналық ұсыныстарға сәйкес ультрадыбыстық зерттеулерді (УДЗ) жүргізуге арналған шкафтың ауданы оған бір ультрадыбыстық диагностикалық қондырғы орнатылған жағдайда кемінде 20 м 2 болуы керек. Ультрадыбыстық зерттеуге арналған бөлмеде табиғи және жасанды жарықтандыру, суық және ыстық сумен қамтамасыз етілген раковина, 1: 3 ауа алмасу жылдамдығымен жалпы алмасу және сору желдету жүйесі болуы керек, кондиционерлерді орнатуға рұқсат етіледі. Бөлмеде микроклиматтың белгілі бір параметрлерін сақтау керек: ауа температурасы - 22 ° C, салыстырмалы ылғалдылық 40-60%, ауаның жылдамдығы 0,16 м/с жоғары емес.

Тұрмыстық құрылғылар мен жабдықтар тудыратын ауа мен контактілі ультрадыбысты өлшеген кезде нұсқауларды орындаңыз.

қолданыстағы санитарлық нормалар мен ережелерде белгіленген талаптарды сақтау.

Алдын алу шаралары. Жұмысшыларды жанасу ультрадыбыстық және соған байланысты жұмыс ортасы мен еңбек процесінің жағымсыз әсерінен қорғау шараларына мыналар жатады:

1. Қауіптің субъективті (жеке) және объективті (кәсіби) факторларын ескере отырып, жұмысқа орналасу кезінде медициналық-биологиялық скрининг.

2. Жұмыстың әртүрлі режимдерін (ауысымдық және жылжымалы апталық, онкүндік, айлық, тоқсандық және т.б.) және қауіпсіздік тәжірибесінің болжамды ұзақтығы кезеңінде жұмыстарды жүргізуге арналған келісімшарт жүйесін пайдалану.

3. Гигиеналық, оның ішінде экспозиция және клиникалық және физиологиялық бақылау.

4. Жұмысшыларды сауықтыру бойынша емдеу-профилактикалық сипаттағы шаралар.

Жұмысқа орналасу кезінде медициналық және биологиялық скрининг бірнеше кезеңнен өтуі керек:

I кезең – әлеуметтік іріктеу. Қолданыстағы гигиеналық нормалар мен ережелерге сәйкес, ультрадыбыстық әсер ету жағдайында жұмыс істеуге негізгі қарсы көрсеткіш 18 жасқа дейінгі жас болып табылады.

II кезең – медициналық іріктеу, алдын ала медициналық тексеруді және байланыс ультрадыбыстық әсер ету ерекшеліктерін және қауіп факторларын ескере отырып функционалдық зерттеулерді қоса алғанда (жұмыспен қамту болжанатын жұмыс орнын аттестациялау немесе лицензиялау кезінде белгіленген жеке және нақты кәсіптік).

Қолданыстағы бұйрыққа сәйкес алдын ала медициналық тексеру жүргізіледі. Алдын ала медициналық тексерулер жүргізу кезінде зиянды, қауіпті заттармен және өндірістік факторлармен байланыста жұмыс істеуге жіберуге жалпы медициналық қарсы көрсеткіштермен қатар шеткергі жүйке жүйесінің созылмалы ауруларын қамтитын «УДЗ» мамандықтары бойынша жұмыс істеуге қарсы көрсеткіштерді ескеру қажет. , артериялардың облитерациялық аурулары және перифериялық ангиоспазм.

Медициналық қарсы көрсеткіштерден басқа, байланыс ультрадыбыстық әсерін күшейтетін жеке және объективті қауіп факторлары анықталды. Субъективті (жеке) қауіп факторларына тамыр ауруларының тұқым қуалайтын ауыртпалығы, конституцияның астениялық түрі, суық аллергия, аяқ-қолдардың жарақаттары және олардың анамнезінде үсік шалу, вегетативті лабильділік, негізінен симпатикалық жүйке жүйесі тонусының басым болуы, ұзақ жұмыс тәжірибесі жатады. мамандығы бойынша және т.б.

Объективті немесе кәсіптік қауіп факторлары - байланыс пен ауаның ультрадыбыстың жоғары деңгейі, сұйық орта арқылы ультрадыбыстық тербелістердің берілуі, көзбен жанасудың үлкен аймағы, контактілі майлау материалдарымен қолдың ластануы, қолды салқындату, жоғары ультрадыбыстық көз индексі, статикалық жүктеме саусақтардың және қолдардың бұлшықеттеріне, мәжбүрлі қалыпқа, салқындату микроклиматына, факторлардың кешенді әсерінің бір таңбалы бағасының жалпы индексінің жоғары деңгейі және т.б.

Ультрадыбыстық әсердің алдын алуда белгілі бір жұмыс орны немесе тербеліс көзі үшін белгіленген ұтымды жұмыс режимдері үлкен маңызға ие. Жұмыс режимдерін жасау кезінде мыналарды басшылыққа алу қажет принциптері:

Жалпы байланыс уақытын қысқарту және стандарттардан асып кеткен кезде ультрадыбыстық зондтың әсерін азайту;

Үнемі үзілген ультрадыбыстық әсерлермен жұмыс жүргізу;

Екі реттелген үзілістерді ұйымдастыру, біріншісі - ұзақтығы 10 минут, екіншісі - 15 минут ашық ауада жаттығулар, өндірістік гимнастиканың арнайы кешені, физиопрофилактикалық процедуралар және т.б. Бірінші үзіліс ауысым басталғаннан кейін 1,5-2 сағаттан кейін, екіншісі түскі үзілістен кейін 1,5 сағаттан кейін ұйымдастырылуы ұтымды;

Түскі үзіліс кем дегенде 30 минут. Жұмыстың ауысымдық режимдерінен басқа, жылжымалы режимдерді - апталық, онкүндік, айлық, тоқсандық және т.б. енгізген жөн. Мыналар қазіргі заманғы нысандарыМедицина қызметкерлері үшін рұқсат етілгеннен асатын ультрадыбыстық жүктеме уақыт бойынша біркелкі болуы мүмкін жұмыс режимдері ең қолайлы болып табылады.

Ағзаның қарсылығын арттыруға бағытталған шаралар, соның ішінде контактілі ультрадыбыстың әсерінен, физиопрофилактикалық процедуралардың әртүрлі түрлерін, рефлекторлық профилактиканы, өндірістік гимнастиканы, ұтымды теңдестірілген тамақтануды, витаминизацияны және психофизиологиялық түсіруді қамтиды.

Кіріспе гимнастика жұмыс алдында жүргізіледі және барлық жұмысшыларға ұсынылады. Оның негізгі міндеті - дененің жалпы тонусын көтеру, органдар мен жүйелердің қызметін белсендіру, жұмыс ырғағына тез араласуға көмектесу және жұмысқа қабілеттілік кезеңін қысқарту. Кешен 7-9 жаттығуды қамтиды және жұмысты бастамас бұрын 5-7 минут ішінде орындалады.

Көптеген тәжірибелік зерттеулердің нәтижесінде қатты және сұйық ортада таралатын төмен жиілікті және жоғары жиілікті ультрадыбыстық әсерінен жұмысшылардың қолын қорғаудың ең тиімді әдістері таңдалды.

-мен жұмыс істеу төмен жиілікті көздер

Діріл қатты ортада тараған кезде - екі жұп қалың мақта қолғаптары;

Діріл сұйық ортада тараған кезде екі жұп қолғап қолданылады: төменгісі мақта, ал жоғарғысы тығыз резеңке.

-мен жұмыс істеу жоғары жиілікті көздерБайланыс ультрадыбысты қолдану ұсынылады:

Діріл қатты ортада тараған кезде – бір жұп мақта қолғаптары немесе су өткізбейтін алақан беті бар мақта қолғаптары (мысалы, су өткізбейтін синтетикалық материалдардан жасалған) немесе мақта саусақтарының ұштары;

Діріл сұйық ортада тараған кезде екі жұп қолғап қолданылады: төменгісі мақта, ал жоғарғысы резеңке.

Шудың және ауадағы ультрадыбыстың әсерінен жеке қорғаныс құралы ретінде жұмысшылар шуға қарсы - құлаққаптарды, құлаққаптарды қолдануы керек.

Жұмысшыларды ультрадыбыстық әсерден қорғау шараларының ішінде жұмысшыларды еңбекті қорғау заңнамасының негіздеріне, технология ережелеріне үйрету маңызды орын алады.

байланыс ультрадыбыстық көздерімен жұмыс істеу кезіндегі қауіпсіздік және алдын алу шаралары; жұмысшылар арасында санитарлық ағарту, салауатты өмір салтын насихаттау.

Жұмысшылардың денсаулығына байланысты проблемалардың қаупін азайту мақсатында ультрадыбыстық көздері бар жұмыс орындарында өндірістік ортаның сапасын қалыптастыру және басқару шаралары. Өндірістік ортаның сапасын басқаруда қызметкерлерді ұжымдық қорғау құралдары мен әдістері маңызды рөл атқарады. Бұл жағынан ең тиімдісі ұйымдастыру-техникалық шараларкөзде жұмысшыларға әсер ететін байланыс ультрадыбыстық деңгейін төмендету, онымен байланыс уақытын қысқарту және өндірістік ортаның қолайсыз қатарлас факторларының әсерін шектеу, атап айтқанда:

Жақсартылған ультрадыбыстық сипаттамалары бар жаңа, жетілдірілген жабдықты әзірлеу және енгізу;

Автоматты ультрадыбыстық жабдықты құру, мысалы, бөлшектерді тазалау, ақауларды анықтау, материалдарды механикалық өңдеу және т.б.;

Қашықтан басқару пульті бар қондырғыларды құру;

Жабдықта қуатты аз ультрадыбыстық генераторларды пайдалану, егер бұл технологиялық процестердің талаптарына қайшы келмесе;

Айқын жоғары жиілікті шудың әсерін болдырмау үшін естілетін жиілік диапазонынан (22 кГц төмен емес) жұмыс жиіліктері бар ультрадыбыстық қондырғыларды жобалау;

Блоктау, яғни. өнімді тиеу және түсіру, контактілі майлау материалдарын қолдану және т.б. бойынша қосалқы операцияларды орындау кезінде жабдықты, құрылғыларды автоматты түрде өшіру;

Қол бұлшық еттерінің ең аз кернеуін қамтамасыз ету қажеттілігін ескере отырып, қолмен ұсталатын іздеушілер мен датчиктердің дизайны;

Бөлшектерді ультрадыбыстық толқындардан немесе арнайы құрылғылардан (қапсырмалар, штативтер, ілмектер және т.б.) дайындамаларды немесе ультрадыбыстық көзді ұстау үшін тиеу және түсіру кезінде тұтқалармен жабдықталған торлар мен әртүрлі құрылғыларды пайдалану;

Оператордың қолдары көзге тиетін жерлерді төсеу (дефектоскоптардың сканерлеу құрылғылары мен диагностикалық жабдықтар,

қол ультрадыбыстық аспаптың тұтқалары және т.б.) оқшаулағыш материалы бар;

Ультрадыбыстық аппаратура мен жабдықтарды профилактикалық және ағымдағы жөндеудің уақтылы жүргізілуін бақылауды жүзеге асыру;

Ультрадыбыстық қондырғыларды қаңылтыр болаттан немесе дуралюминийден жасалған, оларды резеңкемен, шуға қарсы мастикамен немесе басқа материалдармен жабатын дыбыс өткізбейтін құрылғылармен (қаптамалармен, экранмен) жабдықталуы, дыбыс өткізбейтін кабиналардың, қораптардың жабдықтары;

Фидер желілерін сүзгілеу;

Тиімді желдету жабдығы.

Сонымен қатар, бейне терминал құрылғылары бар жаңа ультрадыбыстық жабдықты жобалау және әзірлеу кезінде мыналарды сақтау қажет: Техникалық және гигиеналық талаптар:

Экран жарқырауының жарықтығы 100 кд/м 2 кем емес;

Монохромды дисплей үшін жарқыраған нүктенің минималды өлшемі 0,4 мм, түсті дисплей үшін - 0,6 мм;

Белгілер кескінінің контрасты 0,8 кем емес;

0,1 мм шегінде 0,05-1,0 Гц диапазонында төмен жиілікті кескіннің дірілдері;

Оң контрастпен жұмыс істегенде кескінді қалпына келтіру жиілігі кемінде 72 Гц;

Жарқылға қарсы экран жабынының болуы.

Жұмыстың ауырлығын анықтайтын факторларды оңтайландыру жұмыс орнының рационалды орналасуына байланысты дене қалпын дұрыс таңдау нәтижесінде қол жеткізіледі. Ол үшін ең алдымен адамның антропометриялық деректері мен психофизиологиялық мүмкіндіктеріне сәйкес келетін өндірістік құрал-жабдықтар мен жұмыс жиһаздарын таңдау қажет.

Жұмыс аймағының өлшемдерін, оның ішінде жабдықты, дайындаманы, бөлшектерді, құралдарды басқару элементтері орналасқан кеңістікті сақтау қажет, т.б. жұмысты орындау үшін қажет нәрсенің бәрі.

Еңбек операцияларын орындау процесінде, мысалы, дайындамаларды, бөлшектерді және т. жұмыс үстелдерінің, дайындамаларға арналған стендтердің орналасуына байланысты, сонымен қатар тірек-қимыл аппаратының динамикалық жүктемесін және шамадан тыс жүктемесін азайту үшін манипуляторларды, арбаларды, әртүрлі шағын механикаландыру құралдарын пайдалану.

арналған іс-шаралар кешенінде ғылыми ұйымеңбек қозғалысы мен күш-жігерін ұтымды ету бойынша ұсыныстар ерекше орын алады.

Үшін факторды оңтайландыру,еңбек қарқындылығын анықтау үшін ұсынылады:

Әрбір нақты жағдайда ұтымды жарықтандыру жүйесін құру (немесе, керісінше, күңгірттеу, мысалы, ақауларды анықтау және ультрадыбыстық диагностика кезінде), шамдарды дұрыс орналастыру;

Ультрадыбыстық жабдықтың экрандарының жылтырлығымен күресу;

Өндірістік үй-жайларда қажетті түсті климатты құру;

Ультрадыбыстық ақауларды анықтау кезінде ақауларды жарық және дыбыстық индикациялауға арналған құрылғы;

Еңбек және демалыс режимдерін енгізу (көзге арналған гимнастика, өндірістік гимнастика, психофизиологиялық түсіру және т.б.).

Ультрадыбыстық -бұл 18 кГц-тен асатын жиілігі бар серпімді механикалық тербелістер, бұл адам құлағының есту қабілетінің жоғарғы шегі. Жиіліктің жоғарылауына байланысты ультрадыбыстық тербелістердің (USO) бірқатар спецификалық ерекшеліктері бар (фокустың мүмкіндігі және сәулеленудің бағыты), бұл акустикалық энергияны шығарылатын беттің кішігірім аудандарында шоғырландыруға мүмкіндік береді.

Тербеліс көзінен ультрадыбыстық ортада серпімді толқындар түрінде беріледі және бойлық жазық толқын үшін толқын теңдеуі ретінде ұсынылуы мүмкін:

Қайда Л- тербелмелі бөлшектің орын ауыстыруы; т- уақыт; X- діріл көзінен қашықтығы; біргеортадағы дыбыс жылдамдығы.

Дыбыс жылдамдығы әр орта үшін әртүрлі және оның тығыздығы мен серпімділігіне байланысты. Толқын теңдеуінің жеке түрлері көптеген практикалық жағдайлар үшін толқынның таралуын сипаттауға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық толқындардың пішіні

Тербеліс көзінен ультрадыбыстық толқындар барлық бағытта таралады. Ортаның әрбір бөлшектерінің жанында онымен бір фазада тербелетін басқа бөлшектер болады. Тербеліс фазалары бірдей нүктелер жиыны деп аталады толқын беті.

Толқынның орта бөлшектерінің тербеліс периодына тең уақытта таралатын қашықтығы деп аталады. толқын ұзындығы.

Қайда Т -тербеліс кезеңі; / - тербеліс жиілігі.

толқындық фронттербелістер жететін нүктелер жиыны болып табылады белгілі бір сәтуақыт. Уақыттың кез келген сәтінде бір ғана толқындық фронт бар және ол үнемі қозғалады, ал толқын беттері қозғалыссыз қалады.

Толқын бетінің пішініне қарай жазық, цилиндрлік және сфералық толқындар бөлінеді. Ең қарапайым жағдайда толқын беттері тегіс және толқындар деп аталады жазық,ал олардың қозуының көзі – жазықтық. Цилиндрліктолқындар деп аталады, олардың толқын беттері концентрлі цилиндрлер болып табылады. Мұндай толқындардың қозу көздері түзу сызық немесе цилиндр түрінде пайда болады. Сфералықтолқындар нүктелік немесе сфералық көздер арқылы жасалады, олардың радиустары толқын ұзындығынан әлдеқайда аз. Егер радиус толқын ұзындығынан асып кетсе, онда оны жазық деп санауға болады.

Ось бойымен таралатын жазық толқынның теңдеуі x,қозу көзі болса гармоникалық тербелістербұрыштық жиілігі ω және амплитудасы L 0 түрінде болады

Толқынның бастапқы а фазасы координатаның басын таңдау арқылы анықталады Xжәне уақыт т.

Бір толқынның өтуін талдау кезінде тірек нүктесі әдетте осындай жолмен таңдалады А= 0. Онда (3.2) теңдеуді былай жазуға болады

Соңғы теңдеу өсу (+) немесе кему (-) мәндеріне қарай таралатын қозғалатын толқынды сипаттайды. Бұл жазық толқын үшін (3.1) толқындық теңдеуінің шешімдерінің бірі.

Толқынның таралу бағытына қатысты орта бөлшектерінің тербеліс бағытына байланысты ультрадыбыстық толқындардың бірнеше түрін ажыратады (3.1-сурет).

Егер ортаның бөлшектері толқынның таралу бағытымен сәйкес келетін сызық бойымен тербелсе, онда мұндай толқындар деп аталады. бойлық(Cурет 3.1, A).Орта бөлшектерінің орын ауыстыруы толқынның таралу бағытына перпендикуляр бағытта орын алса, толқындар деп аталады. көлденең(Cурет 3.1, б).

Күріш. 3.1. Әр түрлі толқындар үшін орта бөлшектерінің тербелмелі орын ауыстыруларының схемасы: А- бойлық; б- көлденең; В- иілу

Сұйықтар мен газдарда тек қана тарай алады бойлық толқындар, өйткені олардағы серпімді деформациялар қысу кезінде пайда болады және ығысу кезінде болмайды. Қатты денелерде бойлық және көлденең толқындар тарай алады, өйткені қатты денелердің пішінді серпімділігі бар, яғни. механикалық күштердің әсерінен пішінін сақтауға бейім. Серпімді деформациялар мен кернеулер оларда тек қысу кезінде ғана емес, сонымен қатар ығысу кезінде де пайда болады.

Таяқшалар мен пластиналар сияқты ұсақ қатты денелерде толқынның таралу үлгісі күрделірек. Мұндай денелерде толқындар пайда болады, олар екі негізгі түрдің қосындысы болып табылады: бұралу, иілу, беттік.

Қатты денедегі толқынның түрі тербелістердің қозу сипатына, пішініне байланысты қатты дене, оның толқын ұзындығына қатысты өлшемдері және белгілі бір жағдайларда бірнеше типті толқындар бір уақытта болуы мүмкін. Иілу толқынының схемалық көрінісі күріш. 3.1, c. Көріп отырғанымыздай, орта бөлшектерінің орын ауыстыруы толқынның таралу бағытына перпендикуляр да, оның бойымен де жүреді. Осылайша, иілу толқыны бар ортақ ерекшеліктерібойлық және көлденең толқындар.

Ультрадыбыс тербеліс жиілігі 20 кГц-тен асатын бойлық толқындарды білдіреді. Бұл адамның есту аппараты қабылдайтын тербеліс жиілігінен көп. Адам 16-20 кГц диапазонындағы жиіліктерді қабылдай алады, олар дыбыс деп аталады. Ультрадыбыстық толқындар заттың немесе ортаның конденсация және сирек кездесетін қатары сияқты көрінеді. Олардың қасиеттеріне байланысты олар көптеген салаларда кеңінен қолданылады.

Бұл не

20 мыңнан бірнеше миллиард герцке дейінгі жиіліктер ультрадыбыстық диапазонға түседі. Бұл адам құлағы ести алмайтын жоғары жиілікті тербеліс. Дегенмен, жануарлардың кейбір түрлері ультрадыбыстық толқындарды жақсы қабылдайды. Бұл дельфиндер, киттер, егеуқұйрықтар және басқа да сүтқоректілер.

Авторы физикалық қасиеттеріУльтрадыбыстық толқындар серпімді, сондықтан олардың дыбыс толқындарынан айырмашылығы жоқ. Нәтижесінде дыбыс пен ультрадыбыстық тербелістердің айырмашылығы өте шартты, өйткені ол адамның есту қабілетін субъективті қабылдауына байланысты және естілетін дыбыстың жоғарғы деңгейіне тең.

Бірақ жоғары жиіліктердің болуы, демек, шағын толқын ұзындығы ультрадыбыстық тербелістерге белгілі бір мүмкіндіктерді береді:

• Ультрадыбыстық жиіліктердің әртүрлі заттар арқылы қозғалу жылдамдығы әртүрлі, соның арқасында жүріп жатқан процестердің қасиеттерін, газдардың меншікті жылу сыйымдылығын, сондай-ақ қатты дененің сипаттамаларын жоғары дәлдікпен анықтауға болады.
• Елеулі қарқынды толқындар сызықты емес акустикаға ұшырайтын белгілі әсерлерге ие.
• Ультрадыбыстық толқындар сұйық ортада айтарлықтай қуатпен қозғалғанда, акустикалық кавитация құбылысы пайда болады. Бұл құбылыс өте маңызды, өйткені нәтижесінде су немесе басқа ортадағы газдың немесе будың субмикроскопиялық бөлшектерінен түзілетін көпіршіктер өрісі пайда болады. Олар белгілі бір жиілікпен пульсирленеді және жергілікті күшті қысыммен жабылады. Бұл акустикалық микроскопиялық ағындардың пайда болуына әкелетін сфералық соққы толқындарын жасайды. Бұл құбылысты қолдану арқылы ғалымдар ластанған бөліктерді тазалауды, сондай-ақ суда қозғалатын торпедаларды жасауды үйренді. жылдамырақдыбыс.
• Ультрадыбысты фокустауға және шоғырландыруға болады, бұл дыбыс үлгілерін жасауға мүмкіндік береді. Бұл қасиет голографияда және дыбыстық көруде сәтті қолданылады.
• Ультрадыбыстық толқын дифракциялық тор ретінде әрекет етуі мүмкін.

Қасиеттер

Ультрадыбыстық толқындар қасиеттері бойынша дыбыс толқындарына ұқсас, бірақ олардың өзіндік ерекшеліктері де бар:

• Кіші толқын ұзындығы. Тіпті төмен шекара үшін ұзындығы бірнеше сантиметрден аз. Ұзындықтың мұндай шағын өлшемі ультрадыбыстық тербелістердің қозғалысының радиалды сипатына әкеледі. Тікелей эмитенттің жанында толқын сәуле түрінде таралады, ол эмитенттің параметрлеріне жақындайды. Дегенмен, біртекті емес ортаға орналастырған кезде, сәуле жарық шоғы сияқты қозғалады. Ол сондай-ақ шағылысу, шашырау, сынуы мүмкін.
• Ультрадыбыстық тербелістерді импульс түрінде пайдалануға мүмкіндік беретін шағын тербеліс кезеңі.
• Ультрадыбысты есту мүмкін емес және тітіркендіргіш әсер тудырмайды.
• Белгілі бір тасымалдағыштарда ультрадыбыстық тербелістерге ұшыраған кезде нақты әсерлерге қол жеткізуге болады. Мысалы, сіз жергілікті жылытуды, газсыздандыруды, қоршаған ортаны дезинфекциялауды, кавитацияны және басқа да көптеген әсерлерді жасай аласыз.

Жұмыс принципі

Ультрадыбыстық тербелістерді жасау үшін әртүрлі құрылғылар қолданылады:

• Механикалық, мұндағы көз сұйықтың немесе газдың энергиясы.
• Электромеханикалық, мұнда ультрадыбыстық энергия электрден жасалады.

Ауа немесе сұйықтық көмегімен жұмыс істейтін ысқырықтар мен сиреналар механикалық сәуле шығарғыштар ретінде әрекет ете алады. Олар ыңғайлы және қарапайым, бірақ олардың кемшіліктері бар. Сондықтан олардың тиімділігі 10-20 пайыз аралығында. Олар амплитудасы мен жиілігі тұрақсыз жиіліктердің кең спектрін жасайды. Бұл дәлдік талап етілетін жағдайларда мұндай құрылғыларды пайдалану мүмкін еместігіне әкеледі. Көбінесе олар сигнал беру құралы ретінде қолданылады.

Электромеханикалық құрылғылар пьезоэлектрлік эффект принципін қолданады. Оның ерекшелігі кристалдың беттерінде электр зарядтарының пайда болуы кезінде ол сығылып, созылады. Нәтижесінде тербелістер кристалдық беттердегі потенциалды өзгерту периодына тәуелді жиілікпен жасалады.

Пьезоэлектрлік әсерге негізделген түрлендіргіштерден басқа магнитостриктивтік түрлендіргіштерді де қолдануға болады. Олар қуатты ультрадыбыстық сәулені жасау үшін қолданылады. Өткізгіш орамға орналастырылған магнитті стрикциялық материалдан жасалған өзек орамға берілетін электр сигналының пішініне сәйкес өз ұзындығын өзгертеді.

Қолдану

Ультрадыбыстық зерттеу әр түрлі салаларда кеңінен қолданылады.

Көбінесе ол келесі салаларда қолданылады:

• Белгілі бір зат туралы мәліметтер алу.
• Сигналдарды өңдеу және беру.
• затқа әсері.

Сондықтан ультрадыбыстық толқындардың көмегімен олар зерттейді:

• Әртүрлі құрылымдардағы молекулалық процестер.
• Ерітінділердегі заттардың концентрациясын анықтау.
• Материалдардың анықтамасы, құрамы, беріктік сипаттамалары және т.б.

Ультрадыбыстық емдеуде кавитация әдісі жиі қолданылады:

• Металлизация.
• Ультрадыбыстық тазалау.
• Сұйықтықтарды газсыздандыру.
• Дисперсия.
• Аэрозольдерді алу.
• Ультрадыбыстық зарарсыздандыру.
• Микроорганизмдердің жойылуы.
• Электрохимиялық процестердің интенсификациясы.

Өнеркәсіптегі ультрадыбыстық толқындардың әсері келесі технологиялық операцияларды жасайды:

• Коагуляция.
• Ультрадыбыстық ортада жану.
• Кептіру.
• Дәнекерлеу.

Медицинада ультрадыбыстық толқындар терапия мен диагностикада қолданылады. Диагностикада импульстік сәулеленуді қолданатын орналасу әдістері қолданылады. Оларға ультрадыбыстық кардиография, эхоэнцефалография және басқа да бірқатар әдістер жатады. Терапияда ультрадыбыстық толқындар тіндерге термиялық және механикалық әсерлерге негізделген әдістер ретінде қолданылады. Мысалы, операциялар кезінде жиі ультрадыбыстық скальпель қолданылады.

Ультрадыбыстық тербелістер де жүзеге асырылады:

• Тіндердің құрылымдарын дірілмен микромассаж жасау.
• Жасушаның регенерациясын, сондай-ақ жасушааралық алмасуды ынталандыру.
• Тіндік мембраналардың өткізгіштігін арттыру.

Ультрадыбыс тіндерге қысым жасау, ынталандыру немесе жою арқылы әсер етуі мүмкін. Мұның бәрі ультрадыбыстық тербелістердің қолданылатын дозасына және олардың қуатына байланысты. Дегенмен, адам денесінің барлық аймақтарына мұндай толқындарды қолдануға рұқсат етілмейді. Сонымен, белгілі бір сақтықпен олар жүрек бұлшықетіне және бірқатар эндокриндік органдарға әсер етеді. Миға, мойын омыртқаларына, ұрық қабығына және басқа да бірқатар органдарға әсер ету мүлдем қолданылмайды.

Ультрадыбыстық тербеліс рентген сәулелерін келесі жағдайларда қолдану мүмкін болмаған жағдайларда қолданылады:

• Травматологияда ішкі қан кетуді оңай анықтайтын эхография әдісі қолданылады.
• Акушерлік толқындар ұрықтың дамуын, сондай-ақ оның параметрлерін бағалау үшін қолданылады.
• Кардиология, олар жүрек-тамыр жүйесін тексеруге мүмкіндік береді.

Болашақта ультрадыбыстық

Қазіргі уақытта УДЗ әртүрлі салаларда кеңінен қолданылады, бірақ болашақта ол одан да көп қолданбаларды табады. Қазірдің өзінде бүгінгі күн үшін керемет құрылғылар жасау жоспарлануда.

• Медициналық мақсатта ультрадыбыстық акустикалық голограмма технологиясы әзірленуде. Бұл технология қажетті кескінді жасау үшін кеңістікте микробөлшектерді орналастыруды қамтиды.
• Ғалымдар сенсорлық құрылғыларды ауыстыруға тура келетін контактісіз құрылғылардың технологиясын жасау үстінде. Мысалы, қазірдің өзінде адам қозғалысын тікелей байланыссыз танитын ойын құрылғылары жасалды. Қолмен сезілетін және басқарылатын көрінбейтін түймелерді жасауды қамтитын технологиялар әзірленуде. Мұндай технологиялардың дамуы контактісіз смартфондар немесе планшеттер жасауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, бұл технология виртуалды шындықтың мүмкіндіктерін кеңейтеді.
• Ультрадыбыстық толқындардың көмегімен қазірдің өзінде шағын объектілерді көтеруге болады. Болашақта толқындардың әсерінен жерден жоғары көтерілетін және үйкеліс болмаған жағдайда үлкен жылдамдықпен қозғалатын машиналар пайда болуы мүмкін.
• Ғалымдар болашақта УДЗ зағиптарды көруді үйретеді деп болжап отыр. Бұл сенімділік жарқанаттардың шағылысқан ультрадыбыстық толқындар арқылы объектілерді танитындығына негізделген. Шағылысқан толқындарды естілетін дыбысқа айналдыратын дулыға қазірдің өзінде жасалды.
• Қазірдің өзінде адамдар ғарышта пайдалы қазбаларды өндіруді жоспарлап отыр, өйткені бәрі бар. Осылайша астрономдар тапты алмаз планетасыасыл тастарға толы. Бірақ мұндай қатты материалдарды ғарышта қалай өндіруге болады. Бұл тығыз материалдарды бұрғылауға көмектесетін ультрадыбыстық. Мұндай процестер тіпті атмосфера болмаған кезде де мүмкін. Бұрғылаудың мұндай технологиялары сынамаларды жинауға, зерттеулер жүргізуге және бүгінгі күні мүмкін емес деп саналатын пайдалы қазбаларды өндіруге мүмкіндік береді.

Металдардың және басқа да материалдардың ультрадыбыстық ақауларын анықтау әдісі алғаш рет Кеңес Одағында 1928-1930 жж. проф. С.Я.Соколов.

Ультрадыбыстық толқындар - жиілігі 20 кГц (төмен жиілікті толқындар) мен 500 МГц (жоғары жиілікті толқындар) диапазонында есту шегінен тыс болатын материалдық ортаның серпімді тербелісі.

Ультрадыбыстық тербеліс бойлық және көлденең. Егер ортаның бөлшектері толқынның таралу бағытына параллель қозғалса, онда мұндай толқын көлденеңге перпендикуляр болса, бойлық болады. Дәнекерленген жіктердегі ақауларды табу үшін негізінен дәнекерленетін бөлшектердің бетіне бұрышқа бағытталған көлденең толқындар қолданылады.

Ультрадыбыстық толқындар әртүрлі дыбыс өткізгіштігі бар екі материалдың шекарасына соқтығысқан кезде материалдық орталарға үлкен тереңдікке еніп, сынуға және шағылыстыруға қабілетті. Дәнекерленген қосылыстардың ультрадыбыстық ақауларын анықтауда қолданылатын ультрадыбыстық толқындардың дәл осы қабілеті.

Ультрадыбыстық тербеліс ең көп тарай алады әртүрлі орталар- ауа, газдар, ағаш, металл, сұйықтар.

Ультрадыбыстық толқындардың таралу жылдамдығы С мына формуламен анықталады:

мұндағы f – тербеліс жиілігі, Гц; λ - толқын ұзындығы, см.

Дәнекерленген жіктердегі кішігірім ақауларды анықтау үшін қысқа толқынды ультрадыбыстық тербелістерді пайдалану керек, себебі ұзындығы ақаудың өлшемінен үлкен толқын оны анықтамауы мүмкін.

Ультрадыбыстық толқындарды қабылдау

Ультрадыбыстық толқындар механикалық, термиялық, магнитострикциялық (Magnetostriction – магниттелу кезінде дене өлшемін өзгерту) және пьезоэлектрлік («пьезо» префиксі «басу» дегенді білдіреді) әдістермен алынады.

Кейбір кристалдардың (кварц, рошель тұзы, барий титанаты) пьезоэлектрлік әсеріне негізделген соңғы әдіс ең кең тараған: егер кристалдан кесілген пластинаның қарама-қарсы беттері жиілігі 20 000 Гц жоғары қарама-қарсы электрмен зарядталса, онда пластина ультрадыбыстық толқын түрінде қоршаған ортаға механикалық тербелістерді жібере отырып, зарядтардың белгілерінің өзгеруімен уақыт өте дірілдейді. Осылайша, электрлік тербеліс механикалық тербелістерге айналады.

Ультрадыбыстық дефектоскоптардың әртүрлі жүйелерінде пьезоэлектрлік пластиналарға жүздеген мыңнан бірнеше миллион герцке дейінгі электр тербелістерін орнататын жоғары жиілікті генераторлар қолданылады.

Пьезоэлектрлік плиталар тек эмитент ретінде ғана емес, сонымен қатар ультрадыбысты қабылдағыш ретінде де қызмет ете алады. Бұл жағдайда ультрадыбыстық толқындардың әсерінен электр зарядтарыарнайы күшейткіш құрылғылармен жазылатын шағын мән.

УДЗ көмегімен ақауларды анықтау әдістері

Ультрадыбыстық ақауларды анықтаудың негізінен екі әдісі бар: көлеңке және импульстік жаңғырық (шағылған тербеліс әдісі).

Күріш. 41. Ультрадыбыстық ақауларды анықтауды жүргізу схемалары a - көлеңке; б – жаңғырық импульстік әдіс; 1 - зонд-эмиттер; 2 - зерттелетін зат; 3 - зонд қабылдағыш; 4 - ақау

Көлеңкелі әдіспен (41, а-сурет) ультрадыбыстық тербеліс көзінен (зонд-эмиттер) дәнекерленген тігіс арқылы өтетін ультрадыбыстық толқындар ақаумен кездескенде ол арқылы өтпейді, өйткені ақау шекарасы оның шекарасы болып табылады. екі гетерогенді орта (металл - шлак немесе металл - газ). Ақаулықтың артында «дыбыстық көлеңке» деп аталатын аймақ пайда болады. Зонд-қабылдағыш қабылдаған ультрадыбыстық тербелістердің қарқындылығы күрт төмендейді, ал дефектоскоптың катодты-сәулелік түтігінің экранындағы импульстар шамасының өзгеруі ақаулардың болуын көрсетеді. Бұл әдіс шектеулі пайдалану болып табылады, өйткені тігіске екі жақты қол жеткізу қажет, ал кейбір жағдайларда тігісті арматураны алып тастау қажет.

Эхо-импульстік әдіспен (41.6-сурет) зонд-эмиттер дәнекерленген тігіс арқылы ультрадыбыстық толқындардың импульстарын жібереді, олар ақауға тап болған кезде одан шағылысады және зонд-қабылдағышпен ұсталады. Бұл импульстар дефектоскоптың катодтық сәуле түтігінің экранында ақаудың болуын көрсететін пиктар түрінде жазылады. Импульсті жіберу сәтінен қайтару сигналын қабылдауға дейінгі уақытты өлшеу арқылы ақаулардың тереңдігін де анықтауға болады. Бұл әдістің басты артықшылығы - тексеру дәнекерленген тігістің арматурасын алып тастамай немесе алдын ала өңдеусіз дәнекерлеуге бір жақты қол жеткізу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Бұл әдіс дәнекерленген жіктердің ультрадыбыстық ақауларын анықтауда кеңінен қолданылады.