استخدامات الموجات فوق الصوتية

الموجات فوق الصوتية هي موجة صوتية ترددها أعلى من الطيف المسموع لأذن الإنسان (حوالي 20000 هرتز)، وتعني أنها تتجاوز الترددات التي يمكن للإنسان سماعها. يمكن لمولدات الموجات فوق الصوتية الحديثة إنتاج ترددات تصل إلى عدة ميجا هرتز عن طريق تحويل التيارات الكهربائية بالتناوب إلى ذبذبات ميكانيكية. يتم الكشف عن الموجات فوق الصوتية وقياسها بشكل أساسي باستخدام مستقبلات كهرضغطية أو بوسائل بصرية، ويمكن جعل هذه الموجات مرئية من خلال حيود الضوء.

لإستخدام الموجات فوق الصوتية، يجب أن يكون لديك معرفة شاملة بالعوامل التي تؤثر على تلك الموجات ومسارها نظرا للمواد التي يتم تحليلها، وبمساعدة الشروط الموحدة الموضوعة في اللوائح الخاصة بعمليات التفتيش وبياناتها، يمكن تقييم الإشارات واستنتاج ما إذا كان يمكن استخدام الكائن المفحوص لأغراض محددة.

استخدامات الموجات الفوق صوتية

تتمتع الحيوانات بالقدرة الطبيعية على استخدامها عندما تنبعث كموجة من منظور المجتمع والملاحة. ومع ذلك يستخدم البشر أيضًا الموجات فوق الصوتية ولكن ليس بدون مساعدة تقنية، ويستخدم في العديد من الأغراض الصناعية والطبية. فائدة الموجات فوق الصوتية في الحياة الحديثة واسعة، يتم تطبيقها لمعرفة الأجزاء الداخلية للمادة ومكوناتها عند معالجة مسار انتشار الأمواج داخل جسم ما اعتمادًا على عدم استمرارية المادة التي تم فحصها، والذي يسمح بتقييم هذا التوقف عن شكله وحجمه وتوجهه، نظرًا لأن هذه العناصر تعارض المقاومة المعروفة باسم الإعاقة الصوتية. عند معرفة انتشار الموجات الصوتية ، يتم تحديد سرعتها به مع خصائص الكائنات. ومن بين التطبيقات الرئيسية:

الطب

تستخدم الموجات فوق الصوتية في الطب للحصول على صور داخلية للجسم البشري بطريقة غير ضارة وبسيطة.

عندما تتحرك الموجات فوق الصوتية عبر الأنسجة، فإنها تعكس بشكل مختلف وفقا لكثافة ومرونة الأنسجة. باستخدام مشرط يصدر موجات صوتية، يمكن للجراح إجراء شق أنحف من الشق الذي يتم إجراؤه باستخدام مشرط تقليدي. تم استخدام هذا النوع من التقنية في عمليات حساسة في الدماغ والأذن.

تستخدم أجهزة العلاج الحراري بنجاح في العلاج الطبيعي، حيث تنتج الموجات فوق الصوتية حرارة داخلية في الأنسجة بسبب مقاومتها للأمواج.

يستخدم للكشف عن الخراجات واستكشاف الكبد والمثانة والقناة الصفراوية والجهاز الشرياني والحبل الشوكي والقلب (تخطيط صدى القلب) وغيرها من النظم مع السوائل.

لتوجيه التدخلات الجراحية

تستخدم الموجات فوق الصوتية أيضاً، ولكن في هذه الحالة، يتم تصوير المنطقة التي تتداخل فيها بشكل غير مباشر.

قياس المسافات

تستخدم لقياس المسافات في هياكل محددة حيث لا يمكن الممارسة المباشرة ولا توفر المواد مقاومة للموجات فوق الصوتية.

الخصائص الداخلية للمواد

الاختبارات غير المدمرة تستخدم لتحليل مقاومة المواد وغيرها بدون تدمير العينة، وكذلك لمكافحة الآفات والنواقل.

تستخدم طارد الحشرات

هناك الكثير من التطبيقات على أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة التي تنتج موجات صوتية تزعج الحشرات، خاصة البعوض والفئران، وقد شاهدنا العديد من إعلانات التلفاز التي تعلن عن أجهزة مطاردة الفئران.

التنظيف بالموجات فوق الصوتية

تعتبر واحدة من العديد من تطبيقات تنظيف المواد باستخدام الموجات فوق الصوتية. يتم استخدامها لإزالة الشوائب الممتصة في المحاليل المائية من بعض الأجهزة. يمكن استخدامها لتنظيف مواد مثل الزجاج والمعادن والسيراميك، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لإزالة الشحوم والزيوت والأوساخ. تستخدم الموجات فوق الصوتية أيضا في الصناعات لإزالة الرقائق والنفط من الآلات والمعدات الصناعية الأخرى، ويمكن استخدامها للتخلص من الحمأة ومواد التشحيم من الطائرات وأجهزة السيارات.

مجال الاتصالات

يتمتع عدد قليل من الحيوانات مثل الخفافيش والضفادع بالقدرة على استخدام الموجات فوق الصوتية للتواصل مع بعضها البعض. تصدر الخفافيش أصواتا حادة ذات موجات قصيرة لتمكينها من الملاحة، حيث ترتد هذه الموجات على البيئة وتعود للخفافيش لتوفير خريطة دقيقة للبيئة. تتواصل الخفافيش بسهولة مع بعضها البعض بفضل الموجات فوق الصوتية.

لحام بالموجات فوق الصوتية

يتم أيضا استخدام الموجات فوق الصوتية في عملية لحام البلاستيك، حيث يتم استخدام اهتزازات مرتفعة التردد للحام أجزاء صغيرة من البلاستيك. ومع ذلك، فإن هذه العملية مبرمجة جيدا وتتضمن وقتا وترددا محددين مسبقا في آلة اللحام، ويتولى الكمبيوتر تنفيذ كل خطوة من خطوات عملية اللحام. (تشمل منتجات اللحام لدينا: مولد اللحام بالموجات فوق الصوتية ومحول اللحام بالموجات فوق الصوتية).

استخدامات أخرى للموجات فوق الصوتية

بالإضافة إلى الاستخدامات المذكورة أعلاه للموجات فوق الصوتية، تستخدم أيضا في العديد من الاستخدامات الأخرى. على سبيل المثال، يتم استخدام أجهزة كشف الحركة بالموجات فوق الصوتية نفسها لقياس المسافة. تقوم أجهزة كشف الحركة بإرسال نبضات فوق صوتية ومن ثم قياس الوقت الذي يستغرقه عودة تلك الموجات. تستخدم التصوير بالموجات فوق الصوتية (Sonogrpahy) لإنشاء صور للأعضاء الداخلية للجسم. تعتمد هذه العملية أيضا على الموجات فوق الصوتية لإجراء العملية.