《超声波和次声波》课件

超声波和次声波识讨们领应趋势了解超声波和次声波的基本知,探它在不同域的用和发展此次课将开讲程从声波的基本概念始,深入解两种特殊声波的特性和原理课程简介课程目标课程内容学习收益课绍传将识本程旨在全面介声波的基本概念、特性包括声波的分类、超声波的特性和播原理、学生掌握声波的基本知,了解超声波和应讨疗应为和用,重点探超声波和次声波的原理及超声波在医、工业和生活中的用,以及次声波的概念及其在实际生活中的运用,领应应将来应础其在各域的广泛用次声波的特点和用的研究和用奠定基声波的概念及分类声波的概念声波的分类质产过质频为声波是由物的振动生的一种机械波,它通介以一定的率声波可分人类可听到的声波（20Hz-20kHz）和人类无法感知的传频在空间播声波具有率、波长和振幅等基本特性声波其中，超声波（20kHz）和次声波（20Hz）是两种重要的声波类型声波的基本特性频率范围传播方式为频频质来传声波可分低声波、高声波和超声波声波是一种机械波,需要介播它可们频围传它有不同的率范和波长特征以在气体、液体和固体中播传播速度反射和折射质传时们声波在不同介中的播速度不同,取决于声波遇到界面会发生反射和折射,它的质弹规规介的密度和性律与光学中的律类似超声波的基本特性广泛的频率范围良好的传播性高能量密度频围数远纵导超声波的率范从20kHz到百MHz,超声波可以在固体、液体和气体中以波或超声波可以集中大量能量,致强烈的振动围频这赋横传这应为术应创高于人类可听范的声波率予了超波的形式播,使得它在各种工业和医和物理效,各种技用造了可能许独质疗应欢声波多特的性用中广受迎超声波的传播方式纵向传播1纵质传超声波能以向的方式在介中播横向传播2横质传超声波也可以以向的方式在介中播反射传播3超声波遇到障碍物会发生反射折射传播4质超声波在不同介间会发生折射过纵横质进传这传术应疗诊断检测领超声波可以通向、向、反射和折射等方式在各种介中行播些播方式使超声波技广泛用于医、工业等域超声波的反射和折射超声波反射1当质时现超声波遇到不同介的界面,会发生反射象反射的角度等于入射角超声波折射2质进质时现超声波从一种介入另一种介,会发生折射象折射角度由入射角质质和介性决定反射和折射规律3质反射和折射遵循入射角等于反射角,入射角、折射角和两介声质质关速与介犯性的系质传时现这规为疗诊断术应础超声波在不同介中播,会发生反射和折射象些律超声波成像、医等技的用奠定了基超声波的衍射和干涉衍射现象1当时绕过传这超声波遇到障碍物,会障碍物播,就是超声波的衍现这测隐射象使得超声波可以探到藏物体干涉现象2当时产现两束或多束超声波相互叠加,就会生干涉象,形成明暗场这测检测交替的声分布可用于精确量和微小缺陷应用举例3现应疗伤纳衍射和干涉象广泛用于医成像、工业探、声系统等领为术础域,各种声波技提供了基超声波的吸收和衰减介质吸收传过质导损超声波在播程中会被介分子吸收,致能量失和声波衰质对减不同介声波的吸收程度不同几何衰减维传时级数超声波在三空间播,能量会随距离的增加而呈几何衰这扩减是由于波能量在空间的散造成的散射衰减匀时超声波遇到粒子或不均性会发生散射,部分能量会被散射掉,导这质为显致声波衰减种衰减在多相介中更明超声波的特殊性质高频特性定向性强12频远围区超声波的率通常在20kHz以上，高于人耳可感知的范超声波的波束集中性强,可以精确地聚焦于特定域,从而实这赋独传现予了它特的播特性高度聚焦的输出反射性强吸收易变34时这传过环这超声波在遇到障碍物会发生强烈的反射,使其在成像和探超声波在播程中容易受到境的影响而发生衰减,需要测应应虑等用中非常有用在实际用中加以考超声波的应用领域医疗诊断工业检测家庭应用应疗诊断伤超声波广泛用于医,如超声波成像、超声波可用于工业中的探、焊接、切割等家用电器如洗衣机、洗碗机等都采用超声波疗检诊断创检测过产质术治等,可用于查器官、疾病,是无各种和加工程,提高生效率和量技,可以有效清洁物品表面,是便捷高效的时诊断性和实性强的重要手段控制家用清洁方式医疗诊断中的超声波技术成像原理无辐射检查过频测内结检通高声波反射探人体部构,相比于X光和CT,超声波查无需接受时态图诊断辐生成实动像,可多种疾病电离射,更加安全便捷良好体验实时监测创进检对时观脏无痛无,可多次重复行查,患者能实察心、胎儿等器官的运动伤欢状态为诊断害小,受迎度高,疾病提供重要依据工业中的超声波技术工业清洗焊接和切割现超声波可以高效、快速地清洗各利用超声波可以实非接触式的种工业零件和设备,去除污垢、油焊接和切割,适用于金属、塑料等杂质脂和其他多种材料测量和检测增材制造产过术超声波可以用于工业生程中超声波技在3D打印等增材制造测检测产领应的尺寸量、瑕疵等,提高域有广泛用,可以提高成型精质品量度生活中的超声波技术家用电器医疗保健术应术疗领应超声波技广泛用于洗衣机、超声波技在医域有广泛湿检击超声波加器等家用电器,提高用,如超声波查、体外冲波们疗们维了它的性能和效率治等,帮助人护健康安全检测日常生活术测测们超声波技被用于距、探等,人也可以在日常生活中感受到术远遥在家庭安全防护、隔音降噪等方超声波技的存在,如程控、挥应面发重要作用自动感等次声波的特点及应用特点应用频较•测质次声波是率低于20赫兹的声波,人耳无法感知它具有长的波地震探和地勘探传•结检测长和强大的穿透力,能够在水中、土壤和建筑物中播建筑物构•防御性武器和非致命性武器•减少动物噪音干扰•纳水下声和雷达系统声波成像技术成像原理1进利用声波反射和折射的特性行成像图像获取2过现图数通控制声波发射和接收实像据采集图像处理3专对图数进利用业算法采集的像据行处理图像展示4将图现处理后的像以可视化的方式呈术过过专终将标对内结图声波成像技利用声波的特性,通精密的声波发射和接收控制,采集反射信号并经业算法处理,最目象的部构以可视化像的形式现来这项术疗诊断检测领挥展出技在医、工业等域发着重要作用声波成像的基本原理信号获取信号处理图像重建信息显示过过数过将图观显通发射声波并接收反射信号接收的反射信号需要经放大、根据处理后的信号据,通重建的像以直的方式来获标过滤标维维给过显取目信息声波经目波等处理,提取有用信息算法重建目的二或三成示用户,如通示屏、投标传时迟频图图标观标表面反射回感器利用信号的间延、率变像像像可展示目的形影仪等方便察分析目的标状化等分析目的特征、位置等信息特征声波成像的类型声波成像声波成像多普勒声波成像2D3D标维测获维应获标态2D声波成像设备可以捕捉目物体的二3D声波成像设备利用多角度探取三利用多普勒效,可以取目物体的动图疗诊断检测现标截面像,常用于医和工业空间信息,可以呈目物体的立体模型信息,如流速、血流速度等声波成像技术的优缺点优点缺点创伤时较质维图声波成像无性、安全性高、实性强,可重复操作成像分辨率低,无法提供高量的三立体像局限性应用场景组层组脏浅诊断受超声波的穿透能力和衰减影响,在深部织成像方面效果不适合于表织成像和心、腹部等表器官的佳声波成像在医疗领域的应用医疗诊断治疗监控诊断应术疗超声波成像在超声中广泛声波成像技可用于治中的实显内时监肿疗内用,可以清晰地示身体部的器控,如瘤消融治、体出结状态进监测官构和,帮助医生行病症血等情况的诊断手术导航产前监测时组结产检声波成像可以提供实的织超声波成像在前查中扮演重进术监测构信息,帮助医生行精准的手要角色,可以胎儿发育情况,及术时现操作,提高手效果发异常声波成像在工业领域的应用工艺过程监测质量检测时监测杂过损检测声波成像可实复工艺程中声波成像可无金属、塑料、复产内产质的气体流动、液位变化等,提高生效合材料等制品部缺陷,确保品量率机械故障诊断管线检测内检测声波成像可用于发动机、齿轮箱等设声波成像可用于管道部的缺陷,诊断预线备的故障,提前防设备故障确保管安全运行声波成像在安全领域的应用机场安检边境安全工地安全术场检检测试图术测内基于声波成像技的机安系统可以快速声波成像设备可以穿透障碍物,到声波成像技能够探并定位工地部可能检测隐员维隐准确地到藏在身上或行李中的危险物非法越境的人和物品,护国家安全存在的患,提高工地安全管理水平品,确保旅客安全声波成像在科研领域的应用材料分析生物医学研究术检领声波成像技可用于非破坏性超声成像在生物医学域有广泛测内结为应观内结材料部构和缺陷,科研提用,可察活体部构和功能,础供有价值的信息支持基研究天气气象研究海洋海底探测测态过为术声波雷达可探大气动程,声波成像技可深入海底,帮助科数员质态气象科学研究提供重要据支持研人揭示海洋地和生的奥秘声波成像技术的未来发展趋势多模态融合智能化发展可穿戴设备无创伤应用来将将应轻术将创伤检未声波成像与其他成像技声波成像系统广泛用人工小型化、量化的声波成像设声波成像技在无查、术现术质缩将术导领如CT、MRI等融合,实更智能技,提高成像量、备集成到可穿戴设备中,实手航等域得到更广泛的诊断扫时辅诊断现时监测应疗全面、精准的短描间、助随随地的健康用,提高医效率超声波和次声波的安全问题潜在健康风险安全法规伦理审查时关针对术规术应进伦长间暴露于高强度的超声波或次声波可能相部门制定了声波技使用的安全在声波技的研发和用中,需要行理对伤组损伤损审滥权会人体造成害,如织、听力受范,确保其安全可控查,以防止用并保护使用者益等超声波和次声波对人体的影响听力损伤热效应12导损伤疗内产热导细组损长期接触高强度超声波会致听力,尤其是在工业和医超声波会在人体部生量,可能致胞和织的害领域生理影响心理影响34内脏恶状频导虑应次声波可能会影响器官的功能,引起头痛、心等症低次声波会致焦、不安等心理反,影响人体健康超声波和次声波技术的伦理问题隐私保护信息滥用术这术错误滥超声波和次声波成像技能够深入人体,些技在使用或用情况下,可能隐权伦难题导隐当引发了个人私保护的重大理会致个人私信息的泄露和被不利用伤害风险伦理审查尽术须严伦审管通常安全,但超声波和次声波技也因此,必建立格的理查机制,以确损这术可能存在害人体健康的潜在风险保些技的安全合理使用超声波和次声波技术的监管和标准政府监管行业标准安全规范为术协标组针对监标还详细确保超声波和次声波技的安全使用,政行业会和准织制定了超声波和次除了政府管和行业准,制定了的关规标对术应术专标规术践应规术府部门制定了相法和准,技用声波技的业准,范了技实和安全操作程,以确保超声波和次声波技进监行管和管控用流程的安全使用超声波和次声波技术的发展前景技术创新智能化应用术断进来术将随着科学技的不步,超声波和次未超声波和次声波技与人工智术将进创检数术现声波技一步新和完善,提高能、大据等技深度融合,实更智测应围应精度和用范能、更自动化的用国际合作广阔前景术疗随着全球化的发展,各国在超声波和次超声波和次声波技在医、工业、术领将频领应阔来声波技域的交流与合作更加安全等域用前景广,未发展潜繁和深入力巨大总结与展望技术创新应用拓展术将断进术应阔超声波和次声波技不推，声波成像技的用前景广，疗领为将进渗领在医、工业、安全等域人一步透到更多域，造福带来类更多便利人类监管完善伦理规范关监标将术进针对伦相管和准制度的健全确伴随技步,制定性理准术则保超声波和次声波技的安全合非常重要,保障公众利益理发展。