Применение ультразвука

Диагностическое применение ультразвука в медицине (УЗИ)

Благодаря хорошему распространению  ультразвука в мягких тканях человека, его относительной безвредности по сравнению с рентгеновскими лучами и простотой использования в сравнении с магнитно-резонансной томографией ультразвук широко применяется для визуализации состояния внутренних органов человека, особенно вбрюшной полости и полости таза.

Терапевтическое применение ультразвука в медицине

Помимо широкого использования  в диагностических целях, ультразвук применяется в медицине как лечебное средство.

Ультразвук обладает действием:

1. противовоспалительным, рассасывающим
2. аналгезирующим, спазмолитическим
3. кавитационным усилением проницаемости кожи

Фонофорез — сочетанный метод, при котором на ткани действуют ультразвуком и вводимыми с его помощью лечебными веществами (как медикаментами, так и природного происхождения). Проведение веществ под действием ультразвука обусловлено повышением проницаемости эпидермиса и кожных желез, клеточных мембран и стенок сосудов для веществ небольшой молекулярной массы, особенно — ионов минералов бишофита.^[1] Удобство ультрафонофореза медикаментов и природных веществ:

1. лечебное вещество при введении ультразвуком не разрушается
2. синергизм действия ультразвука и лечебного вещества

Показания к ультрафонофорезу бишофита: остеоартроз, остеохондроз, артриты, бурситы, эпикондилиты, пяточная шпора, состояния после травм опорно-двигательного аппарата; Невриты, нейропатии, радикулиты, невралгии, травмы нервов.

Наносится бишофит-гель и рабочей поверхностью излучателя проводится микро-массаж зоны воздействия. Методика лабильная, обычная для ультрафонофореза (при УФФ суставов, позвоночника интенсивность в области шейного отдела — 0,2-0,4 Вт/см2., в области грудного и поясничного отдела — 0,4-0,6 Вт/см2).

Резка металла  с помощью ультразвука

На обычных металлорежущих станках нельзя просверлить в  металлической детали узкое отверстие  сложной формы, например в виде пятиконечной звезды. С помощью ультразвука  это возможно, магнитострикционный  вибратор может просверлить отверстие  любой формы. Ультразвуковое долото вполне заменяет фрезерный станок. При этом такое долото намного  проще фрезерного станка и обрабатывать им металлические детали дешевле  и быстрее, чем фрезерным станком.

Ультразвуком можно даже делать винтовую нарезку в металлических  деталях, в стекле, в рубине, в  алмазе. Обычно резьба сначала делается в мягком металле, а потом уже  деталь подвергают закалке. На ультразвуковом станке резьбу можно делать в уже  закалённом металле и в самых  твёрдых сплавах. То же и со штампами. Обычно штамп закаляют уже после  его тщательной отделки. На ультразвуковом станке сложнейшую обработку производит абразив (наждак, корундовый порошок) в  поле ультразвуковой волны. Беспрерывно  колеблясь в поле ультразвука, частицы  твёрдого порошка врезаются в  обрабатываемый сплав и вырезают отверстие такой же формы, как  и у долота.

Приготовление смесей с помощью ультразвука

Широко применяется ультразвук для приготовления однородных смесей (гомогенизации). Еще в 1927 году американские ученые Лимус и Вуд обнаружили, что если две несмешивающиеся жидкости (например, масло и воду) слить в одну мензурку и подвергнуть облучению ультразвуком, то в мензурке образуется эмульсия, то есть мелкая взвесь масла в воде. Подобные эмульсии играют большую роль в промышленности: это лаки, краски, фармацевтические изделия, косметика.

Применение ультразвука  в биологии

Способность ультразвука  разрывать оболочки клеток нашла  применение в биологических исследованиях, например, при необходимости отделить клетку от ферментов. Ультразвук используется также для разрушения таких внутриклеточных  структур, как митохондрии и хлоропласты  с целью изучения взаимосвязи  между их структурой и функциями. Другое применение ультразвука в  биологии связано с его способностью вызывать мутации. Исследования, проведённые  в Оксфорде, показали, что ультразвук даже малой интенсивности может  повредить молекулу ДНК.^{[источник не указан 347 дней]} Искусственное целенаправленное создание мутаций играет большую роль в селекции растений. Главное преимущество ультразвука перед другими мутагенами (рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи) заключается в том, что с ним чрезвычайно легко работать.

Применение ультразвука  для очистки

В лабораториях и на производстве применяются ультразвуковые ванны для очистки лабораторной посуды и деталей от мелких частиц. В ювелирной промышленности ювелирные изделия очищают от мелких частиц полировальной пасты в ультразвуковых ваннах. В девяностые годы XX века на Томском заводе НПО «РЕТОН» был получен патент на изобретение и выпущено ультразвуковое стирающее устройство «Ретона», в основе действия которого лежит ультразвук низкой частоты. Позже появилось множество ультразвуковых устройств для стирки текстильных изделий. Общим для них является принцип действия: упругие волны ультразвука действуют на загрязнения, «выбивая» грязь с помощью поверхностно-активных веществ из волокон ткани.

Применение ультразвука  для очистки корнеплодов

В некоторых производствах  применяют ультразвуковые ванны  для очистки корнеплодов (картофеля, моркови, свеклы и др.) от частиц земли.

Применение ультразвука  в эхолокации

В рыбной промышленности применяют  ультразвуковую эхолокацию для обнаружения косяков рыб. Ультразвуковые волны отражаются от косяков рыб и приходят в приёмник ультразвука раньше, чем ультразвуковая волна, отразившаяся от дна.

В автомобилях применяются  ультразвуковые парктроники.

Применение ультразвука  в расходометрии

Для контроля расхода и  учета воды и теплоносителя с 60-х годов прошлого века в промышленности применяются ультразвуковые расходомеры.

Применение ультразвука  в дефектоскопии

Ультразвук хорошо распространяется в некоторых материалах, что позволяет  использовать его для ультразвуковой дефектоскопии изделий из этих материалов. В последнее время получает развитие направление ультразвуковой микроскопии, позволяющее исследовать подповерхностный слой материала с хорошей разрешающей способностью.

Ультразвуковая  сварка

Ультразвуковая сварка — сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний. Такой вид сварки применяется для соединения деталей, нагрев которых затруднен, или при соединении разнородных металлов или металлов с прочными окисными пленками (алюминий, нержавеющие стали, магнитопроводы из пермаллоя и т. п.). Так ультразвуковая сварка применяется при производстве интегральных микросхем.

Применение ультразвука  в гальванотехнике

Ультразвук применяют  для интенсификации гальванических процессов и улучшения качества покрытий, получаемых электрохимическим  способом.