超声检测发展简史
超声检测技术研究发展方向
波的波型、位置、特征进行分析,对工件进行宏观缺陷检测,几何表征检测,组织构造、力学特性变化的检测和表征,并进一步对其整体使用性能进行评价的一种先进、科学的检测技术手段。
利用超声波对工件缺陷进行检测的方法,始于20世纪30年代初。
1929年苏联科学家首次在检测金属内部的缺陷时,应用了超声波;之后随着检测技术的发展,将近10年的发展,美国科学家推出了脉冲回波式超声检测仪。
超声检测技术被普遍应用在工业检测领域是在20世纪60年代。
直到20世纪80年代末,随着计算机技术以及电子元器件的高速发展,促进了超声检测技术的发展,产生了数字式超声波检测仪。
这类设备的使用也使得检测结果更加形象、准确。
随着各领域的快速发展,超声检测技术也正飞速的发展,成像技术、相控阵技术、3D相控阵技术、人工神经网络(ANNs)技术、超声导波技术等逐渐成熟,推进了超声检测技术的发展。
目前,常规超声检测已经是一项非常成熟的无损检测技术,广泛应用于石油、医疗、核工业、航空航天、交通、机械等行业。
超声检测技术未来研究发展方向主要有如下两个方面:(1) 超声本身技术的研究与改进;(2) 超声辅助和配套技术的研究与改进。
超声自身技术研究01激光超声检测技术通过产生热弹效应(或少数热蚀作用)或利用中介材料(被测材料周围的其他物质)这两种方式激发超声波。
激光超声的优点主要体现为三个方面:(1) 可远距离检测,激光超声可远距离传播,传播过程中的衰减较小;(2) 非直接接触,检测时不需直接接触或靠近工件,检测安全性较高;(3) 空间及时间分辨率高,检测分辨率高。
基于上述优点,激光超声检测特别适合在恶劣环境下对工件进行实时、在线的检测,通过快速超声扫描成像完成检测结果显示。
但是激光超声也存在一些缺点,例如超声检测虽然分辨力高但灵敏度相对较低。
由于检测系统涉及激光和超声系统,所以完整的激光超声检测系统体积较大、构造复杂、造价高。
目前,激光超声技术正在向两个方向发展:(1) 激光超快速激发机制及激光与微观粒子的相互作用、微观特性等的学术研究;(2) 工业上的在线定位监测。
B c d超声发展史
B c d超声发展史
超声波的发展史:
一、国际方面:自19世纪末到20世纪初,在物理学上发现了压电效应与反压电效应之后,人们解决了利用电子学技术产生超声波的办法,从此迅速揭开了发展与推广超声技术的历史篇章。
1922年,德国出现了首例超声波治疗的发明专利。
1939年发表了有关超声波治疗取得临床效果的文献报道。
40年代末期超声治疗在欧美兴起,直到1949年召开的第一次国际医学超声波学术会议上,才有了超声治疗方面的论文交流,为超声治疗学的发展奠定了基础。
1956年第二届国际超声医学学术会议上已有许多论文发表,超声治疗进入了实用成熟阶段。
二、国内方面:国内在超声治疗领域起步稍晚,于20世纪50年代初才只有少数医院开展超声治疗工作,从1950年首先在北京开始用800KHz频率的超声治疗机治疗多种疾病,至50年代开始逐步推广,并有了国产仪器。
公开的文献报道始见于1957年。
到了70年代有了各型国产超声治疗仪,超声疗法普及到全国各大型医院。
40多年来,全国各大医院已积累了相当数量的资料和比较丰富的临床经验。
特别是20世纪80年代初出现的超声体外机械波碎石术和超声外科,是结石症治疗史上的重大突破。
如今已在国际范围内推广应用。
高强度聚焦超声无创外科,已使超声治疗在当代医疗技术中占据重要位置。
而在21世纪(HIFU)超声聚焦外科已被誉为是21世纪治疗肿瘤的最新技术。
超声诊断技术的发展与创新
超声诊断技术的发展与创新第一章:引言超声诊断技术是医学领域发展的重要方向之一。
随着科技的不断进步,超声诊断技术也在不断发展和创新,为疾病的诊断和治疗提供了便利和可靠的手段。
本文将从超声诊断技术的发展历程、应用领域以及创新技术方面进行介绍和论述。
第二章:超声诊断技术的发展历程超声诊断技术源于20世纪20年代的声学研究。
20世纪50年代,超声波开始被应用于医学诊断领域。
在1960年代,人工控制超声成像开始崭露头角,随后,彩色多普勒超声技术、三维超声技术、超声引导介入治疗技术也相继诞生。
到了21世纪,超声诊断技术与计算机技术的融合,使得超声诊断技术在数字成像、信号处理、自动分析和人工智能方面都得到了进一步的提升和发展。
第三章:超声诊断技术的应用领域超声诊断技术在医学领域中应用广泛,可以用来检测身体各部位的病变和变化,是一种非常安全、无创、经济、快速和可重复使用的检查手段。
下面列举一些常见的临床应用领域:1. 妇科超声诊断技术妇科超声诊断技术主要用于检查女性生殖系统的疾病。
通过超声波可以检测卵巢囊肿、子宫肌瘤、卵泡、胎盘位置等信息。
2. 心脏超声诊断技术心脏超声诊断技术可以用于评估心脏的大小、形状、运动功能、心脏瓣膜的异常情况等。
3. 乳腺超声诊断技术乳腺超声诊断技术主要用于检查乳房的肿块、囊肿、乳腺导管扩张等病变。
4. 肝胆胰超声诊断技术肝胆胰超声诊断技术主要用于检查与疾病相关的肝、胆、胰的变化,如肝硬化、胆囊炎、胆囊结石、胰腺炎等。
5. 骨科超声诊断技术骨科超声诊断技术主要用于检查软组织与骨骼损伤、疾病的情况,如颈椎病、腰椎间盘膨出、肌肉拉伤等。
第四章:超声诊断技术的创新技术超声诊断技术的创新技术有很多,下面列举几种较为常见的技术:1. 彩色多普勒超声技术彩色多普勒超声技术是将超声波成像和多普勒技术结合起来,将心脏、血流等器官的血流速度用彩色显示出来,方便诊断。
2. 3D超声技术3D超声技术可以将器官的三维图像清晰地显示出来,能够提供更全面、更准确的信息,特别是在检查胎儿方面效果显著。
超声导波检测技术的发展及应用
超声导波检测技术的发展及应用
超声导波检测技术始于20世纪40年代,当时主要应用于船舶工业中用于检测其中的结构缺陷。
之后随着科学技术的发展,超声导波检测技术逐渐应用于大型工程结构的健康监测工作中。
在20世纪70年代,随着计算机技术的发展,超声导波检测技术得到了进一步的发展,能够更准确地定位和识别缺陷。
1.全面性:超声导波检测技术可以同时监测结构中的多个位置,并可以检测不同尺寸和类型的缺陷。
2.远程性:超声导波可以在结构中传播较远的距离,可以覆盖大范围的结构。
3.高灵敏度:超声导波可以探测微小的缺陷,并可以提供更准确的缺陷信息。
4.实时性:超声导波检测技术具有实时监测的能力,能够在结构中的变化发生时及时做出反应。
1.钢铁结构的健康监测:超声导波检测技术可以对钢铁结构进行长期的健康监测,及时发现结构中的疲劳裂纹或其他缺陷,提前进行维修或更换。
2.桥梁结构的监测:超声导波检测技术可以对桥梁结构中的混凝土或钢材进行监测,及时发现结构中的隐患,保证桥梁的安全使用。
3.管道的缺陷检测:超声导波检测技术可以对管道中的腐蚀、裂纹等缺陷进行检测,提高管道的运行安全性。
4.风力发电机叶片的健康监测:超声导波检测技术可以对风力发电机
叶片进行监测,及时发现叶片中的损伤,保证发电机的正常运行。
总结
超声导波检测技术是一种应用十分广泛的无损检测技术,具有全面性、远程性、高灵敏度和实时性等优势,可以在工程领域中对结构进行健康监
测和缺陷检测。
随着科学技术的不断发展,相信超声导波检测技术将会得
到进一步的完善和应用。
超声的起源与发展
超声的起源与发展
超声诊断起源于上世纪40年代。
50年代初期,A型超声诊断法应用于临床,不久B 型、M型和D型超声相继问世,70年代,B型快速成像技术兴起,80年代初,脉冲及彩色D型超声研制成功。
而今彩色显像的应用,使心脏、动静脉血管、胆道等声像图更加逼真,一目了然。
近年来,介入性超声逐渐普及,体腔探头和术中探头的应用,扩大了诊断及治疗范围,也提高了诊断和治疗水平。
例如,食管探头、阴道探头以及直肠探头等等。
超声检查操作简便、无创伤、无电离辐射、无痛苦、可多次重复、能及时获得结论、应用广泛、无特殊禁忌证等优点,深受医生和病人的欢迎。
超声发展史
超声发展史超声发展史超声技术是一种利用超声波在物质中的传播特性来进行检测、成像、处理等的技术。
随着科技的不断进步,超声技术在医学、工业、科研等领域得到了广泛应用。
本文将简要介绍超声技术的发展历程和现状,并展望未来的发展趋势。
19世纪末,法国物理学家路易·德·加尔香发现了超声波,这一发现为超声技术的发展奠定了基础。
20世纪初,奥地利科学家克里斯琴·里特开发了一种能够产生和接收超声波的装置,并将其应用于医学领域。
1922年,美国科学家弗雷德里克·沃特森·凯利成功研制出了第一台A型超声诊断装置,可以用来探测人体内部器官和组织。
20世纪50年代,随着电子技术和计算机技术的迅速发展,超声技术得到了进一步改进和完善。
美国科学家加里·雷诺兹提出了脉冲反射法,使得超声诊断技术更加准确和灵敏。
1954年,美国科学家罗伯特·伍兹成功研制出了第一台B型超声诊断装置,可以产生实时二维图像,使得医生能够更加准确地诊断病情。
20世纪70年代,随着计算机技术的进一步发展,超声技术得到了更加广泛的应用。
美国科学家约瑟夫·辛格提出了彩色多普勒技术,使得超声技术可以用来检测血液流动和心脏功能。
1980年,美国科学家保罗·劳伦斯发明了谐振式探头,可以产生高分辨率的图像。
21世纪初,随着纳米技术和材料科学的迅速发展,超声技术又得到了新的突破。
新型的纳米材料可以显著提高超声信号的分辨率和灵敏度,使得超声技术可以应用于更小的物体和更精细的检测。
目前,超声技术已经广泛应用于医学、工业、科研等领域。
在医学领域,超声技术已经成为一种安全、无创、便捷的诊断方法,可以用来检测胎儿、心脏、肝脏、乳腺等疾病。
在工业领域,超声技术被广泛应用于检测材料厚度、检测泄漏、进行材料处理等。
在科研领域,超声技术被用于研究物质的物理性质、化学反应等。
未来,随着科技的不断发展,超声技术将会得到更加广泛的应用和改进。
中国医用超声发展历程
中国医用超声的发展历程几个阶段:
1.初始发展阶段(1970年代至1980年代初期):
在这个阶段,中国的医用超声技术起步较晚,主要依赖于引进和模仿国外的技术。
国内的一些医院和研究机构开始尝试使用超声诊断设备,但设备和技术水平相对较低,主要应用于一些简单的疾病诊断。
2.技术引进与自主研发阶段(1980年代中期至1990年代):
随着改革开放的深入,中国开始积极引进国外的先进超声技术和设备。
同时,国内的一些科研机构和企业也开始自主研发超声诊断设备,逐渐提高了设备的技术水平和诊断能力。
在这个阶段,超声技术被广泛应用于妇产科、心血管、腹部等领域的疾病诊断。
3.快速发展与创新阶段(2000年至今):
进入21世纪后,中国的医用超声技术得到了快速发展。
国内的一些企业如迈瑞、开立等逐渐崛起,推出了具有自主知识产权的超声诊断设备,打破了国外品牌的垄断地位。
同时,随着科技的不断进步和创新,超声技术也在不断发展,出现了三维超声、弹性成像、超声造影等新技术,提高了诊断的准确性和效率。
在这个阶段,超声技术不仅在传统的医学领域得到广泛应用,还拓展到了介入治疗、康复治疗等新兴领域。
超声波的发展史
1超声波的发展史早在18世纪,意大利传教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时,发现蝙蝠靠一种人类听不到的尖叫声(即超声)来确定障碍物"蝙蝠发出超声波后,靠返回的回波来确定物体的距离!大小!形状和运动方式川"超声在医学上的应用开始于20世纪20年代至30年代[2l,而超声诊断的研究始于20世纪40年代[3]"一929一1935年,前苏联的sokol"v应用超声波探测金属物体"1931年,Mulhauser应用超声探测固体中的裂痕"Fireatone和Simons分别于1940年和1945年发明了超声回波示波器"2超声波诊断史到了二战期间,人们利用超声波的回波形状和振幅来对潜水艇进行探测,随后,日本的研究人员开始致力于探究超声波在医学上的应用"直到50年代美国和欧洲的一些国家才知道了日本有关超声波的研究成果"随后,研究人员纷纷将其有关超声波的研究成果应用于诊断胆石! 乳房肿块和肿瘤等"1942年奥地利的Dussik率先使用A型超声波探测颅骨,了解骨质变化,从而拉开了超声诊断的序幕"于1949年Dussik最先获得了脑室的超声波形"1951年.JJ.Widl和JohnM.Reid研制成功手动接触式B型扫描仪观察离体组织中肿瘤和活体中的脏器[.l"1954年Hertz[5]和Edle:研制成M型超声心动仪,来诊断心脏疾病"1955年wild介绍了直肠内体腔探查的平面位置显示器6]l"1972年,BomN[7]研制成电子线性扫描B型成像仪,从此进入了超声图像诊断的新阶段"同样,日本是第一个将多普勒超声应用于心脏血管诊断的国家"1983年日本Alkoa公司首先将彩色多普勒血流成像技术用于开发心脏疾病的诊断]sl近十余年来,超声医学的发展尤为迅速,各种新技术应运而生,继Cormaek和Housfield于1969年发明TX一CT后,1975年Greenleaf又研制出以衰减系数和声速为参数的超声CT,开创了定量超声诊断的新途径"1981年Daimagn"等将超声与内窥镜技术结合在一起,制造出超声内窥镜,使超声扫描由体表进入了内脏器官,为肠胃!肝胆胰疾病的诊断提供了直接信息"1982年美国的Bomme:和日本的Namekawa又分别设计出不同型号的彩色Doppler,它是继连续波和脉冲波式Doppler谱析显示之后的第三代Doppler超声仪,因其能给人以直观的循环血流图像,展示心脏和血管内血流时间和空间信息,故有/无创伤性心血管造影术0之称[6]"3超声波治疗史超声治疗起步相对早于超声诊断,但其发展却不及超声诊断"超声治疗是指将超声波施加于人体病患部位而达到治疗的效果"早在1915年法国科学家Langevin在研究超声水压探测时,就发现了强超声对鱼类等水中小动物产生致死效应[2.]"于1922年德国首先获得了超声治疗的发明专利"1933年Pohlman将其用于治疗神经痛"70年代后,随着整个科技的飞速发展,超声治疗技术又开始活跃起来,并在若干方面取得重要的突破,如超声外科!超声治癌及体外冲击波和超声碎石术"超声外科在骨!脑神经!矫形外科!眼科及肿瘤!息肉摘除及减肥手术中均得到有效的推广应用,并充分显示出它特有的优越性"透热治癌方法正在继外科!化疗!放疗之后作为第四种疗法日益受到重视, 而超声热疗由于其安全!可控,适于对深部肿瘤加热而倍受青睐"此外,超声药物透入疗法!超声雾化吸入疗法!超声牙科!超声穴位疗法及声电协同疗法等,也都相继得到发展[2.〕"1980年chuasys研究的体外震波碎石术在治疗肾!胆结石方面具有独特价值"应用超声波治疗疾病128性要基于如下三种超声波与生物组织相互作用的效应:1.温热效应超声波通过介质传播时,部分声能将被生物组织吸收,因而会产生局部温度升高的效应"高强度聚焦超声加热治癌技术就是利用此效应进行治疗的方法之一9tl"2.机械效应超声在介质中传播时,会引起介质质元的振动,其位移!速度!加速度!压强等力学量所引起的效应,称为超声波的机械效应[9]"超声波机械效应可引起机体的若干反应:引起组织细胞内物质运动,起到一定的按摩作用;引起扩散速度和膜渗透性改变;促进新陈代谢,加强血液和淋巴循环,提高再生功能等"超声波机械效应使细胞内部结构发生变化,导致细胞一系列功能变化"如神经生物电活性降低,致使脊髓反射幅度降低,在大剂量超声波作用下更为明显,从而起到镇痛的作用[30]"3.空化效应超声波辐射到体内液体时,在一定声强下造成气泡的产生!膨胀以及崩溃效应,称为超声波空化效应191"此效应往往使生物组织受到严重的损伤,造成较大的破坏作用"。
超声波(1)
⑷ 按探头数目分类 单一探头法、双探头法、多探头法 ⑸ 按探头与工件的接触方式分类 接触法、液浸法、电磁耦合法 ⑹ 按人工干预的程度分类 手工检测、自动检测
1.3.4 超声波检测的优点和局限性
2015-4-14 14
优点: ⑴ 适用于金属、非金属和复合材料等多种试件 的无损检测; ⑵ 穿透能力强,测量范围大。金属,测量范围 从1~2mm的薄壁管材和板材直到几米长的钢 锻件;
2015-4-14 4
利用超声波来对固体内部进行无损检测,
则始于 20 世纪 20年代末。
1929年,前苏联 Sokolov 首先提出利用超
声波探查金属物体内部缺陷的建议,并与1935
年发表了一些实验结果。
二次世纪大战,脉冲技术的发展,刺激了超
声波仪器的发展。
1940年,美国的Firestone 首次介绍了基于
正比,方向总指向平衡
t
位置。
A
T
②振幅不变,为自由振动,其频率为固有频率。
③物体做谐振动时,只有弹性力或重力做功, 其它力不做功,符合机械能守恒的条件,因此 谐振物体的能量遵守机械能守恒。
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在平衡位置时动能最大,势能为零;在位 移最大位置时势能最大,动能为零,其总能量 保持不变。
⑷共振在超声的应用:设计探头中的压电晶片 时,应使高频电脉冲的频率等于压电晶片的固
有频率;从而产生共振,这时压电晶片的电声
能量转换效率最高。
超声波探头中的压电晶片在发射超声波时,
一方面在高频电脉冲激励下产生受迫振动,另 一方面在起振后受到晶片背面吸收块的阻尼作 用,因此又是阻尼振动。 2015-4-14
点的振动,临近支点的振动又会引起较远质点
超声检查发展史
超声检查发展史超声检查在医学领域中的应用历史悠久,以下是其发展历程:- 早期探索:1794年,Lazaro Spallanzani 分析了蝙蝠的空间定位机制,认为蝙蝠采用了其他方式而不是视觉进行空间定位。
1880年,Galto创建并生产了能够产生40.000赫兹频率声波的设备。
- 理论研究:1880年,Jacques et Pierre Curie兄弟指出石英晶体的机械振动能够产生电力,这就是压电效应。
他们还发现了逆压电效应,即石英晶体在电荷变化的作用下能够产生振动,形成超声波。
- 回声定位器的发明:1912年,Richardson基于超声波的概念发明了回声定位器,用于导航和检测水中的物体。
- 超声波检测技术的出现:1929年,Sokolov提出了声音传播理论,并在30年代早期开始采用超声波检测金属结构内部的缺陷。
- 医学领域的应用:1937年,Dussig兄弟试图利用超声波显示脑室结构,但由于超声波无法穿透骨质结构,他们的尝试没有成功。
1940年代,Ludwig和Stuthers开始使用脉冲超声波探测胆囊结石。
1956年,Ian Donald在实践中真正使用一维模式(A型超声)来测量胎儿头部的顶叶直径。
- 二维超声成像技术的出现:1958年,Donald 和 Brown发布了女性生殖器肿瘤的超声图像。
同一时期,Brown发明了所谓的“二维复合扫描仪”,使检查者能够观察分析组织的密度。
- 现代发展:1942年,奥地利医生首创性地将穿透式超声成像应用于人类颅脑诊断中,这是医学超声成像领域的一个里程碑。
此后,随着超声理论研究的深入,不同的超声成像方法不断涌现,并走向商业化应用。
如今,超声检查已经成为一种广泛应用的医学诊断技术,为患者提供了更加准确和便捷的诊断方式。
超声波发展背景
超声波发展背景超声波是一种高频声波,其频率超过人类听觉范围的上限20kHz。
超声波的发展背景可以追溯到19世纪,当时科学家们开始研究声波的传播和特性。
以下是超声波发展的重要里程碑和应用领域的介绍。
1. 里程碑事件1.1 19世纪末:法国物理学家皮埃尔·居里和雅克·居里发现了压电效应,这是超声波技术的基础。
压电晶体在电场刺激下会产生机械振动,从而产生超声波。
1.2 1917年:德国物理学家康拉德·鲍尔发明了第一个超声波发生器。
他使用压电晶体和电磁振荡器产生了超声波。
1.3 1942年:美国物理学家伊万·道尔和霍夫曼发明了第一个超声波显像设备,用于医学诊断。
这一发明开创了超声波在医学领域的应用。
1.4 1950年代:超声波开始在工业领域得到广泛应用,用于检测材料的缺陷、测量流体流速等。
1.5 1960年代:超声波开始在海洋领域应用,用于测量海洋深度、探测鱼群等。
1.6 1970年代:超声波开始在食品加工和清洗领域应用,用于杀菌、清洗和加工食品。
1.7 1980年代:超声波开始在环境保护领域应用,用于水质监测、废水处理等。
1.8 1990年代:超声波开始在汽车工业领域应用,用于检测零部件的缺陷、测量液体水平等。
1.9 2000年代:超声波开始在无损检测领域得到广泛应用,用于检测材料的裂纹、腐蚀等。
2. 应用领域2.1 医学诊断:超声波成像技术在医学领域被广泛应用于检测和诊断。
它可以用于检查胎儿发育、器官病变、血流速度等。
2.2 工业无损检测:超声波可以用于检测材料的缺陷、裂纹、腐蚀等,广泛应用于航空、航天、汽车、电子等行业。
2.3 海洋探测:超声波可以用于测量海洋深度、探测鱼群、探测水下障碍物等,对海洋研究和海洋资源开辟具有重要意义。
2.4 食品加工和清洗:超声波可以用于杀菌、清洗和加工食品,提高食品的质量和安全性。
2.5 环境监测:超声波可以用于水质监测、废水处理等,匡助保护环境和改善生态。
超声医学历史
超声医学历史
超声医学是一种非侵入性的医疗技术,可以通过声波来有效地诊断和治疗许多疾病。
其历史可以追溯到会议世纪初期,当时科学家们开始使用声波来探测深海潜水艇。
1942年,埃及医生Kurz传导声波来检查人体器官,这是超声医学的开端。
在1950年代,通过使用越来越先进的电子学技术和声波发射器,超声医学在医学领域逐渐得到应用。
超声波传输到人体内部后经过反射和散射,进而产生影像,医生可以利用这些影像来检查患者的器官和组织。
1960年代,普雷肯医疗公司推出了第一台商业化的超声扫描仪。
之后,随着技术的快速发展和医疗领域对超声医学的需求不断增加,超声扫描技术也在不断改进和进化。
20世纪80年代,三维超声成像技术得到了应用,这为医生提供了更加准确和全面的影像信息。
1990年代后期,超声引导下的介入治疗技术逐渐普及,使得手术更加精准,患者的术后恢复也更快。
今天,超声医学已经成为一种广泛应用的医疗诊断方法,可以用于检查包括心脏,肝脏,肾脏,女性生殖系统,胎儿等在内的各种器官和组织。
同时,超声医学技术也在治疗方面逐步发展,可以用于缓解许多疾病。
总之,超声医学自诞生以来,不断创新,发展壮大,已成为医疗技术中不可或缺的一部分。
它的发展历程也是一个展示人类科技进步和医疗技术革新的强有力证明。
超声波发展背景
超声波发展背景超声波是一种高频声波,其频率超过人类听觉范围的上限(20kHz)。
超声波在许多领域具有广泛的应用,包括医学、工业、军事和科学研究等。
下面将详细介绍超声波的发展背景。
1. 历史背景超声波的研究起源于19世纪,当时科学家们开始探索声波在不同介质中的传播规律。
1877年,法国物理学家皮埃尔·居里发现了压电效应,即某些晶体在受到机械应力时会产生电荷。
这一发现为超声波的研究奠定了基础。
2. 技术发展超声波技术的发展经历了多个阶段。
20世纪初,德国物理学家卡尔·斯普拉格(Karl Sprague)首次使用超声波进行医学影像学研究,他发现超声波可以用于检测人体内部的器官和组织。
此后,医学超声成像技术得到了快速发展,成为一种非侵入性、无辐射的诊断工具。
在工业领域,超声波也有广泛的应用。
20世纪50年代,超声波清洗技术开始被应用于工业清洗领域,取代了传统的化学清洗方法。
超声波清洗具有高效、环保、无需使用有害溶剂等优点,被广泛应用于汽车制造、电子制造、航空航天等行业。
3. 应用领域3.1 医学应用超声波在医学领域有着广泛的应用。
医学超声成像技术可以通过发送超声波脉冲并接收其回波来生成人体内部的影像。
这种非侵入性的检测方法可以用于诊断和监测多种疾病,如肿瘤、心脏病和妊娠等。
此外,超声波还可以用于治疗,如超声波消融术、超声波刀等。
这些治疗方法具有微创性、无辐射、恢复快等优点,被广泛应用于手术和疾病治疗。
3.2 工业应用超声波在工业领域有多种应用。
超声波清洗技术可以用于清洗各种零部件和工件,具有高效、环保、无损伤等优点。
此外,超声波还可以用于焊接、切割、检测和测量等工业过程中。
3.3 科学研究应用超声波在科学研究中也有广泛的应用。
科学家们利用超声波进行材料表征、流体力学研究、生物力学实验等。
超声波可以提供高分辨率的成像和精确的测量,为科学研究提供了重要的工具。
4. 发展趋势随着科学技术的不断进步,超声波技术也在不断发展。
全自动超声检测系统的发展史
100% 90% 80% 70% 60% % POD 50% 40% 30% 20% 10% 0% AUT RT MUT
5道焊缝,每 道焊缝中有 约50个缺陷 。 到目前为止 AUT 检出率 最高。 (注意: AUT 漏检的缺陷 AUT RT NDT Method 都非常小)
1
2
Weld #
3
MUT 4 5
– 分区扫查法 – 双门带状图 – 试块
促进开发Biblioteka 动力是“速度”: 即扫查速度和判 读速度
管线上使用全自动超声波检测系统的历史(3)
关于几家无损检测设备生产商:
– R&D 公司(就是早期的RTD公司); – Shaw Pipelines公司 – Weldsonix公司 和其它公司 – R/D Tech 公司从1993年开始生产全自动超声波检 测系统.
缺陷定量
射线无法定量 全自动超声检测定量的精度可达到一个 区 (约2-3 mm) – 也不是很准确 一般地,分区法会把缺陷量大 1-2个区 理论上相控阵系统可以更准确(分区更 细), 但实际做起来比较难。 总之,超声检测定量有一定的局限性 -> TOFD (衍射时差法)或许能弥补
相控阵系统今后的发展方向
声速、壁厚和温度变化的自动补偿 可以检测横向缺陷 热焊区使用扇型扫查 “真正的”耦合监测 使用多种扫查或复合扫查来改善显示 自动进行校准和缺陷分析 多角度的TOFD
ECA (Engineering
Critical Assessment or Fracture Mechanics)工程临界判别法
管线上使用全自动超声波检测系统的历史(1)
50年代末-60年代初诞生于荷兰 70年代,由于使用了自动焊,提高了对 检测的要求 70年代初, NOVA公司开始使用自动焊,并 投资 R&D公司和 RTD公司进行全自动超 声波检测的开发 80年代出现了点聚焦探头
超声检测发展简史
声学发展简史(2007-05-13 11:03:14)声学是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的物理学分支学科。
媒质包括各种状态的物质,可以是弹性媒质也可以是非弹性媒质;机械波是指质点运动变化的传播现象。
声学发展简史声音是人类最早研究的物理现象之一,声学是经典物理学中历史最悠久,并且当前仍处在前沿地位的唯一的物理学分支学科。
从上古起直到19世纪,人们都是把声音理解为可听声的同义语。
中国先秦时就说“情发于声,声成文谓之音”,“音和乃成乐”。
声、音、乐三者不同,但都指可以听到的现象。
同时又说“凡响曰声”,声引起的感觉(声觉)是响,但也称为声,这与现代对声的定义相同。
西方国家也是如此,英文的的词源来源于希腊文,意思就是“听觉”。
世界上最早的声学研究工作主要在音乐方面。
《吕氏春秋》记载,黄帝令伶伦取竹作律,增损长短成十二律;伏羲作琴,三分损益成十三音。
三分损益法就是把管(笛、箫)加长三分之一或减短三分之一,这样听起来都很和谐,这是最早的声学定律。
传说在古希腊时代,毕达哥拉斯也提出了相似的自然律,只不过是用弦作基础。
1957年在中国河南信阳出土了蟠螭文编钟,它是为纪念晋国于公元前525年与楚作战而铸的。
其音阶完全符合自然律,音色清纯,可以用来演奏现代音乐。
1584年,明朝朱载堉提出了平均律,与当代乐器制造中使用的乐律完全相同,但比西方早提出300年。
古代除了对声传播方式的认识外,对声本质的认识也与今天的完全相同。
在东西方,都认为声音是由物体运动产生的,在空气中以某种方式传到人耳,引起人的听觉。
这种认识现在看起来很简单,但是从古代人们的知识水平来看,却很了不起。
例如,很长时期内,古代人们对日常遇到的光和热就没有正确的认识,一直到牛顿的时代,人们对光的认识还有粒子说和波动说的争执,且粒子说占有优势。
至于热学,“热质”说的影响时间则更长,直到19世纪后期,恩格斯还对它进行过批判。
对声学的系统研究是从17世纪初伽利略研究单摆周期和物体振动开始的。
超声波发展背景
超声波发展背景超声波是一种高频声波,其频率超过人类听觉范围的上限,通常在20 kHz以上。
超声波在物理、医学、工业和科学研究等领域具有广泛的应用。
以下是超声波发展背景的详细介绍。
1. 超声波的起源和发展历史超声波的起源可以追溯到19世纪初,当时科学家们开始研究声波的性质和传播规律。
1831年,法国物理学家皮埃尔·居里发现了压电效应,即某些晶体在受到压力或拉伸时会产生电荷。
这一现象为超声波的产生提供了基础。
随着科学技术的进步,超声波的应用逐渐扩展到各个领域。
在医学方面,20世纪初,人们开始利用超声波进行医学诊断。
1929年,奥地利医生卡尔·德斯特尔利首次利用超声波检测人体内部器官,开创了超声波医学诊断的先河。
2. 超声波的物理特性和传播规律超声波是一种机械波,它的传播需要介质的存在,通常是通过固体、液体或气体传播。
超声波的传播速度取决于介质的密度和弹性模量,通常在1500至5000米/秒之间。
超声波具有穿透力强、反射和散射能力弱等特点。
这使得超声波在医学诊断、材料检测、无损检测等领域具有独特的优势。
此外,超声波还可以通过多普勒效应来测量物体的速度和方向。
3. 超声波在医学领域的应用超声波在医学领域的应用是最为广泛和成熟的。
医学超声波主要用于诊断和治疗。
常见的超声波医学应用包括:- 超声波成像:通过发送超声波脉冲并接收其回波,可以生成人体内部器官的图像,用于诊断疾病和观察器官结构。
- 超声心动图:利用超声波观察和记录心脏的运动和结构,用于评估心脏功能和疾病。
- 超声治疗:通过聚焦超声波的能量,可以破坏肿瘤、消除结石等治疗疾病。
4. 超声波在工业领域的应用超声波在工业领域也有广泛的应用。
以下是一些常见的工业应用:- 材料检测:超声波可以检测材料中的缺陷、裂纹和异物,用于质量控制和无损检测。
- 清洗和去污:超声波震荡可以产生高频振动,用于清洗和去除物体表面的污垢和沉积物。
- 焊接和切割:超声波可以用于金属的焊接和塑料的切割,具有高效、精确的特点。
中国医用超声发展历程
中国医用超声发展历程全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:中国医用超声技术发展的历程可以追溯到上世纪50年代初,当时超声技术正处于起步阶段,应用范围有限。
随着医学技术的不断发展和超声技术的日益完善,中国医用超声领域取得了长足的进步,为医学诊断和治疗提供了重要的帮助。
上世纪50年代初,中国医学界开始引进和应用超声技术。
当时的医用超声设备还比较简单,只能进行一些基本的检查,如腹部超声检查和胎儿超声检查。
这些基础性的工作为未来的发展奠定了基础。
上世纪70年代,中国医用超声技术迎来了重大突破。
当时,中国开始引进国外先进的医用超声设备,开展了更为细致和精密的超声检查。
医用超声成为医学影像学中不可或缺的重要工具,可以用于检查各种器官和组织的病变,帮助医生做出准确的诊断。
上世纪80年代,中国医用超声技术取得了跨越式的发展。
随着计算机技术的不断进步和超声设备的功能不断升级,医用超声成像技术得到了进一步完善。
传统的B超成像被逐渐取代,取而代之的是彩色多普勒超声、动态三维超声等先进成像技术,使得医用超声诊断更加准确和可靠。
21世纪初,中国医用超声技术迎来了新的发展机遇。
随着医学影像学的飞速发展和医疗卫生事业的不断深化,医用超声技术得到了广泛应用。
超声引导下的微创手术技术、超声介入治疗技术等新技术不断涌现,为疾病的诊断和治疗提供了新的途径。
如今,中国医用超声技术已经成为医学影像学中不可或缺的一部分。
无论是临床诊断还是手术治疗,医用超声技术都发挥着不可替代的作用。
在心脏病、胃肠疾病、乳腺疾病等各个领域,医用超声技术都有着重要的应用价值。
未来,随着医学技术的不断提升和超声技术的不断创新,中国医用超声技术将会继续取得更大的发展。
其应用范围将进一步拓宽,技术水平将进一步提升,为医学诊断和治疗带来更多的便利和精准。
中国医用超声技术的发展历程是医学技术进步和医疗卫生事业发展的缩影,也是中国医学技术创新的一部分。
第二篇示例:中国医用超声发展历程超声波技术是一种通过超声波在人体内部产生的图像来诊断疾病的医学影像技术。
超声多普勒发展史略
超声多普勒发展史略一、早期的工作1842年Christian Johann Doppler首先提出光学的多普勒效应,其后Bays Bellot博士将这一原理引入声学领域。
1955年日本学者里村茂夫(Shigeo Satomura)等人用超声多普勒研究心脏的活动与评估外周血管的血流速度。
同期,Lindstrom与Edler也将多普勒用于临床检查。
美国Rushmer, Frankin与Baker等在五十年代后期从事超声多普勒的研究工作。
他们设计成功渡越时间血流计(transit timeflowmeter),推出了最早的连续波多普勒,并进行过动物实验。
1962年日本Kato证实里村所观察到的噪声来自红细胞的后散射(backscatter)。
二、脉冲多普勒为了克服连续多普勒存在的缺陷,Reid、Baker与Watkins等于1966年研制了第一部脉冲多普勒仪(pulsed Doppler equipment)。
其后英国学者PNT Wells (1969),法国学者Peronneau (1969) 也分别建立了类似的选通门多普勒系统(range-gated Doppler system)。
在六十年代,研究人员将这种脉冲多普勒与M型超声心动图相结合,即用M 型曲线进行深度定位,而用多普勒频谱曲线观察血流的变化。
1972年,Johnson及其同事首次发表应用多普勒经皮测量血流,并依据频谱曲线的特点探测有无血流紊乱,这对临床诊断有一定帮助。
为克服探测血流与观察结构所要求的取样线方向的矛盾,1974年华盛顿大学Baker, Tome与Reid等开发了机械旋转式扫描器,成功地研制出双工型脉冲多普勒回声扫描系统(duplex pulse-echo Doppler scanning system)。
Moritz及其同事(1976) 开发了一种“声定位系统(sonic locator system)"。
这两种系统均将机械扇形扫描超声心动图与脉冲多普勒结合起来,以前者进行解剖结构定位,用后者观测各个心腔与大血管内的血流。
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声学发展简史(2007-05-13 11:03:14)声学是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的物理学分支学科。
媒质包括各种状态的物质,可以是弹性媒质也可以是非弹性媒质;机械波是指质点运动变化的传播现象。
声学发展简史声音是人类最早研究的物理现象之一,声学是经典物理学中历史最悠久,并且当前仍处在前沿地位的唯一的物理学分支学科。
从上古起直到19世纪,人们都是把声音理解为可听声的同义语。
中国先秦时就说“情发于声,声成文谓之音”,“音和乃成乐”。
声、音、乐三者不同,但都指可以听到的现象。
同时又说“凡响曰声”,声引起的感觉(声觉)是响,但也称为声,这与现代对声的定义相同。
西方国家也是如此,英文的的词源来源于希腊文,意思就是“听觉”。
世界上最早的声学研究工作主要在音乐方面。
《吕氏春秋》记载,黄帝令伶伦取竹作律,增损长短成十二律;伏羲作琴,三分损益成十三音。
三分损益法就是把管(笛、箫)加长三分之一或减短三分之一,这样听起来都很和谐,这是最早的声学定律。
传说在古希腊时代,毕达哥拉斯也提出了相似的自然律,只不过是用弦作基础。
1957年在中国河南信阳出土了蟠螭文编钟,它是为纪念晋国于公元前525年与楚作战而铸的。
其音阶完全符合自然律,音色清纯,可以用来演奏现代音乐。
1584年,明朝朱载堉提出了平均律,与当代乐器制造中使用的乐律完全相同,但比西方早提出300年。
古代除了对声传播方式的认识外,对声本质的认识也与今天的完全相同。
在东西方,都认为声音是由物体运动产生的,在空气中以某种方式传到人耳,引起人的听觉。
这种认识现在看起来很简单,但是从古代人们的知识水平来看,却很了不起。
例如,很长时期内,古代人们对日常遇到的光和热就没有正确的认识,一直到牛顿的时代,人们对光的认识还有粒子说和波动说的争执,且粒子说占有优势。
至于热学,“热质”说的影响时间则更长,直到19世纪后期,恩格斯还对它进行过批判。
对声学的系统研究是从17世纪初伽利略研究单摆周期和物体振动开始的。
从那时起直到19世纪,几乎所有杰出的物理学家和数学家都对研究物体的振动和声的产生原理作过贡献,而声的传播问题则更早就受到了注意,几乎2000年前,中国和西方就都有人把声的传播与水面波纹相类比。
1635年有人用远地枪声测声速,以后方法又不断改进,到1738年巴黎科学院利用炮声进行测量,测得结果折合为0℃时声速为332米/秒,与目前最准确的数值331.45米/秒只差0.15%,这在当时“声学仪器”只有停表和人耳和情况下,的确是了不起的成绩。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中推理:振动物体要推动邻近媒质,后者又推动它的邻近媒质等等,经过复杂而难懂的推导,求得声速应等于大气压与密度之比的二次方根。
欧拉在1759年根据这个概念提出更清楚的分析方法,求得牛顿的结果。
但是据此算出的声速只有288米/秒,与实验值相差很大。
达朗贝尔于1747年首次导出弦的波动方程,并预言可用于声波。
直到1816年,拉普拉斯指出只有在空气温度不变时,牛顿对声波传导的推导才正确,而实际上在声波传播中空气密度变化很快,不可能是等温过程,而应该是绝热过程。
因此,声速的二次方应是大气压乘以比热容比(定压比热容与定容比热容的比)与密度之比,据此算出声速的理论值与实验值就完全一致了。
直到19世纪末,接收声波的“仪器”还只有人耳。
人耳能听到的最低声强大约是10ˉ12瓦/米2,在1000Hz时,相应的空气质点振动位移大约是10pm(10ˉ11米),只有空气分子直径的十分之一,可见人耳对声的接收确实惊人。
19世纪中就有不少人耳解剖的工作和对人耳功能的探讨,但至今还未能形成完整的听觉理论。
目前对声刺激通过听觉器官、神经系统到达大脑皮层的过程有所了解,但这过程以后大脑皮层如何进行分析、处理、判断还有待进一步研究。
音调与频率的关系明确后,对人耳听觉的频率范围和灵敏度也都有不少的研究。
发现著名的电路定律的欧姆于1843年提出,人耳可把复杂的声音分解为谐波分量,并按分音大小判断音品的理论。
在欧姆声学理论的启发下,人们开展了听觉的声学研究(以后称为生理声学和心理声学),并取得了重要的成果,其中最有名的是亥姆霍兹的《音的感知》。
在封闭空间(如房间、教室、礼堂、剧院等)里面听语言、音乐,效果有的很好,有的很不好,这引起今天所谓建筑声学或室内音质的研究。
但直到1900年赛宾得到他的混响公式,才使建筑声学成为真正的科学。
19世纪及以前两三百年的大量声学研究成果的最后总结者是瑞利,他在1877年出版的两卷《声学原理》中集经典声学的大成,开创了现代声学的先河。
至今,特别是在理论分析工作中,还常引用这两卷巨著。
他开始讨论的电话理论,目前已发展为电声学。
20世纪,由于电子学的发展,使用电声换能器和电子仪器设备,可以产生接收和利用任何频率、任何波形、几乎任何强度的声波,已使声学研究的范围远非昔日可比。
现代声学中最初发展的分支就是建筑声学和电声学以及相应的电声测量。
以后,随着频率范围的扩展,又发展了超声学和次声学;由于手段的改善,进一步研究听觉,发展了生理声学和心理声学;由于对语言和通信广播的研究,发展了语言声学。
在第二次世界大战中,开始把超声广泛地用到水下探测,促使水声学得到很大的发展。
20世纪初以来,特别是20世纪50年代以来,全世界由于工业、交通等事业的巨大发展出现了噪声环境污染问题,而促进了噪声、噪声控制、机械振动和冲击研究的发展高速大功率机械应用日益广泛。
非线性声学受到普遍重视。
此外还有音乐声学、生物声学。
这样,逐渐形成了完整的现代声学体系。
现代声学的内容现代声学研究主要涉及声子的运动、声子和物质的相互作用,以及一些准粒子和电子等微观粒子的特性。
所以声学既有经典性质,也有量子性质。
声学的中心是基础物理声学,它是声学各分支的基础。
声可以说是在物质媒质中的机械辐射,机械辐射的意思是机械扰动在物质中的传播。
人类的活动几乎都与声学有关,从海洋学到语言音乐,从地球到人的大脑,从机械工程到医学,从微观到宏观,都是声学家活动的场所。
声学的边缘科学性质十分明显,边缘科学是科学的生长点,因此有人主张声学是物理学的一个最好的发展方向。
声波在气体和液体中只有纵波。
在固体中除了纵波以外,还可能有横波(质点振动的方向与声波传播的方向垂直),有时还有纵横波。
声波场中质点每秒振动的周数称为频率,单位为赫(Hz)。
现代声学研究的频率范围为万分之一赫兹到十亿赫兹,在空气中可听到声音的声波长为17毫米到17米,在固体中,声波波长的范围更大,比电磁波的波长范围至少大一千倍。
声学频率的范围大致为:可听声的频率为20~20000赫,小于20赫为次声,大于20000赫为超声。
声波的传播与媒质的弹性模量,密度、内耗以及形状大小(产生折射、反射、衍射等)有关。
测量声波传播的特性可以研究媒质的力学性质和几何性质,声学之所以发展成拥有众多分支并且与许多科学、技术和文化艺术有密切关系的学科,原因就在于此。
声行波强度用单位面积内传播的功率(以瓦/米2为单位)表示,但是在声学测量中功率不易直接测量得,所以常用易于测量的声压表示。
在声学中常见的声强范围或声压范围非常大,所以一般用对数表示。
称为声强级或声压级,单位是分贝(dB)。
声学的研究方法与光学研究方法的比较声学分析方法已成为物理学三个重要分析方法(声学方法、光学方法、粒子轰击方法)之一。
声学方法与光学方法(包括电磁波方法)相比有相似处,也有不同处。
相似处是:声波和光波都是波动,使用两种方法时,都运用了波动过程所应服从的一般规律,包括量子概念(声的量子称为声子)。
不同处是:光波是横波,声波在气体中和液体中是纵波,而在固体中有纵波,有横波,还有纵横波、表面波等,情况更为复杂;声波比光波的传播速度小得多;一般物体和材料对光波吸收很大,但对声波却很小,声波在不同媒质的界面上几乎是完全反射。
这些传播性质有时造成结果上的极大差别,例如在普通实验室内很容易验证光波的平方反比定律(光的强度与到光源的距离平方成反比)。
根据能量守恒定律,声波也应满足平方反比定律,但在室内则无法测出。
因为室内各表面对声波来说都是很好的反射面,声速又比较小,声音发出后要反射很多次,在室内往返多次,经过很长时间(称为混响时间)才消失。
任何点的声强都是这些直达声和反射声互相干涉的结果,与距离的关系很复杂。
这就是为什么直到1900年赛宾提出混响理论以前,人们对很多声学现象不能理解的原因。
声学的分支学科与光学相似,在不同的情况,依据其特点,需要运用不同的声学方法进行研究。
波动声学也称物理声学,它是使用波动理论研究声场的学科。
在声波波长与空间或物体的尺度数量级相近时必须用波动声学分析。
其主要内容是研究声的反射、折射、干涉、衍射、驻波、散射等现象。
在封闭空间(例如室内,周围有表面)或半关闭空间(例如在水下或大气中,有上、下界面),反射波的互相干涉要形成一系列的固有振动(称为简正振动方式或简正波)。
简正方式理论是引用量子力学中本征值的概念并加以发展而形成的。
射线声学或称几何声学,它与几何光学相似。
主要是研究波长非常小时,能量沿直线的传播的规律。
即忽略衍射现象,只考虑声线的反射、折射等问题。
这是在许多情况下都很有效的方法。
例如在研究室内反射面、在固体中作无损检测以及在液体中探测等时,都用声线概念。
统计声学主要研究波长非常小,在某一频率范围内简正振动方式很多,频率分布很密时,忽略相位关系,只考虑各简正方式的能量相加关系的问题。
赛宾公式就可用统计声学方法推导。
统计声学方法不限于在关闭或半关闭空间中使用。
在声波传输中,统计能量技术解决很多问题,就是一例。
声学仪器20世纪以前,声源仅限于人声、乐器、音义和哨子。
频率限于可听声范围内,可控制的声强范围也有限。
接收仪器主要是人耳,有时用歌弧、歌焰作定性比较,电话上的接收器和传声器还很简陋,难于用作测试仪器。
20世纪以后,人们把电路理论应用于换能器的设计,把晶体的压电性用于声信号和电信号之间的转换,以后又发展了压电陶瓷、驻极体等,并用电子线路放大和控制电信号,使声的产生和接收几乎不受频率和强度的限制。
近年用半导体薄膜产生超声,用激光轰击金属激发声波等,使声频超过了可听声高限的几亿倍。
次声频率可达每小时一周以下,声强可超过人耳所能接收高强声音的几千万倍。
声功率也可超过人发声的一千亿倍。
声学测量分析仪器也达到了高度准确的程度,以计算机为中心的测试设备可完成多种测试要求,60年代需要几天才能完成的测试分析工作,用现代设备可能只要几秒钟就可以完成,这些手段给声学各分支的发展创造了很好的条件。
利用对声速和声衰减,测量研究物质特性已应用于很广的范围。
目前测出在空气中,实际的吸收系数比19世纪斯托克斯和基尔霍夫根据粘性和热传导推出的经典理论值大得多,在液体中甚至大几千倍、几万倍。