Ultrazvuková sonda je typ senzoru, který používá ultrazvuk, který odkazuje na zvuky na frekvencích vyšších, než dokáže lidské ucho detekovat. Díky struktuře ucha může zdravý mladý dospělý člověk vnímat zvuky s frekvencemi až asi 20 kilohertz (kHz), i když přesný práh se liší od osoby k člověku. Ultrazvuk je užitečný, protože může pronikat skrz médium, jako je tělo člověka, a poskytovat informace o jeho vnitřní struktuře. Ultrazvukové sondy se používají pro řadu různých oblastí, jako je diagnostické zobrazování v medicíně a testování kvality v průmyslu.
Když zvuková vlna přechází z jednoho materiálu na jiný materiál s odlišnou hustotou, část zvuku se odráží zpět. Měřením přesných časů, ve kterých se zvukové vlny z ultrazvukové sondy ozvěnou zpět, může sonda určit hloubku různých materiálů v čemkoli, co je skenováno. Frekvence používané ultrazvukovou sondou se mohou velmi lišit v závislosti na jejím použití, od 50 kHz až po 50 megahertzů.
Nejznámější použití ultrazvuku je v medicíně. Ultrazvuková sonda může vytvářet obrazy vnitřních struktur, jako jsou svaly a měkké tkáně, jakož i struktury orgánů. To lze použít při diagnostice pacienta k vyšetření tkání a orgánů na poškození nebo abnormality, k detekci stavu tepen a průtoku krve skrz ně a k identifikaci struktur, jako jsou nádory a ledvinové kameny. Ultrazvuk se také často používá k vytváření snímků plodu, zatímco je v děloze. V mnoha situacích je ultrazvuk upřednostňován před jinými metodami, protože je to neinvazivní způsob, jak vidět vnitřek těla, který nezahrnuje elektromagnetické záření, a tak nevytváří riziko poškození chromozomů způsobené vyšetřovacími metodami, jako jsou rentgenové paprsky. .
Ultrazvuková sonda má některé nevýhody. Ultrazvuk může poskytnout obraz vnějšího povrchu kostí, ale ultrazvukové vlny nepronikají dobře do kosti, a proto nejsou příliš účinné jako způsob zkoumání vnitřku kostí nebo zkoumání mozku lebkou. Ultrazvukové vlny také dobře nešíří plyn. Díky tomu je ultrazvukové zobrazení plic téměř nemožné, s velmi omezenými výjimkami, a značně brání ultrazvukovému zobrazování slinivky břišní v důsledku interference způsobené plynem v blízkém gastrointestinálním traktu. Ultrazvuk má také omezenou penetraci, což může způsobit ultrazvukové zobrazování problematickým při pokusu o sondu hluboko v těle nebo když je pacient výrazně nadváhu.
Ultrazvuk se také používá pro průmyslové testování. Podobně jako ultrazvuk v medicíně, ultrazvuková sonda může být použita k zajištění zobrazení vnitřní struktury objektu. To je mimořádně cenná schopnost, protože dokáže identifikovat vnitřní abnormality a vady, které by byly při vnější kontrole neviditelné. Může také odhalit mikrostrukturální vlastnosti materiálu, jako je velikost zrn a pórovitost, a poskytnout informace o mechanických vlastnostech materiálu.
Průmyslový ultrazvuk se nejčastěji používá pro kovy a slitiny kovů, ale lze jej také použít na jiné materiály, jako je keramika. Běžně se používá ke kontrole výrobních předmětů na výrobní vady a ke kontrole zařízení na poškození způsobené mechanickým namáháním, korozí nebo jinými zdroji během používání. Použití ultrazvukových sond pro testování je velmi běžné v průmyslových odvětvích souvisejících s dopravou, jako jsou železnice a letectví, kde jemné výrobní závady nebo nahromaděné mikrostrukturální poškození materiálů může mít katastrofické následky, pokud si to nevšimnou.
