Vad är en ultraljudssond?

En ultraljudssond är en typ av sensor som använder ultraljud, som hänvisar till ljud vid frekvenser högre än det mänskliga örat kan upptäcka.På grund av öratstrukturen kan en frisk ung vuxen människa uppfatta ljud med frekvenser på upp till cirka 20 kilohertz (KHz), även om den exakta tröskeln varierar från person till person.Ultraljud är användbart eftersom det kan tränga igenom ett medium, till exempel en persons kropp, och ge information om mediernas interna struktur.Ultraljudssonder används för ett antal olika områden, till exempel diagnostisk avbildning inom medicin och kvalitetstest i industrin.

När en ljudvåg passerar från ett material till ett annat material med en annan densitet, återspeglas en del av ljudet tillbaka.Genom att mäta de exakta tiderna vid vilka ljudvågor från ultraljudssonden ekar tillbaka, kan sonden bestämma djupet för olika material inom vad som skannas.Frekvenserna som används av en ultraljudssond kan variera enormt beroende på dess tillämpning, allt från så lågt som 50 kHz till så höga som 50 megahertz.

Den mest kända användningen av ultraljud är inom medicin.En ultraljudssond kan producera bilder av inre strukturer, såsom muskler och mjukvävnad, såväl som organens struktur.Detta kan användas vid diagnos av en patient för att undersöka vävnader och organ för skador eller avvikelser, för att upptäcka artärernas tillstånd och blodflödet genom dem och för att identifiera strukturer som tumörer och njursten.Ultraljud används också ofta för att producera bilder av ett foster medan det är i livmodern.I många situationer föredras ultraljud framför andra metoder eftersom det är ett icke-invasivt sätt att se insidan av kroppen som inte involverar elektromagnetisk strålning och inte skapar risken för kromosomskador som utgörs av undersökningsmetoder som röntgenstrålar.

En ultraljudssond har vissa nackdelar.Ultraljud kan ge bilder av den yttre ytan på benen, men ultraljudsvågor tränger inte igenom benet väl och är därför inte särskilt effektiva som ett sätt att undersöka benens inre eller undersöka hjärnan genom skallen.Ultraljudsvågor förökar inte heller bra genom gas.Detta gör ultraljudsavbildning av lungorna nästan omöjliga, med mycket begränsade undantag, och hindrar i hög grad ultraljudsavbildning av bukspottkörteln på grund av störningar orsakade av gas i den närliggande gastrointestinala kanalen.Ultraljud har också begränsad penetration, vilket kan göra ultraljudsavbildning problematisk när man försöker undersöka djupt i kroppen eller när en patient är betydligt överviktig.

Ultraljud används också för industriell testning.I likhet med ultraljud i medicinen kan en ultraljudssond användas för att ge avbildning av en föremål inre struktur.Detta är en extremt värdefull förmåga eftersom den kan identifiera interna avvikelser och defekter som skulle vara osynliga för en yttre inspektion.Det kan också avslöja ett materialmikrostrukturella egenskaper, såsom kornstorlek och porositet, och ge information om materialmekaniska egenskaper.

Industriell ultraljud används oftast för metaller och metalllegeringar, även om det också kan appliceras på andra material, sådanasom keramik.Det används ofta för att kontrollera tillverkade objekt för tillverkningsfel och för att kontrollera utrustning för skador som lidits av mekanisk stress, korrosion eller andra källor under användning.Användningen av ultraljudssonder för testning är extremt vanligt inom transportrelaterade industrier, såsom järnvägar och flyg- och rymd, där subtila tillverkningsfel eller ackumulerade mikrostrukturella skador på material kan få katastrofala konsekvenser om det är obemärkt.