Ультразвук представляет волны продольного вида, которые имеют частоту колебаний более 20 КГц. Это больше частоты колебаний, воспринимаемых человеческим слуховым аппаратом. Человек же может воспринимать частоты, находящиеся в пределах 16-20 КГц, они называются звуковыми. Ультразвуковые волны выглядят как череда сгущений и разряжений вещества или среды. Благодаря их свойствам они находят широкое применение во многих областях.
Что это
В ультразвуковой диапазон попадают частоты, начиная от 20 тысяч и до нескольких миллиардов герц. Это колебания высокой частоты, которые находятся за областью слышимости ухом человека. Однако ультразвуковые волны вполне воспринимают некоторые виды животных. Это дельфины, киты, крысы и другие млекопитающие.
По физическим свойствам ультразвуковые волны являются упругими, поэтому они не имеют отличий от звуковых. В результате разница между звуковыми и ультразвуковыми колебаниями весьма условна, ведь она зависит от субъективного восприятия слуха человека и равняется верхнему уровню слышимого звука.
Но наличие более высоких частот, а значит и небольшой длины волны, придает ультразвуковым колебаниям определенные особенности:
- Ультразвуковые частоты имеют разную скорость перемещения через различные вещества, благодаря чему можно с высокой точностью определять свойство протекающих процессов, удельную тепловую емкость газов, а также характеристики твердого тела.
- Волны значительной интенсивности обладают определенными эффектами, которые подчиняются нелинейной акустике.
- При движении ультразвуковых волн со значительной мощностью в жидкостной среде возникает явление акустической кавитации. Данное явление очень важно, ведь в результате создается поле пузырьков, которые образуются из субмикроскопических частиц газа или пара в водной или иной среде. Они пульсируют с некоторой частотой и захлопываются с огромным локальным давлением. Это создает сферические ударные волны, что ведет к появлению акустических микроскопических потоков. Благодаря использованию этого явления ученые научились очищать загрязненные детали, а также создавать торпеды, которые движутся в воде быстрее скорости звука.
- Ультразвук может быть сфокусирован и сконцентрирован, что позволяет создавать звуковые рисунки. Это свойство с успехом применяется в голографии и звуковом видении.
- Ультразвуковая волна вполне может выступать в качестве дифракционной решетки.
Свойства
Ультразвуковые волны по своим свойствам схожи со звуковыми волнами, однако у них есть и специфические особенности:
- Малая длина волны. Даже для низкой границы длина равняется менее нескольких сантиметров. Такой небольшой размер длины приводит к лучевому характеру перемещения ультразвуковых колебаний. Непосредственно рядом с излучателем волна идет в виде пучка, которая приближается к параметрам излучателя. Однако, оказываясь в условиях неоднородной среды, пучок перемещается как луч света. Он также может отражаться, рассеиваться, преломляться.
- Малый период колебаний, благодаря чему появляется возможность использования ультразвуковых колебаний в виде импульсов.
- Ультразвук нельзя услышать и он не создает раздражающего эффекта.
- При воздействии ультразвуковых колебаний на определенные среды можно добиться получения специфических эффектов. К примеру, можно создать локальный нагрев, дегазацию, обеззаразить среду, кавитацию и многие иные эффекты.
Принцип действия
Для создания ультразвуковых колебаний используются различные устройства:
- Механические, где в качества источника выступает энергия жидкости или газа.
- Электромеханические, где ультразвуковая энергия создается из электрической.
В качестве механических излучателей могут выступать свистки и сирены, работающие с помощью воздуха или жидкости. Они удобны и просты, однако у них есть свои минусы. Так коэффициент полезного действия у них находится в пределах 10-20 процентов. Они создают обширный спектр частот с нестабильной амплитудой и частотой. Это ведет к тому, что такие устройства невозможно использовать в условиях, когда требуется точность. Чаще всего их применяют в качестве средств сигнализации.
Электромеханические устройства используют принцип пьезоэлектрического эффекта. Его особенность в том, что при образовании электрозарядов на гранях кристалла происходит его сжимание и растягивание. В результате создаются колебания с частотой, зависящей от периода смены потенциала на поверхностях кристалла.
Кроме преобразователей, которые базируются на пьезоэлектрическом эффекте, могут применяться и магнитострикционные преобразователи. Они используются для создания мощного ультразвукового пучка. Сердечник, который выполнен из магнитострикционного материала, размещенный в проводящей обмотке, изменяет собственную длину согласно форме электрического сигнала, поступающего на обмотку.
Применение
Ультразвук находит широкое применение в самых разнообразных областях.
Чаще всего его используют в следующих направлениях:
- Получение данных о конкретном веществе.
- Обработка и передача сигналов.
- Воздействие на вещество.
Так при помощи ультразвуковых волн изучают:
- Молекулярные процессы в различных структурах.
- Определение концентрации веществ в растворах.
- Определение, состава, прочностных характеристик материалов и так далее.
В ультразвуковой обработке часто используется метод кавитации:
- Металлизация.
- Ультразвуковая очистка.
- Дегазация жидкостей.
- Диспергирование.
- Получение аэрозолей.
- Ультразвуковая стерилизация.
- Уничтожения микроорганизмов.
- Интенсификация электрохимических процессов.
Воздействием ультразвуковых волн в промышленности производят следующие технологические операции:
- Коагуляция.
- Горение в ультразвуковой среде.
- Сушка.
- Сварка.
В медицине ультразвуковые волны используются в терапии и диагностике. В диагностике задействуют локационные методы с применением импульсного излучения. К ним относятся ультразвуковая кардиография, эхоэнцефалография и ряд иных методов. В терапии ультразвуковые волны применяются в качестве методов, основанных на тепловом и механическом воздействии на ткани. К примеру, довольно часто во время операций используют ультразвуковой скальпель.
Также ультразвуковыми колебаниями проводится:
- Микромассаж структур ткани при помощи вибрации.
- Стимуляция регенерации клеток, а также межклеточного обмена.
- Увеличение проницаемости оболочек тканей.
Ультразвук может действовать на ткани угнетением, стимулированием или разрушением. Все это зависит от применяемой дозы ультразвуковых колебаний и их мощности. Однако не на все области тела человека разрешается использовать такие волны. Так с определенной осторожностью воздействуют на сердечную мышцу и ряд эндокринных органов. На мозг, шейные позвонки, мошонку и ряд иных органов воздействие вовсе не используется.
Ультразвуковые колебания применяются в случаях, когда невозможно использовать рентген в:
- Травматологии используется метод эхографии, который с легкостью обнаруживает внутреннее кровотечение.
- Акушерстве волны применяются для оценки развития плода, а также его параметров.
- Кардиологии они позволяют обследовать сердечнососудистую систему.
Ультразвук в будущем
На текущий момент ультразвук широко применяется в различных областях, но в будущем он найдет еще большее применение. Уже сегодня планируется создание фантастических для сегодняшнего дня устройств.
Современные технологии не стоят на месте. Еще совсем недавно никто и понятия не имел о наличии ультразвуковых волн с практически неограниченным спектром применения. В наше же время применение ультразвукового аппарата распространено не только в медицине, но и в косметологии. Кроме того, этот прибор может стать незаменимым в быту и хозяйстве! Но обо всем по порядку.
Принцип действия
Как же работает это устройство? Почему благодаря аппарату ультразвуковой терапии врач может увидеть изображение определенного органа, а косметолог провести чистку лица и улучшить кровообращение в капиллярах кожи?
Работа УЗИ-аппарата основана на создании ультразвуковой волны, колеблющейся с частотой 1-25 МГц. Когда эта волна ультразвука попадает на различные органы и ткани, каждая отдельная клетка отражает ее по-своему, передавая сигнал обратно к датчику, после чего происходит его трансляция на монитор аппарата. Именно на этом принципе действия основано его применение в медицине.
В косметологии же используется не отражающая способность тканей, а возможность ультразвука своими колебаниями буквально проталкивать в кожу необходимые вещества. Перед проведением процедуры на кожу мажется специальный крем-гель, который очищает поры под действием ультразвуковой волны.
В видео подробно описывается принцип действия и история открытия ультразвука.
Применение в быту
Ультразвук широко используется в быту в наши дни, заменяя привычные нам химические отпугиватели грызунов. Ультразвук от мышей — инновационное средство, которое позволяет очистить дом от них раз и навсегда. Волны, вырабатываемые прибором, нарушают действие нервной системы грызунов, вызывая страх и тревожные ощущения. Поэтому мыши обходят стороной жилища с такими приборами.
Существует множество различных моделей этого аппарата, самый высокоэффективные модели, согласно отзывам в интернете, "ГРАД А-500", "ТОРНАДО 400", "ЭКОСНАЙПЕР LS 927M", "ГРАД А-1000 ПРО+", "ТОРНАДО 300".
Эти аппараты не только эффективны, но и бесшумны в работе, а дополнительное преимущество прибора "ГРАД А-1000 ПРО+" — отпугивание не только грызунов, но и комаров, мух и тараканов.
Применение в медицине
Наиболее широкое распространение ультразвуковой аппарат приобрел именно в сфере диагностики. Метод УЗИ-диагностики является высокоинформативным и позволяет получить следующие данные:
- локализацию патологического процесса;
- размеры органа или чужеродного образования;
- толщину стенки органа;
- контуры органа или патологического образования;
- расположение относительно других органов;
- наличие или отсутствие жидкости в полостях;
- плотность тканей или, на языке УЗИ-диагностики, эхоструктуру.
Применение в косметологии
Ультразвуковой аппарат для лица представляет собой устройство намного меньших размеров, чем применяемый в медицине. Он помещается в руке и имеет небольшой вес, чтобы не вызывать утомление рук косметолога. Ультразвуковые волны отбиваются от небольшой металлической пластины, расположенной на конце прибора. Они вбивают средство, нанесенное предварительно на лицо, очищая поры, отшелушивая ороговевшие клетки. Также он улучшает кровообращение в капиллярах и отток лимфы от кожи, повышая интенсивность обменных процессов и омолаживая.
Основные эффекты
Ультразвуковой аппарат обеспечивает комплексное воздействие на кожу лица, а именно:
- интенсивное очищение;
- пилинг, что позволяет организму избавиться от ороговевшего эпителия и микрочастиц грязи;
- массаж, повышающий регенерацию клеток;
- бактерицидный эффект, который заключается в уничтожении бактерий и микроорганизмов, находящихся на коже лица.
Обратите внимание! При появлении неприятных ощущений на коже лица нужно уменьшить частоту ультразвука или увеличить количество нанесенного на лицо геля.
Как выбрать ультразвуковой скрабер
УЗ-оборудование для чистки лица является чрезвычайно востребованным продуктом на бьюти-рынке благодаря высокому спросу на него. Ведь очищение кожи при помощи аппарата ультразвуковой терапии является едва ли не самой распространенной процедурой в косметологии.
Именно с высоким спросом связано такое обилие УЗ-аппаратов на рынке. Каждый из них имеет свои особенности и нюансы применения. Однако в целом различают два основных вида аппаратов: портативный и стационарный. Стационарный является более эффективным и дает более глубокое очищение, он ориентирован на профессиональные салоны и имеет более высокую стоимость. Портативный же дешевле и больше подходит для домашнего использования.
Что говорят в интернете
Отзывы на ультразвуковой аппарат для чистки лица довольно однозначны. Люди довольны его использованием и приравнивают чистку в домашних условиях к чистке в профессиональном салоне.
Вот какие отзывы оставляют покупатели об ультразвуковом массажере-очистителе FASS2-NC. Они пишут, что прибор прекрасно чистит лицо, очищение можно даже сравнить с салонным, кожа лица очистилась, а цвет стал более ровным. Эффект еще лучше, если перед применением скрабера распарить кожу. Прибор просто супер, кожа дышит, эффект налицо. Очень прост в использовании, подробная инструкция прилагается.
Противопоказания
Какими бы уникальными свойствами ни обладал ультразвук для очищения кожи лица, существует ряд противопоказаний к его применению:
- период беременности и кормления ребенка грудью;
- наличие острых инфекционных болезней;
- повышенное артериальное давления;
- эндокринологические заболевания (сахарный диабет, проблемы с щитовидной железой);
- наличие новообразований;
- возраст менее 18 лет.
Также не стоит проводить данную процедуру при поверхностном расположении капилляров лица, то есть очень близко к коже, поскольку ультразвук может вызвать их повреждение и появление мелких геморрагических высыпаний.
Ценовой диапазон
Цены на ультразвуковой аппарат варьируются в зависимости от области его применения, от того, рассчитан ли прибор на профессиональное либо же на домашнее применение.
Цены на аппарат, используемый в быту для отпугивания мышей, колеблются от 1900 рублей до 5290 рублей за "ГРАД А-1000 ПРО+". Как правило, приборы с ультразвуковым диапазоном, способным отпугнуть только грызунов, стоят в районе 2000 рублей, а ультразвук от мышей с более широким диапазоном и несколькими режимами против мышей, комаров, мух и тараканов, как "ГРАД А-1000 ПРО+", стоят от 5000 рублей.
Наиболее высокой является стоимость УЗ-аппаратов, применяемых в диагностической медицине. Поскольку используется он лишь врачами-диагностами в частных и государственных учреждениях, закупают его за деньги больницы или государственного бюджета. Таким образом, цена на это устройство доходит до 20 млн рублей.
Если же вы решили купить ультразвук для чистки лица, необходимо помнить, что стоимость портативного аппарата ниже, ведь он рассчитан на применение в домашних условиях. Средняя стоимость 18000 — 25000 рублей. Цены же на профессиональный стационарный аппарат начинаются от 200 000 рублей и могут доходить до 500 000 рублей в зависимости от фирмы-производителя и количества режимов. Такие УЗ-аппараты применяются косметологами для процедур чистки лица.
Ультразвуковой аппарат действительно широко применяется в наши дни во многих сферах жизни. Но очень важно перед его покупкой и применением ознакомиться со всеми плюсами и минусами конкретного устройства, чтобы добиться максимального результата с минимальным вредом для здоровья и наименьшими затратами!
В последние годы резко возросло применение ультразвуковых приборов для защиты от грызунов, насекомых, собак , птиц и других животных. Преимущества этого способа очевидно:
Ежегодно появляются новые разработки в этой области и как следствие, расширяется рынок предлагаемых приборов.
Большинство таких отпугивателей воздействуют ультразвуком на нервную систему животных. Как показывает опыт, длительное нахождение животных в ультразвуковом поле вызывает у них дискомфорт и заставляет покинуть защищаемую зону. Например, мыши и крысы, у которых в защищаемой зоне имеются норы, источники еды и питья, покидают эту зону в течение 2-3 недель.
Учитывая, что люди также являются млекопитающими, возникает вопрос как влияет ультразвук на людей и как правильно выбрать прибор, чтобы не нанести вред своему здоровью и здоровью членов вашей семьи. Основными характеристиками предлагаемых приборов являются уровни ультразвукового сигнала и диапазоны частот, в которых они работают.
Допустимые для человека уровни ультразвука на различных частотах установлены Межгосударственными санитарными правилами и нормами МСанПиН 001-96 «Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях».
Как же сориентироваться покупателю, который решил приобрести ультразвуковой прибор? Ведь он не имеет возможности произвести измерения уровня ультразвука.
Правила выбора отпугивателей грызунов
Тем не менее, если руководствоваться простыми правилами, можно легко выбрать нужный Вам прибор:
- Не поддавайтесь на рекламу, где говорится, что данный прибор самый мощный. Вам, как правило, он не нужен. Ультразвук практически не распространяется через стены, поэтому выбирайте прибор, который рассчитан на площадь Вашей комнаты. Если у Вас несколько помещений, то приобретайте по одному прибору на каждое помещение в соответствии с его площадью. Если прибор предназначен для защиты помещения до 500 или 1000 м 2 , а у Вас комната 20 м 2 , не стоит его устанавливать. Вы рискуете своим здоровьем и к тому же переплачиваете.
- Приборы, которые питаются от батареек, не могут давать высокий уровень ультразвука, так как потребляемая ими мощность мала. Поэтому их можно использовать без опаски.
- В инструкциях на приборы, которые питаются от сети и по которым заявленная защищаемая площадь превосходит 250 м 2 , должна содержаться информация по ограничениям их использования в присутствии людей в наиболее мощных режимах.
Разумеется, если Вы собираетесь использовать прибор там, где не будут постоянно находиться люди, например на складах, в технических помещениях или на улице, можно применять практически любое оборудование.
Выбор на примере WK отпугивателей
Рассмотрим как правильно выбрать защиту от грызунов на примере приборов серии WK, которые благодаря их высокой эффективности и надёжности являются одними из наиболее популярных в большинстве европейских стран. Эти приборы были разработаны в США более 10 лет назад и прошли испытания по безопасности как за рубежом так и в лабораторном центре Госсанэпидемнадзора. Основываясь на этих измерениях можно дать следующие рекомендации по выбору прибора для конкретных ситуаций.