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Ultrasonidos
Los ultrasonidos son ondas sonoras con frecuencias superiores al límite superior audible del oído humano. Los ultrasonidos no se diferencian del sonido “normal” (audible) en sus propiedades físicas, salvo que el ser humano no puede oírlos. Este límite varía de una persona a otra y es de aproximadamente 20 kilohercios (20.000 hercios) en adultos jóvenes sanos. Los aparatos de ultrasonidos funcionan con frecuencias que van desde los 20 kHz hasta varios gigahercios.
Los ultrasonidos se utilizan en muchos campos diferentes. Los dispositivos de ultrasonidos se utilizan para detectar objetos y medir distancias. Las imágenes por ultrasonidos o la ecografía se utilizan a menudo en medicina. En los ensayos no destructivos de productos y estructuras, los ultrasonidos se utilizan para detectar defectos invisibles. En la industria, los ultrasonidos se utilizan para limpiar, mezclar y acelerar procesos químicos. Animales como los murciélagos y las marsopas utilizan los ultrasonidos para localizar presas y obstáculos[1].
La acústica, la ciencia del sonido, se remonta a Pitágoras en el siglo VI a.C., que escribió sobre las propiedades matemáticas de los instrumentos de cuerda. Lazzaro Spallanzani descubrió la ecolocalización en los murciélagos en 1794, cuando demostró que los murciélagos cazaban y navegaban por medio de sonidos inaudibles, no por la visión. En 1893, Francis Galton inventó el silbato Galton, un silbato ajustable que producía ultrasonidos y que utilizó para medir el rango de audición de los seres humanos y otros animales, demostrando que muchos animales podían oír sonidos por encima del rango de audición de los seres humanos. La primera aplicación tecnológica de los ultrasonidos fue un intento de detectar submarinos por parte de Paul Langevin en 1917. El efecto piezoeléctrico, descubierto por Jacques y Pierre Curie en 1880, fue útil en transductores para generar y detectar ondas ultrasónicas en el aire y el agua[2].
Sensor ultrasónico
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Los transductores ultrasónicos y los sensores ultrasónicos son dispositivos que generan o detectan energía ultrasónica. Pueden dividirse en tres grandes categorías: transmisores, receptores y transceptores. Los transmisores convierten las señales eléctricas en ultrasonidos, los receptores convierten los ultrasonidos en señales eléctricas y los transceptores pueden transmitir y recibir ultrasonidos.
Los ultrasonidos pueden utilizarse para medir la velocidad y la dirección del viento (anemómetro), el nivel de los fluidos en los depósitos o canales y la velocidad en el aire o el agua. Para medir la velocidad o la dirección, un dispositivo utiliza múltiples detectores y calcula la velocidad a partir de las distancias relativas a las partículas en el aire o el agua. Para medir el nivel del líquido del tanque o del canal, y también el nivel del mar (mareógrafo), el sensor mide la distancia (alcance) a la superficie del fluido. Otras aplicaciones son: humidificadores, sonar, ultrasonografía médica, alarmas antirrobo, ensayos no destructivos y carga inalámbrica.
Frecuencia de los ultrasonidos
¿Cómo funciona un limpiador por ultrasonidos? La limpieza por ultrasonidos funciona mediante ondas sonoras de alta frecuencia transmitidas a través del líquido para limpiar la superficie de las piezas sumergidas. Las ondas sonoras de alta frecuencia, normalmente de 40 kHz, agitan la solución líquida de agua o disolvente y provocan la cavitación de las moléculas de la solución.
Piense en las burbujas. Las “burbujas” de cavitación se forman cuando la energía sónica crea un vacío (o cavidad) que queda atrapado como burbuja en una solución líquida de agua o disolvente. Estas burbujas microscópicas implosionan con tal fuerza que los contaminantes adheridos a las superficies se desprenden. Las máquinas de limpieza por ultrasonidos limpian las superficies mediante implosiones de burbujas diminutas.
La limpieza por ultrasonidos es adecuada para limpiar una gran variedad de materiales, como metales, vidrio, caucho, cerámica y algunos plásticos duros. La limpieza por ultrasonidos es especialmente útil para eliminar los contaminantes fuertemente adheridos de artículos intrincados con agujeros ciegos, grietas y recovecos. Algunos ejemplos de contaminantes que se eliminan mediante la limpieza por ultrasonidos son el polvo, la suciedad, el aceite, la grasa, los pigmentos, los agentes fundentes, las huellas dactilares y el compuesto de pulido.
Máquina de ultrasonidos
El ecógrafo dirige ondas sonoras de alta frecuencia hacia las estructuras internas del cuerpo que se examinan. Los sonidos reflejados, o ecos, se registran para crear una imagen que puede verse en un monitor. Las ondas sonoras se emiten y reciben desde una pequeña sonda manual. La alta frecuencia del sonido hace que el oído humano no pueda oírlo, por lo que se denomina ecografía.
La ecografía suele ser no invasiva (se realiza desde fuera del cuerpo). Sin embargo, algunas exploraciones se realizan con una sonda especial que se introduce en la vagina de la persona (para algunos exámenes obstétricos o pélvicos), en el recto (para algunos exámenes de próstata) o en el esófago (para algunos exámenes cardíacos). A veces, los médicos utilizan la ecografía para controlar y guiar procedimientos invasivos, como una biopsia de mama o de la glándula tiroides. Diferentes usos de las ecografías Los médicos suelen utilizar la ecografía para procedimientos como: Problemas médicos y ecografías Algunas ecografías requieren una preparación especial de antemano, como: Deberá preguntar a su médico o al departamento de ecografía si necesita hacer alguna preparación especial antes de la exploración. Procedimiento de la ecografía Si le van a hacer una ecografía de la parte superior del abdomen, tendrá que tumbarse en una mesa o cama de exploración. El técnico de ultrasonidos, conocido como ecografista, le pondrá un poco de gel en la piel para que haya un mejor contacto entre su cuerpo y la sonda de ultrasonidos. A continuación, colocará la sonda manual en su piel por encima de la zona del cuerpo, órgano o tejido que se va a estudiar.