人类怎么测得的超声波

1. 人用哨子能不能吹出超声波

普通的哨子肯定不行。
超声波的定义就是按照人耳的听觉范围确定的。所以即使有超声波产生，你也听不到。
实际上是有通过人口吹东西产生超声波的装置的，不过比较少见。

如何鉴别是否有超声波呢？因为自然界中的声波大都不纯，也就是说声波一般频率一般有一个较宽的带宽，所以超声波常常伴随有位于人耳听力范围的，频率较高的声音。例如用超声波乳化液体的装置，工作时会有刺耳的声音，凡是你能听到的就不是超声波，所以这些应该就是超声波带宽较宽，落入人耳听力范围的声波。

这样看来，跟飞机起飞，指甲刮黑板等声音相比，哨子的声音其实很不刺耳，所以它没有超声波产生。

2. 怎么检测到超声波，有什么仪器可以检测到超声波存在吗

超声波清洗机作为工业重要清洗设备，其清洗效率和清洗效果成为人们重点关注之事。如果工件清洗效果不佳，将影响工件的二次加工，因此，人们需研究出可监控超声波清洗机清洗效果的方法，确保工件清洗效果良好。根据我国专家的研究，可采用毛玻璃片法、铝箔测试法和超声能量瓶检测法检测工件的清洗效果。

在运用铝箔测试法监测超声波清洗机清洗效果时发现，10μm的铝箔纸在测试时受损较为严重，无法判断清洗效果，而其他厚度的铝箔测试的合格率差距相对较小。通过监测试验发现，厚度超过20μm的铝箔纸作为检测工具时，清洗效果更加明显，监测起来也更加方便。运用毛玻璃片或超声能量瓶监测超声波清洗机清洗效果时发现，监测物品大小并不影响监测效果，但放置的位置会有一定影响。为了确保监测的准确性，需要分别根据清洗时间、清洗温度和清洗频率设计不同的试验组，且每组的试验数量都达到相关要求。

人们同时使用三种方法监测超声波清洗机清洗效果时发现，铝箔测试法和超声能量瓶检测法的监测合格率明显低于毛玻璃片法，监测的结果更为准确。由此可见，铝箔测试法和超声能量瓶检测法更加适合于监测超声波清洗机的清洗效果，如果条件不允许，人们再退而求其次地选择毛玻璃片法，并且将毛玻璃片竖放于清洗机的四角位置，提高监测的难度。

3. 医学超声成像原理

我总结一下医学超声成像的原理

超声波成像需要三个步骤：发射声波，接受反射声波，以及信号分析处理得到图像。

超声波探头是通过压电陶瓷换能器发射超声波，不同的探头能够发射的声波频率不同。医学超声波频率一般是2-13MHz，声波频率越高，衍射越弱，成像分别率越高；但与此同时，频率越高，声波衰减也越快，穿透深度就小。因此，我们在探测心脏的时候，只能用频率较低的声波，否则探测的深度不够，虽然成像效果差一些；而在探测颈动脉、股动脉等表皮下方的血管时，就用频率高的声波，成像好清晰许多。实验中，我们采用的心脏探头为2-4MHz，血管探头为10MHz。

接收反射波的依旧是同一个超声波探头，压电陶瓷换能器将声波信号转换成电信号，之后电脑上的系统进行信号处理成像。

B型超声波显示的是探头面向的组织切面的二维灰度图。我们知道确定二维灰度图上的每个点需要3个信息，横坐标、纵坐标和灰度。这些是怎么得到的呢？由于超声波在人体内接触到组织会反射，不同的组织声阻抗不同，根据接收到的回波反射率计算得到声阻抗，对应于图上的灰度（如血管壁的组织声阻抗差不多，在图像上的灰度就差不多，就能看出来是血管的形状）。假设探头是一维的，那么探头上每一个探针的位置就对应一个横坐标。纵坐标是由发射和接收声波的时间差决定的，假设声波在人体中传播速度相同，那么时间越长表示反射组织的位置越深。最后由得到的灰度图，可以看到组织轮廓，并可以进行测量，如血管直径，面积等等。

当然，具体的成像过程远远比这个复杂，因为B超是实时的，如何区分发射波、反射波、如何去除噪音，放大信号，信号处理非常复杂，我也不清楚。但以上简单的描述，已经足够我们大致了解成像的过程。

多普勒效应我们中学物理都学过，无论是发射者还是接收者相对声波传播介质运动，都会引起观察到的声波频率的变化。

利用多普勒效应测量血流速度如下图，探头发射声波的方向和血流方向的夹角为 \theta，发射声波频率为 f_0，反射声波频率为 f'，多普勒频率也就是频移为f_D，声波在人体组织中传播速度为c，血流速度为v

则由多普勒频率可以计算得到血流速度，公式如下

它的推导过程主要就是套两次多普勒效应公式，发射时认为接收者（血液）相对声波介质（人体组织）运动，而回收时认为发射者（血液反射声波）相对介质运动。然后相加项近似两个频率不变得到分母的2f_0。

之前做彩超检查子宫，我就问给我检查的护士姐姐啥是彩色超声波，因为我发现无论是检查结果还是他们的显示屏都是黑乎乎的，完全不知道彩色在哪里。

彩超相比于B超，通过多普勒效应测量血流的速度，并在图像中通过着色来表出来。所以这个彩色并不是直接反应人体组织颜色的，颇令人失望。一般来讲，图像中红色表示血流方向是迎面而来，而蓝色表示血流方向是离你而去。同时，颜色越深表示血流速度越快。

脉冲多普勒的原理不太懂，网上查了一下彩色多普勒和脉冲多普勒的区别，大概是方法不太一样，也有各自的优缺点。实验时，我们通过脉冲多普勒得到血流速度的频谱，也就是血路速度随时间的变化图（波形图），不是人体组织的成像图。通过测量两个血流速度脉冲之间的水平距离（时间差），就可以计算得到心率，如果在彩色多普勒图像（B型超声图像也行）测量血管的直径，进而计算出血管的面积，再乘以血流速度的波形图一个周期内曲线下方的面积（积分），就可以得到血流量（一分钟内流过的血流体积）

下图就是我的颈动脉彩色多普勒成像（上部分），和脉冲多普勒成像（下部分），并且测量了血流速度的峰值、心率（2倍心率）、血管直径和血流量（VolFlow）等信息

总结起来，医学超声仪器的物理原理：用压电换能器发射和接收超声波，通过反射率、接收时间、探针位置得到组织轮廓成像，通过多普勒效应测量血流速度。B超成像是二维的灰度图，反应组织轮廓，彩超是二维灰度图上加了血流速度的信息，脉冲多普勒得到的是血流速度随时间的变化波形。

想起来一个有趣的地方，用脉冲多普勒的时候，仪器会发出跳动的声音，无论是测量血管还是心脏。我不知道这个声音，是我心跳或者血流脉冲声音的放大，还是仪器自带的声音，配合我心跳的跳动而播放。

一些自问自答 ：

1.血流速度怎么测量：多普勒效应

2.血流量怎么得到：血管面积乘以血流速度的积分

3.心率怎么得到：脉冲多普勒中，两次血流量最大值的之间间隔为周期

4.心脏容积怎么得到：描迹自动求面积

5.血管面积怎么得到：描迹或者测量血管半径

6.心功能怎么得到：心收缩和心舒张的左心室心脏容量的比值

7.彩色多普勒和脉冲多普勒的区别：一个是二维成像图、一个是频谱

参考资料：

1. 维基网络：医学超声检查

相关文章

我写了几篇博客来介绍和记录我们的四级物理实验： 用医学超声仪器研究运动对人体血流分布的影响

① 为什么在校医院做大物四级实验

② 医学超声成像原理

③ 运动对血流分布的影响 实验设计

④ 运动对人体血流分布的影响 实验结果

4. 怎么检测到超声波，有什么仪器可以检测到超声波存在吗

示波器可以检测到。超声波发射的方向性很强。能量集中，波形为正弦波。稍微好点的频率表或者示波器都能感应到。

示波器容易买到，您到电子市场去看看，或者直接到网上采购（阿里巴巴）。

如果您检测的超声波是以声波形式的。您还需要配一个声波探头（这个就很贵了，必须要买进口的).
您好。这个肯定是可以测出来的。（潜艇用的就这个方式）。不过这种情况我也没有实践过，不能实际的回答您了。

声波探头有一定的频率局限性的。 当然理论上是什么都能测。但考虑到检测的精度，探头有分频率范围的。选择时就看您的需求。

5. 超声波传感器的应用原理

在现实生活中，我们不难发现超声波传感器的应用身影。随着科技水平的高速发展，超声波传感器的使用范围也愈来愈广泛。在人类发展史上，超声波传感器的应用无处不在，只要人类可以想象到的地方，它都能涉足一脚。杂交水稻的发现，原子核和氢弹的发现，大大缩短了我国和其他先进国家的距离，为我国的经济注入了活力。超声波传感器应用如此广泛，你真正知道它的原理和应用范围吗?本文小编将为你一一解答这些疑问，来看看吧。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波探鱼器：超声波测量技术其原理很简单，说得高档点的名称叫“多普拉效应”，山村孩童便叫“回音”，就如在一山谷叫一声“你好灶派判吗”，不一会听见好像有人学你的说话一样“你...好...吗...”。人们正由此点，开发出超声波测量技术。像自然界中，以蝙蝠都可算为代表了，在蝙蝠洞里既要觅食，又要用声波测距，而要在洞内用超声波测距是一件很困难的事情，很先进的科技产品也做不到。

在医学检测上的应用：B超用于检测液位的超声波传感器：

羡碰●声波漫反射式接近传感器用于检测液位

●声波反射式设计用于检测远处的目标

●声波接近传感器可有模拟量输出,可适用于精确的连续控制.

●模拟量输出信号和被测物距离的线性斜率可调,满足各种控制要求.

●声波接近传感器可有两个开关点设置,并可通过按钮方便的设置.

●方形和原柱形设计满足不同的现场安装要求.

超声波隐改传感器在质检方面的应用——超声波探伤仪，超声波探伤仪主要应用于金属工件内部的质量检测，如检测金属是否有气泡，焊接部位是否有未焊透等缺陷等。现以超声波电子束焊缝检测系统为例来说明超声波探伤仪的应用

超声波传感器在各国无不受到各界人士的喜爱。对于高科技这个词，我们并不陌生，电脑，手机等的使用，已使我国进入了科技时代。超声波探鱼器可以让人们探索到地下何处有水源，水中何处鱼群较多;B超中的超声波探测器可以让妈妈们看到腹中的孩子;除此之外，超声波传感器还可以用于医疗等机构，可以化疗癌症等疾病。通过上文的介绍，相信小编们已经对超声波传感器有了详细的认识吧!

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6. 什么是超声波

超声波，它是一种特殊类型的超声波，超声波顾名思义，它就是超过人能听到声音的上限。大家知道，人的耳朵是有一个范围，耳朵范围它是在2万赫兹以下，而超声波是超了这个2万赫兹，所以叫做超声波。

超声波它可以用于人体的检查。在临床上，我们就是利用超声波这个原理，探头就是有一个探头，在人的身体上划来划去。探头就可以把电能转变成超声波，利用探头发生超声波，超声波进入人体以后，因为人体里边会存着好多好多的界面，超声波进入界面以后，会发生反射、折射、散射、背向散射等等。

当探头发出超声波以后，进到人体里，人体的组织对超声波，发生好多的这种反射、折射等等。有一部分超声波会返回到探头，超声波被人体接收以后，就可以经过一系列的处理，就在屏幕上显示出图像。

就利用显示回来的图像，进行人体的监查，发现有没有病变，是什么样的病变，进行诊断。所以说超声波是一种特殊类型的波，它在临床上常用于人体的检查，来进行疾病的诊断。

7. 我们的生活周围有很多超声波，因为超声波人耳已经不能听到。我想知道如何能实际检测到他们的存在

找到和超声波共振频率相同的物质,用共振原理就可以发现它的存在.,,不可以..录音就是用的共振原理,超声波不能使麦克风里的磁铁震动