Kakav je proces stvaranja slike zvučnog vala?
1. Generacija zvučnih valova:
* Transducer: Pretvarač (često piezoelektrični kristal) generira visokofrekventne zvučne valove (ultrazvuk) u impulsima. Učestalost određuje rezoluciju - veća frekvencija =bolja razlučivost, ali plića prodor. Niža frekvencija =loša razlučivost, ali dublja prodiranje.
* Prijenos: Ti se zvučni valovi prenose u medij (npr. Ljudsko tijelo, komad metala itd.).
2. Proširenje valova i interakcija:
* Razmišljanje i refrakcija: Dok zvučni valovi putuju kroz medij, susreću se sučelja između različitih tkiva ili materijala s različitim akustičnom impedancijom (proizvod gustoće i brzine zvuka). Na tim se sučeljima neka od zvučne energije odražava natrag prema pretvaraču, dok se neki refrakciraju (savijeni) ili prenose dalje.
* Raspršivanje: Zvučni valovi se također mogu raštrkati malim strukturama unutar medija.
3. Prijem i obrada signala:
* Prijem: Reflektirani zvučni valovi primaju isti pretvarač (u većini slučajeva).
* Mjerenje vremena leta: Transducer mjeri vrijeme koje je potrebno da zvučni valovi putuju do sučelja i natrag. Ovo je vrijeme izravno proporcionalno udaljenosti od sučelja.
* Mjerenje amplitude: Snaga (amplituda) reflektiranog signala pruža informacije o svojstvima sučelja - jači refleksije općenito ukazuju na veću razliku u akustičnoj impedanciji.
* Obrada signala: Primljeni signali se pojačavaju, filtriraju (za smanjenje buke) i obrađuju kako bi se uklonili artefakti i poboljšali kvalitetu slike. To može uključivati tehnike poput oblikovanja snopa (kombiniranje signala iz više elemenata u nizu pretvarača) i dinamično fokusiranje (prilagođavanje fokusa zvučnog snopa).
4. Formiranje slike:
* Konverzija podataka: Obrađeni podaci o vremenu leta i amplitude pretvaraju se u sliku. Postoje različite tehnike, ali općenito, svjetlina ili boja piksela na slici odgovaraju čvrstoći reflektiranog signala na određenom mjestu. To tvori vizualni prikaz unutarnje strukture medija.
* prikaz slike: Rezultirajuća slika prikazana je na monitoru.
Specifične tehnike:
Gornji koraci su općenito. Postoje različite tehnike akustičkog snimanja, svaka s varijacijama:
* Ultrazvuk (medicinsko snimanje): Koristi relativno visokofrekventne zvučne valove za medicinsku dijagnozu. Različiti načini (B-način, M-način, Doppler) nude različite vrste slika.
* Sonar (podvodna akustika): Koristi se za navigaciju, mapiranje morskog dna i otkrivanje podvodnih predmeta. Često koristi niže frekvencije za otkrivanje duljeg dometa.
* Akustična mikroskopija: Koristi izuzetno visokofrekventne zvučne valove za stvaranje vrlo detaljnih slika mikroskopskih struktura.
* fotoakustično snimanje: Koristi laserske impulse za stvaranje ultrazvučnih valova, omogućujući snimanje biološkog tkiva visoke rezolucije.
Ukratko, stvaranje slike zvučnog vala proces je slanja zvučnih valova, otkrivanja reflektiranih valova, mjerenja njihovog vremena leta i amplitude, obrade signala, a zatim pretvaranja tih podataka u vizualni prikaz unutarnje strukture objekta ili medija koji se smeta. Specifični detalji procesa variraju ovisno o korištenoj primjeni i tehnologiji.