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Physique des ultrasons
Echoscopie Impulsionnelle
La méthode d'écho d'impulsion constitue la base de nombreuses méthodes d'imagerie dans les diagnostics médicaux non invasifs et les tests non destructifs. Dans cette méthode, les impulsions électriques sont transformées en vibrations mécaniques par une sonde à ultrasons. Ceux-ci sont couplés à l'échantillon examiné et le traversent sous forme d'ondes sonores. Les ondes réfléchies sur les discontinuités reviennent à la sonde et sont reconverties en un signal électrique. L'enregistrement chronologique de l'amplitude de ce signal (balayage d'amplitude) est représenté graphiquement sous la forme d'une image dite A-Scan ultrasonique. Sur la base des échos de réflexion dans l'image A-Scan, les temps de vol peuvent être déterminés, la vitesse du son dans le matériau calculée et les discontinuités dans l'échantillon détectées.
Scanner et Tomographie
La tomodensitométrie est une méthode d'imagerie assistée par ordinateur utilisée dans les diagnostics médicaux, l'industrie et la recherche. Des processus tels que l'absorption de rayonnement, la résonance magnétique nucléaire ou l'émission de particules sont utilisés pour produire des images en coupe transversale au moyen de grandeurs physiques mesurables. La tomographie par ordinateur à ultrasons est une autre méthode de tomodensitométrie. Avec notre scanner à ultrasons, les balayages linéaires sont enregistrés sous différents angles et assemblés pour former une image en coupe. Dans ce processus, l'échantillon disposé entre la sonde de transmission et la sonde de réception est déplacé et tourné sous contrôle informatique. La superposition des projections de scans individuels peut être suivie pas à pas sur le PC.
Vélocimétrie Doppler
Appareil à ultrasons pour la réalisation d'expériences sur le thème de l'effet Doppler, de la mécanique des fluides et de l'échographie Doppler dans le diagnostic vasculaire. L'effet Doppler est utilisé pour imager des structures en mouvement. Par exemple, les ultrasons peuvent être utilisés pour déterminer la vitesse d'écoulement et/ou le débit d'un écoulement de liquide. Ici, le décalage de fréquence d'une onde ultrasonore, qui est couplée dans le flux de liquide à un angle Doppler particulier, est mesuré avec la diffusion de l'onde sur de petites particules, telles que des impuretés. Dans l'expérience, la dépendance du décalage de fréquence Doppler sur la vitesse d'écoulement et l'angle Doppler est étudiée pour différentes fréquences fondamentales par une variation de la puissance de pompe, de la fréquence d'émission et de l'angle d'incidence.
Ultrasons en ondes continues
Cette technique repose sur la génération d'ondes sonores continues (cw) avec une puissance élevée sur une large gamme de fréquences jusqu'à 20 MHz. En 1932, Debye et Sears ont montré que la lumière subit une diffraction lorsqu'elle traverse un liquide excité par des vibrations à haute fréquence. Les maxima et minima de densité produits dans le liquide par une onde ultrasonore stationnaire ou progressive fonctionnent ici comme un réseau de diffraction optique. Un faisceau laser traversant le milieu d'ondes stationnaires va générer une figure de diffraction. Parce que la longueur d'onde est définie par la fréquence et la vitesse du son, l'effet Debye-Sears peut être utilisé dans cette structure d'expérience afin de déterminer la vitesse du son dans un liquide avec une grande précision.
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