Kĩ thuật điện tử ứng dụng

'*ịề, p GHN W ^ M ú W rV m ’ Ỉ22 l ỉ ^ ^ m Ấ T BÀN^ỈÂO DỤC 1^ '•A;’íƠíỉì ' „id:'-.v-•■ TS NGUYỄN VŨ SơiN Kĩ THUẬT ■ ĐIỆN TỬ ỨNG DỤNG ■ ■ NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DUC Lòi nói đáu Hiện thiết hị điện tử sử dụng rộng rãi mang lại hiệu quà cao nén kinh tế quốc ílân đời sống xã hội Cuốn sách "Kĩ thuật điện lử ứng dụng" giới thiệu ứng dụng Iroiỉg Vrê công nghiệp Cuốn sách gồm phân : Plìần l : K ĩ thuật siêu ám : Được ứng dụng đ ể siêu ám chẩn doán bệnlì ; siêu âm dò khuyết tật kim loại dò cá Phần II : Kĩ thuật X quang : Nêu ỷ nghĩa vật lí cùa tia Rơnghen ìioạt dộng thiết bị X quang Phán III : K ĩ thuật điện tám dồ : Nêu hân chất đặc điểm tín lìiệu diện tim , hoại động cùa thiết bị điện lìm ; phẩn phụ lục giới thiệu thiết bị ECG 8820 Các vấn dề néu có tính chất ngun lí, mong muốn cung cấp cho người đọc khái niệm hảti khả ứng dụng (khơng sáu vào phán lích cụ tlìể cúc mạch điện tử thiết hị Trên sỏ đô, giúp người đọc láng cường nâng lực giải vấn dề k ĩ thuật thực tể Cuốn sách thích hợp cho sinh viên ngành điện tử ngành ỵ trường (Jại học cao (tổng rài liệu tham khảo cho người quan tâm đến lĩnh vực diện tử ứng dụng Vì cíể cập đến lĩnh vực k ĩ tìiuật đại đan^ phát triển nén sách khó tránh khỏi sai SỎI dịiilt Tác giả xin chán t h ả n h cảm ơn ỳ kiến cíóiig góp cùa bạn dồng nghiệp hạn đọc gần xa Thư góp ý xin gửi vé : Bộ mơn Diện từ - Tin học ; khoa Điện từ - Viễn thông ; Trường Đụi học Bách khoa Hà Nội Phần I KĨ THUẬT SIÊU ÂM Ch ươ n g KHÁI NIỆM CHƯNG VỂ KĨ THUẬT SIÊU ÂM 1.1 Tính châ't sóng siêu âm 1.1.1 Định nghĩa sóng àm Sóng âm dao động học hay sóng đàn hổi, lan truyền mơi trường dàn hồi Vì sóng âm gọi sóng đàn hổi Sóng âm lan truyền môi trường vật chất đàn hồi chất rắn (thép, dá, ) tinh thể, chất lỏng (nước, dung môi hữu cơ) chất thể khí ỉ 1.2 Phàn loại sóng ám Phán loại theo phương dao động Dựa vào cách truyển sóng, người ta chia sóng âm thành hailoại sóng dọc sóng ngang Sóng ngang sóng mà phương dao động cùa phần (ử mơi trường vng góc với phương truyển sóng Sóng ngang xuất mơi irường có tính đàn hồi hình dạng, tính chát có chất rắn Sóng dọc sóng mà phương dao động cùa phẩn fịr tĩỊ‘''ị Ịrỉrờng trùng với phương truyển sóng Sóng dọc xuất mơi trường có thổ biến dạng thể chất, tính chất có chất rắn, lỏng khí Sóng siêu âm ứng dụng việc chẩn đốn sóng dọc Phán loại theo tần số Cũng sóng điện tử, sóng âm chiếm mộ! dải băng tần rộng, tùy theo tần sô' cùa sóng mà người ta chia vùng sau ; Vùng hạ âm tần số ÍẬn, < 16 Hz Vùng âm tần số 16 Hz < < 20 kHz Vùng siêu âm tần sơ' ÍẬn, > 20 kHz 1.2 Đại lượng đặc trưng sièu âm 1.2.1 Sóng phảng sóng cầu Nếu sóng siêu âm lan truyển mặt phẳng, ngirời ta gọi sóng phẳng Nếu nguồn phát sóng có kích thước nhỏ so với bước sóng ta có nguồn sóng điểm mặt cùa sóng có dạng hình cầu khơng gian, gọi sóng cầu Nếu nguồn sóng xa, mặt cầu sóng coi phảng, ta có sóng phảng 1.2.2 Vận tốc truyền âm môi trường vật chất Vận tốc truyền âm Irong môi trường vật chất quãng dường mà sóng lan truyền đơn vị thời gian Trong lí thuyết đàn hồi, người ta chứng minh môi trường đẳng hướng, vận tốc cùa sóng dọc xác định ; c= (1- 1) Trong ; c ; vận tốc truyền sóng ; a : hệ số đàn hồi mơi trường : p : mật độ vật chất môi trường ; E = 1/a : suất đàn hồi Biểu thức xác định phụ thuộc cùa tốc độ lan truyền sóng vào hệ số đàn hồi a mật độ môi trường p Nghĩa phụ thuộc vào tính chất vật lí mơi trường Ví dụ khơng khí, vận tốc sóng âm khoảng 1500m/s, chất rắn = 4500 = 330m/s, chất lỏng = 1400 ^ 5500m/s Mơi trường có hệ số đàn hồi lớn vận tốc truyền âm lớn, sóng âm có tần sơ' thấp bị hấp thụ lan truyền xa Với cơng suất sóng âm định, mơi trường khác nhau, khoảng cách sóng âm lan truyền khác môi trường có hệ sơ' hấp thụ khác Để đặc trưng cho khả truyền sóng âm mơi trường, người la dưa khái niệm trở kháng âm z z = c.p Trong p mật độ vật chất mơi trường, c vận tốc sóng âm mơi trường Trở kháng âm mơi trường có vai trò định biên độ sóng phản xạ bể mặt phân cách hai môi trường Bàng ỉ ì TRỞ KHÁNG ÂM CỦA MỘT s ố MƠI TRỪỜNG M ói trường Trở kháng ám ịZ) Khơng khí 0,0004 X ”^ Phổi 0,18 X 10“ ^ Mỡ 1,34 X 10“^ Nước 1,48 X 10~^ Máu 1,65 X 10~^ Cơ 1,71 X 10” ^ Xương 4,7 X 10"^ Ngoài ra, để dặc trưng cho độ lớn cùa áp iưc àm hoc mà phần tử môi trường nhận dược chịu tác dộng cùa nguồn phái song âm người la dưa hai đại lượng p I Với p mật độ lượng iruyển từ dầu clò vào mơi nường, dơn vị đo cùa p W/cm^ hay mW/cm Thông thường mật dộ nàng lượng phái tir ctẩu dò siêu âm chẩn đoán nằm phạm vi từ iw /cm ^ đến mW/cm^ cường dô aane lượng sóng âm mội dơn vị diện tích đặt vng góc với phương triiyổn sóng, dơn vị đo cúa w /c m “ mW/cm^ 1.2.3 Tần số, chu kì bước sóiiịỉ cua sóiiịỉ ám Sóng siêu âm mội sóng học, q irình lan truyền sóng siêu âm q trình lan truyén dao động, hay trình lan truyền nãng lượng hoc phần tử vật chất mơi trường truyền âm Ta xem xét sóng siêu âm dau inôt dao dộng học ; a(x,t) = A(,.sìii