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超声波设备常用于养猪场,尤其是种猪场。可以用来测孕,测背脂,测眼肌,一些驱鸟兽的设备也用超声波。你可能经常使用超声波设备,但是你可能不知道一些相关的知识。本文简单梳理了养猪场使用的超声波技术。
超声
超声波是高频声波,人耳感受到的声波范围是20Hz到20KHz。超过20 kHz(每秒20000次振动)的声波超出了人类听觉所能感受到的范围,所以被称为超声波。
一般的超声设备使用的声波要远远高于20KHz,比如一般的电子凸阵超声验孕棒的频率是3.5-5MHz。
之所以用超声波来检测设备,主要是因为其指向性好,反射性强,有一定的穿透能力。超声波设备的本质是一个换能器,它把电信号转换成超声波并发出去。反射的超声波被换能器接收,然后被转换成电信号,电信号被进一步处理以形成图像或声音。
阿超
超背脂肪测量仪
a是超声波最简单的应用。a就像一个手电筒,超声波的发射和反射直上直下,来测量距离。主要用于养猪场测量猪的背膘。因为猪的背部脂肪有明显的三层层状结构,层间会有强烈的反光。A-super设备就是通过这个特性来测量猪的背膘厚度的。
七八十年代一项超级技术诞生的时候,这种无创背脂测量技术有着无可比拟的优势。发明这种产品的公司的品牌也随着背测脂肪的流行而流行起来,这种技术一直沿用到今天。
a超过背部脂肪有天然屏障,是背部脂肪的第三层结构。背膘第三层有很多片层,特别是猪超重时,分层更明显,会导致A超的假检。
此外,一个超级已被设计为怀孕测试设备。连接一个蜂鸣器,通过母猪腹腔内反射的距离来判断。如果怀孕,它会发出连续的蜂鸣声。但是这种方法的准确性很差。
b超
升级一个超级,你会得到一个超级。升级的第一步是扔一个超级,类似于在夜空中扔手电筒。也就是机械探头b超的原理。一个电机带动一个A型超声往复做钟摆运动,然后把采集到的电信号分析成图像,这就是所谓的b超。A超声和b超的直观区别是,A超声是线,b超是面。
机械探针
因为电机的旋转频率有上限,所以机械探头的b超清晰度会受到限制。为了获得更高的清晰度,电子探头应运而生。电子探头不是机械地驱动换能器摆动,而是将几个“A-super”(手电筒)放在一个凸起的形状上,每个“A-super”称为一个阵元。芯片控制的电流依次激励每个阵元,从而获得比机械探头更快的信号发射和接收频率。
凸阵列电子探针
但是有时候你会发现有些电子凸阵列探头的成像质量比好的机械探头差,这就涉及到阵元的个数,也就是多少个阵元排列在一起,16个?32?64?28?数组元素越多,图像越清晰。当然,这里也涉及到通道号的概念。
线性阵列探头
再者,你会发现成像是一个扇区,无论是机械探头还是电子凸阵列探头。近像很小,远像会被拉伸。在技术上克服了阵元之间收发信号的干扰后,阵元可以排成一条直线,这样就形成了一个电子线阵列探头。电子阵列探头的成像是一个小正方形,和照片一样。因此,用线阵探头测量背膘时,可以完美呈现背膘的三层结构。
背部脂肪眼肌探针
如果把线阵探头做大,就得到眼肌探头。整个眼肌都可以拍,当然因为设备比较贵,所以往往只在配种的时候用。
有C超吗
C超没有,但是有D超。D超是多普勒超声,是应用了多普勒原理的超声。我们知道声音是有多普勒效应的,也就是当一列火车从你面前驶过时声音的先急后缓。通过多普勒原理,他能够让你知道一个东西是在向你运动还是远离你。比如用超声测血流时,可以用红蓝两种颜色来标记血流的流向,用颜色深浅来表示血流量。这也就是彩超。
此外还有M超,感兴趣的朋友可以自行百度。
彩超与伪彩
有很多卖B超的人会宣传的时候说自己的产品是彩超。显然不是我们上一段中所说的彩超(D超)。这种只能叫做伪彩。原理就跟黑白电视机蒙了一层彩色的膜一样。B超上的每一个点代表的是用灰度表示的在该距离上的反射信号强度,所以用哪种颜色本质都是一样的。
还有更高级的伪彩,用多种不同深度的颜色来取代灰度图像中的像素,本质仍然是换汤不换药,而且在一定程度上会干扰你的判断,所以很鸡肋。
A超可以比作一维码(条码);B超可以比作二维码,带伪彩的B超就是涂了颜色的二维码;D超可以比作三维码。