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猪场经常使用的超声设备,你真的了解吗?可以用来测孕、测背膘、测眼肌...

猪相关 2021-04-26

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超声设备算是猪场的常用设备,特别对于种猪场,可以用来测孕、测背膘、测眼肌,有些驱鸟驱兽的设备也是用的超声。超声设备你可能经常会用到,但可能并不了解其中的一些相关知识,本文对猪场用的超声技术做简单梳理。

导读

 

超声设备算是猪场的常用设备,特别对于种猪场,可以用来测孕、测背膘、测眼肌,有些驱鸟驱兽的设备也是用的超声。超声设备你可能经常会用到,但可能并不了解其中的一些相关知识,本文对猪场用的超声技术做简单梳理。

 

超声

 

超声波是高频的声波,人耳感受声波的范围是20Hz到20KHz,超过20K赫兹(一秒钟振动20千次)的声波是超出人的听力能够感受的范围,因此被称为超声。

 

而一般超声设备用的声波要远高于20KHz,比如一般的电子凸阵超声测孕仪的频率是3.5-5MHz。

 

之所以超声会被用来探测设备,主要是因为它的指向性好,反射性强,有一定穿透能力。超声设备的本质就是一个换能器,将电信号转化为超声波发射出去,反射回来的超声波被换能器接收,在转化为电信号,电信号被进一步处理,形成图像或者声音。

 

A超

 

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A超背膘仪

 

A超是超声的最简单应用。A超就想个手电筒,超声的发射和反射直上直下,实现对距离的测量。在猪场中主要用来测猪的背膘。由于猪的背膘有明显的三层分层结构,分层之间会有较强反射,A超设备通过这个特点来测量猪的背膘厚度。

 

在上世纪七八十年代A超技术诞生时,这种无创的测背膘技术具有无与伦比的优势。发明这个产品的公司品牌也随着测背膘的普及而普及,时至今日这种技术仍在被使用。

 

A超测背膘有一个天然的屏障,就是背膘的第三层结构。背膘的第三层内部有大量片层组成,特别是猪偏肥时,分层更为明显,则会导致A超的误测。

 

此外A超也曾经被设计成测孕设备。连接一个蜂鸣器,通过母猪腹腔中反射的距离特征进行判断,如果受孕,则会发出持续蜂鸣。但这种方法准确度很差。

 

B超

 

把A超进行升级,就得到了B超。升级的第一步就是把A超甩起来,类似于夜空中甩手电筒。这也就是机械探头B超的原理,通过一个电机驱动一个A超往复做钟摆运动,然后把搜集到的电信号解析成图像,这就成了B超。A超和B超的直观区别是A超是一条线,B超是一个面。

 

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机械探头

 

由于电机的转动频率有上限,所以机械探头的B超在清晰度上会有极限。为了获得更高的清晰度,电子探头应运而生。电子探头不再用机械驱动换能器摆动,而是将若干“A超”(手电筒)摆成一个凸起状,这每个“A超”被称为一个阵元。通过芯片控制的电流依次激发每个阵元,从而获得比机械探头更快的信号收发频率。

 

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凸阵电子探头

 

但是有时候你会发现,有的电子凸阵探头比好的机械探头成像质量还要差,这里面就涉及到阵元数量的问题,也就是用了多少个阵元排列在一起,16个?32个?64个?128个?阵元越多图像也就越清晰。当然这里还涉及通道数的概念。

 

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线阵电子探头

 

再进一步,你会发现无论机械探头还是电子凸阵探头,成像都是一个扇面。近处的图像很小,远处的会被拉伸。从技术上克服了阵元之间收发信号的干扰之后,就可以把阵元并排成一条直线,也就形成了电子线阵探头。电子线阵探头的成像是一个小方块,跟照片一样。所以使用线阵探头去测背膘时,就可以非常完美的呈现背膘的三层片层结构。

 

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背膘眼肌探头

 

把线阵探头再做大一点,就获得了眼肌探头。可以照出整个眼肌,也当然由于设备相对价格高,往往只在育种中使用。

 

有没有C超和D超?

 

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。

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