Ontwikkeling van ultraklank piëzo-elektriese keramiek transducer tegnologie

 1.Mediese ultraklankbeeldtegnologie is die vier mediese beeldtegnologieë van moderne mediese beeldingstegnologie, en is wyd gebruik in die kardiologie, verloskunde, oogheelkunde, lewer, niere, galblaas en vaskulêre stelsel. In vergelyking met ander beeldtegnologieë, het ultraklankbeeldtegnologie die unieke voordele van goeie intydse werkverrigting, geen skade en lae koste,ultrasoniese bedrade keramiekskyf word wyd gebruik in die praktiese kliniese praktyk. Ultraklankbeeldtegnologie is 'n tegniek vir beeldverwerking deur gebruik te maak van ultrasoniese golwe wat deur ultrasoniese transduktors uitgestraal word om die menslike weefsel binne te gaan en eggo's by verskillende weefselgrense van die menslike liggaam te reflekteer. Die ultrasoniese transducer is beide 'n ultrasoniese sender en 'n eggo-ontvanger. Dit is die mees kritieke akoestiese komponent in mediese ultraklankbeeldingstelsels en is 'n waarborg vir die verkryging van hoë kwaliteit beelde. Die geboorte van verskeie nuwe beeldfunksies en -metodes is ook onlosmaaklik van die innovasie van transducer-tegnologie. Hierdie artikel bespreek die ontwikkeling en vooruitsigte van ultraklankbeeld-omskakelaartegnologie.

2. piëso-elektriese saamgestelde transducer

    Tans, piëzo-elektriese keramiek is die materiaal wat die meeste in ultrasoniese beelding-omskakelaars gebruik word, wat 'n hoë elektromeganiese omskakelingsdoeltreffendheid het. Maklik om te pas by stroombane, stabiele werkverrigting, maklike verwerking en lae koste, dit word wyd gebruik. Terselfdertyd het elektriese keramiekmateriaal ook groot akoestiese impedansie, wat nie maklik is om die akoestiese impedansie van menslike sagteweefsel en water te pas nie; meganiese kwaliteit, hoë faktor, smal bandwydte, hoë brosheid, lae treksterkte, dit is moeilik om groot-area komponente te vorm, en ultra-dun hoë frekwensie omskakeling. Die toestel is nie maklik om te verwerk en ander defekte. In die 1970's het die Amerikaanse R.ENewnham en LE.Cross en ander eiers begin behandel.In die studie van saamgestelde materiale is saamgestelde materiale gebaseer op 'n sekere verband tussen piëzo-elektriese keramiek en polimeermateriale.Die volumeverhouding en die ruimtelike geometriese verspreiding van die ruimte word gekombineer. Die piëzo-elektriese samestellings wat die meeste bestudeer word, is 1-3 tipe piëzo-elektriese komposiete, wat hoë sensitiwiteit, lae akoestiese impedansie, lae meganiese kwaliteitsfaktor en maklike verwerking het. Saamgestelde ultrasoniese omskakelaars kan multifrekwensie beelding, harmoniese beelding en ander nie-lineêre beelding bereik, en hul werkverrigting is aansienlik beter as dié van piëzo-elektriese keramiek materiaal . Tans is sommige breëband-omskakelings gemaak van piëso-elektriese saamgestelde materiale gebruik. Die energie-toestel word toegepas op kliniese multi-frekwensie beelding en harmoniese beelding. As gevolg van die invloed van die gebruik van polimeermateriale in die saamgestelde transduktor, die effektiewe area van die piëzo-keramiek, die akoestiese impedansie en die ingewikkelde vervaardigingsproses, word die eendimensionele multi-skikking-omskakelaar egter steeds vervaardig om piëzo-elektriese keramiek te gebruik.

3.piezo-elektriese enkelkristal-omskakelaar

Japan se Nomura het begin navorsing doen oor piëzo-elektriese kristalmateriaal. In die middel van die 1990's het piëso-elektriese kristalmateriale wye aandag van navorsers getrek weens hul uitstekende piëso-elektriese eienskappe. Tans word piëso-elektriese kristalomskakelaars gevolg deur saamgestelde omskakelaars. Die piëso-elektriese koëffisiënt en elektromeganiese koppelingskoëffisiënt is baie hoër as die algemeen gebruikte PzT piëso-elektriese keramiekmateriale. Die omvormerskikking wat met piëso-elektriese kristalmateriaal ontwerp is, het baie hoër sensitiwiteit en bandwydte as piëzo-elektriese keramiek-omskakelaars . In 1999 het Toshiba Corporation van Japan 'n 3.5MHz PZNTgl/9 ultrasoniese transducer ontwikkel, wat hoë resolusie en sterk penetrasiekrag behaal het en in kliniese praktyk gebruik is. In 2003 het die Universiteit van Suid-Kalifornië in die Verenigde State 'n hoëfrekwensie enkel-element piëso-elektriese enkelkristal-omskakelaar ontwikkel wat van sulfonaatmateriaal (LiNbO3) gemaak is, wat 'n goeie penetrasiediepte en beeldsein-tot-geraasverhouding verkry het. Aangesien die enkelkristalgroeiproses egter baie meer ingewikkeld is as die keramiekvoorbereidingsproses, kan piëso-elektriese monokristallyne films teen 'n vergelykbare vir piëso-elektriese keramiek tans nie geproduseer word nie, en slegs 'n klein aantal piëso-elektriese enkelkristaltransduktors word in die kliniese toepassings gebruik.

4. wyeband-omskakelaar

    Vroeë merke op die ultraklanksonde soos 2.5, 3.5, 5, 7, 10MHz en ander bedryfsfrekwensies verwys oor die algemeen na die hartfrekwensie, wat 'n bandwydte van ongeveer 1 MHz het, kan 'n enkelmiddelfrekwensie smalband-omskakelaar genoem word en is steeds groot. wat 'n groot verlies van hoë frekwensie sein na die diep weefsel eggo het, wat die skerpte en sensitiwiteit van die ultraklank beeld graad in die middel 1980's beïnvloed, gebaseer op die verswakking van ultraklank in biologiese weefsels en hul ultraklank kaarte. Die invloed van die beeld is die ontwikkeling van 'n breëband transducer, soos die sentrum transducer kan 3,MHz effektiewe bandwydte bereik van ongeveer 3,MH5 bandwydte. gebruik hoë frekwensie piëzo-elektriese klopsensor om resolusie te verbeter wanneer oppervlakkige weefsel gedetecteer word, en Die lae frekwensie vorm 'n eggo-sein met minder verswakking, wat 'n skerper beeldvertoning van die diepweefselstruktuur tot gevolg het.In die 1990's is veranderlike frekwensie breëband-omskakelaars en ultrawyeband-omskakelaars in die kliniese diagnostiek gebruik.As dieselfde frekwensie-omskakelaar na frekwensie-sentrum omgeskakel kan word. 2.5, 3.5 en 6 MHz, kan die bandwydte van die band meer as 5MHz bereik. Ultrawyeband-omskakelaars kon ultraklank van 1,8 tot 12 MHz genereer. Stroom Die harmoniese beeldtegnologie wat wyd in die bed gebruik word, word ook ontwikkel op grond van breëband-omskakelaars. Soos tegnologie. Aangesien die wyeband-omskakelaar in staat is om veelvuldige harmonieke wat deur klankgolwe in die weefsel gegenereer word, te ontvang, bevat die pakket 'n groot hoeveelheid menslike liggaamsinligting, wat die aksiale resolusie van die beeld kan verbeter en die gees van die ultraklankbeeldstelsel kan verbeter.