محول الموجات فوق الصوتية المركزة عالية التردد

يشار إلى انتشار مستشعر الاهتزاز في الوسط بالموجة. هناك شرطان لتوليد الموجة: الاهتزاز (الناتج عن مصدر الموجة) والانتشار (الحاجة إلى نشر الوسط). وبحسب توليد التقلبات يمكن تقسيمها إلى موجات ميكانيكية وموجات كهرومغناطيسية. تتولد الموجات الميكانيكية عن طريق انتشار الاهتزازات الميكانيكية في الوسط. الموجات فوق الصوتية هي موجات ميكانيكية، وانتشارها يتطلب الوسائط. إن جسم الإنسان باعتباره وسطاً للموجات الصوتية له خصائص صوتية مختلفة في الأنسجة المختلفة، يمكن استخدام المواد الخزفية الانضغاطية طبيا لتشخيص الخصائص الفسيولوجية للأعضاء في الجسم.

في عام 1917، اكتشف العالم الفرنسي بول لانجفين التأثير الكهروضغطي العكسي، الذي يكون على طول سطح المادة الكهرضغطية. يتم تطبيق جهد معين في اتجاه المحور الكهربائي، وبسبب عمل المجال الكهربائي، يتم إزاحة مركز الشحنات الموجبة والسالبة داخل مضخم أنبوب الالتقاط الانضغاطي. وبالتالي، يتم توليد إجهاد داخل المادة، مما يسبب تشوه المادة وتم تطوير أول عملي بنجاح. محول Langevin بسيط نسبيًا، حيث يستخدم مادة PZT بيزو أقراص بلورات الكوارتز كمواد كهرضغطية ويتم تشكيلها عن طريق تثبيت لوحين من الصلب. نظرًا لضعف ثباتها وقوتها المنخفضة وقدراتها المنخفضة على الطاقة. تم استبدال أوجه القصور بمحولات الطاقة المغناطيسية المصفحة التي ظهرت بعد عام 1933. وفي المرحلة اللاحقة، يتم التضييق الكهربائي باستخدام المواد الكهروضوئية (حمض السيراميك)، والسيراميك الكهرضغطي (حمض الرصاص، الرصاص PZT). وقد أدى تطور المواد ونضج عملية الاستقطاب إلى دراسة الكهرضغطية الساندوتشية محولات الموجات فوق الصوتية.

في سبعينيات القرن العشرين، تم تطوير مركبات السيراميك الكهرضغطية باستخدام PvDF كركيزة وPZT متصل بالركيزة. تتمتع المادة بأداء أفضل من السيراميك الكهرضغطي النقي ويمكنها تحسين خصائص مطابقة المادة بشكل أفضل. حتى الآن، فإن معظم المواد الكهرضغطية استخدمت محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية الطبية مواد مركبة كمواد كهرضغطية. بالمقارنة مع المركبات الكهروإجهادية أحادية الطور، فإن المركبات الكهروإجهادية لها معامل كهروميكانيكي ذو اتجاه سمك أعلى، ومقاومة صوتية منخفضة، ومعامل تماسك كهروميكانيكي جانبي منخفض، وثابت عازل منخفض، وعامل جودة ميكانيكي منخفض، ومرونة جيدة وإمكانية التحكم تجعل من السهل صنع مجموعة متنوعة من الأداء العالي. أنبوب بيزو PZT-52 للتشخيص السريري عالي الأداء. مثل التردد العالي جدًا، والنطاق العريض، ومحولات الطاقة المصغرة. مع تطور المواد الكهرضغطية، هناك تحسينات في عمليات التصنيع، وتم تحسين قوة المعالجة، كما أصبح تردد التشخيص بالموجات فوق الصوتية أعلى وأعلى. محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية عالي التردد هو تردد القلب> 20 ميجا هرتز، خاصة محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية المركزة عالية التردد يمكنها تحسين دقة التصوير للمنطقة المستهدفة، المجهر البيولوجي بالموجات فوق الصوتية (UBM)، التصوير الصوتي للصور، (التصوير الصوتي للصور، PAI)، الموجات فوق الصوتية (IVUS) والتجارب على الحيوانات الصغيرة وغيرها من المجالات لها آفاق تطبيق واسعة، ويستند هذا الموضوع على هذه الخلفية.