Vývoj technologie ultrazvukových piezoelektrických keramických měničů

 1. Lékařská ultrazvuková zobrazovací technologie jsou čtyři lékařské zobrazovací technologie moderní lékařské zobrazovací technologie a jsou široce používány v kardiologii, porodnictví, oftalmologii, játrech, ledvinách, žlučníku a cévním systému. Ve srovnání s jinými zobrazovacími technologiemi má ultrazvuková zobrazovací technologie jedinečné výhody dobrého výkonu v reálném čase, žádné poškození a nízké náklady,ultrazvukový drátěný keramický disk je široce používán v praktické klinické praxi. Technologie ultrazvukového zobrazování je technika pro zpracování zobrazení pomocí ultrazvukových vln vyzařovaných z ultrazvukových měničů, které vstupují do lidské tkáně a odrážejí ozvěny na různých hranicích tkání lidského těla. Ultrazvukový převodník je ultrazvukový vysílač i přijímač ozvěny. Je to nejkritičtější akustická součást v lékařských ultrazvukových zobrazovacích systémech a je zárukou pro získání vysoce kvalitních snímků. Zrození různých nových zobrazovacích funkcí a metod je také neoddělitelné od inovací technologie převodníků. Tento článek pojednává o vývoji a perspektivách technologie ultrazvukových zobrazovacích převodníků.

2. piezoelektrický kompozitní měnič

    v současnosti piezoelektrická keramika je nejběžněji používaným materiálem v ultrazvukových zobrazovacích snímačích, které mají vysokou účinnost elektromechanické konverze. Snadno se sladí s obvody, stabilní výkon, snadné zpracování a nízká cena, je široce používán. Současně mají elektrické keramické materiály také velkou akustickou impedanci, kterou není snadné vyrovnat akustické impedanci lidské měkké tkáně a vody; mechanická kvalita, vysoký faktor, úzká šířka pásma, vysoká křehkost, nízká pevnost v tahu, obtížné tvarování velkoplošných součástí a ultratenká vysokofrekvenční konverze. Zařízení není snadné zpracovat a další vady. V 70. letech 20. století začali vejce ošetřovat Američan R.ENewnham a LE.Cross a další. Při studiu kompozitních materiálů jsou kompozitní materiály založeny na určitém spojení piezoelektrické keramiky a polymerních materiálů. Kombinuje se objemový poměr a prostorové geometrické rozložení prostoru. Nejvíce studovanými piezoelektrickými kompozity jsou piezoelektrické kompozity 1-3 typu, které mají vysokou citlivost, nízkou akustickou impedanci, nízký faktor mechanické kvality a snadné zpracování. Kompozitní ultrazvukové snímače mohou dosáhnout vícefrekvenčního zobrazování, harmonického zobrazování a jiného nelineárního zobrazování a jejich výkon je výrazně lepší než u piezoelektrické keramické materiály . V současné době se používají některé širokopásmové konverze vyrobené z piezoelektrických kompozitních materiálů. Energetické zařízení se používá pro klinické multifrekvenční zobrazování a harmonické zobrazování. Avšak kvůli vlivu použití polymerních materiálů v kompozitním měniči, efektivní oblasti piezokeramiky, akustické impedanci a komplikovanému výrobnímu procesu je jednorozměrný multi-array měnič stále vyráběn pro použití piezoelektrické keramiky.

3. piezoelektrický monokrystalový měnič

Japonská Nomura začala s výzkumem piezoelektrických krystalových materiálů. V polovině 90. let přitahovaly piezoelektrické krystalové materiály širokou pozornost výzkumníků díky svým vynikajícím piezoelektrickým vlastnostem. V současné době po piezoelektrických krystalových měničích následují kompozitní měniče. Jeho piezoelektrický koeficient a elektromechanický vazebný koeficient jsou mnohem vyšší než u běžně používaných piezoelektrických keramických materiálů PzT. Pole měničů navržené s piezoelektrickým krystalovým materiálem má mnohem vyšší citlivost a šířku pásma než piezoelektrické keramické měniče . V roce 1999 vyvinula japonská společnost Toshiba Corporation ultrazvukový převodník PZNTgl/9 s frekvencí 3,5 MHz, který dosahoval vysokého rozlišení a silné penetrační síly a byl používán v klinické praxi. V roce 2003 vyvinula University of Southern California ve Spojených státech vysokofrekvenční jednoprvkový piezoelektrický monokrystalový měnič vyrobený ze sulfonátového materiálu (LiNbO3), který získal dobrou hloubku průniku a poměr obrazového signálu k šumu. Protože je však proces růstu monokrystalu mnohem komplikovanější než proces přípravy keramiky, nelze v současné době vyrábět piezoelektrické monokrystalické filmy srovnatelné s piezoelektrickou keramikou a v klinických aplikacích se používá pouze malý počet piezoelektrických monokrystalických měničů.

4. širokopásmový převodník

    Prvotní označení na ultrazvukové sondě, jako je 2,5, 3,5, 5, 7, 10 MHz a další provozní frekvence obecně odkazují na srdeční frekvenci, která má šířku pásma asi 1 MHz, lze ji nazvat úzkopásmovým měničem s jedním středem a je stále velká. který má velkou ztrátu vysokofrekvenčního signálu na hluboké tkáňové echo, ovlivňující ostrost a citlivost stupně ultrazvukového obrazu v polovině 80. let 20. století na základě zeslabení ultrazvuku v biologických tkáních a jejich ultrazvukových map. Vlivem obrazu je vývoj širokopásmového měniče, jako je středová frekvence 3,5 MHz, vysoká efektivní šířka pásma může dosahovat měniče asi 3MHz piezoelektrický snímač klepání pro zlepšení rozlišení při detekci povrchové tkáně a Nízká frekvence vytváří echo signál s menším útlumem, což má za následek ostřejší zobrazení struktury hluboké tkáně.V 90. letech 20. století byly v klinické diagnostice používány širokopásmové převodníky s proměnnou frekvencí a ultraširokopásmové převodníky. Pokud lze stejný převodník převést na generování ultrazvukových vln 62,5, se středem šířka pásma může dosáhnout více než 5 MHz. Ultraširokopásmové měniče byly schopny generovat ultrazvuk od 1,8 do 12 MHz. Současné Technologie harmonického zobrazování široce používaná v lůžku je také vyvinuta na bázi širokopásmových převodníků. Jako technologie. Protože je širokopásmový měnič schopen přijímat více harmonických generovaných zvukovými vlnami v tkáni, jeho balení obsahuje velké množství informací o lidském těle, které mohou zlepšit axiální rozlišení obrazu a mohou zlepšit ducha ultrazvukového zobrazovacího systému.