بررسی ویژگی‌های صوتی مبدل اولتراسونیک پزشکی با فرکانس بالا

تحقیق در مورد مواد لایه مبدل صوتی در دهه 1980 آغاز شد. در سال 1998، Kim Yeonbo و Roh Yongrae از روش تجزیه و تحلیل دامنه زمانی استفاده کردند تا از نظر تئوری یک ساختار مناسب برای پهنای باند، ساختار اولتراسوند با انرژی بالا از دستگاه انرژی و بهترین مقدار تطبیق امپدانس آکوستیک است. یاسوهارو هوسونو به RTv سیلیکون داد. این لاستیک با فلز ریز و پودر اکسید مخلوط می شود تا خواص صوتی آن تغییر کند و روی فرکانس پایین اعمال می شود. سنسور مبدل اولتراسونیک . در سنسور آکوستیک، مشکل تطبیق امپدانس صوتی بین لنز و بدن انسان بهتر حل می شود. در سال 2013، دانشمندان تایوانی Feng Guohua و Liu Weifan به منظور دستیابی به مبدل تطبیق امپدانس آکوستیک ایده آل، گرادیان یک میکرو پیزوالکتریک با استفاده از ترانسدیوسر پارازیل آلتراسونیک برای بهبود انتقال انرژی مافوق صوت و ترانسدیوسر مافوق صوت، برنده شدند. پهنای باند مبدل است، اما روش پیچیده تر و تولید کمتر است. در حال حاضر، تحقیقات در مورد مواد تطبیق عمدتا بر روی مرکز متمرکز است فرکانس مبدل‌های 49 کیلوهرتز که معمولاً در پزشکی بالینی استفاده می‌شود. در محدوده فرکانس پایین 1.0 تا 7.5 مگاهرتز، مواد عمدتاً اپوکسی یا پلاستیک با خواص صوتی ثابت هستند.

در توسعه مبدل اولتراسونیک با دقت بالا ، مواد پیزوالکتریک آکوستیک به دلیل تضعیف آکوستیک با افزایش شاخص فرکانس. ویژگی‌های صوتی دارای الزامات بالاتری هستند و مواد تطبیق صوتی و لنزهای صوتی موجود اغلب نمی‌توانند تقاضا را برآورده کنند. زیرا اصلاح مواد و مطالعه خواص صوتی فرکانس بالا مواد اصلاح شده بسیار مهم است. این بخش از شبیه‌سازی مدل نظری و مطالعه تجربی نمونه با جنبه‌های مواد لاستیکی سیلیکونی متفاوت است. کسر حجمی ذرات آلومینا ویژگی‌های آن‌ها مانند سرعت صوت، تضعیف صدا و امپدانس صوتی را تغییر می‌دهد. تطبیق حجم صوتی 20 مگاهرتز مبدل‌های فرکانس بالا و نسبت حجمی بهینه برای ساخت ترانس‌دیوسرها ایجاد شده است.

مواد کامپوزیت پیزوالکتریک نوع 1-3 دارای ضریب تصادف الکترومکانیکی جهت ضخامت بالا، امپدانس صوتی کم، دستگاه عرضی کم است. دارای ضریب پیوستگی الکتریکی، ثابت دی الکتریک پایین، ضریب کیفیت مکانیکی پایین، انعطاف پذیری و کنترل پذیری خوب است. برای استفاده به عنوان یک ماده پیزوالکتریک در مبدل های اولتراسونیک پزشکی مناسب است. این بخش از روش برش و پر کردن برای تهیه مواد کامپوزیت پیزوالکتریک نوع l-3 استفاده می کند که با تمرکز سطوح کروی و استوانه ای روی مواد کامپوزیت پیزوالکتریک نوع l-3 ساخته شده است. این مبدل اولتراسوند با فرکانس بالا است.

 از آنجایی که کامپوزیت پیزوالکتریک نوع l-3 دارای ضریب پیوستگی الکترومکانیکی جهت ضخامت بالایی است.مدار سنسور فاصله مبدل دارای امپدانس صوتی کم و متقاطع کم است که دارای ضریب پیوستگی الکترومکانیکی، ثابت دی الکتریک پایین، ضریب کیفیت مکانیکی پایین، انعطاف پذیری و کنترل پذیری است. برای استفاده به عنوان ماده پیزوالکتریک در مبدل های اولتراسونیک پزشکی مناسب تر است. این مقاله از روش برش و پر کردن استفاده می کند. آنها مواد کامپوزیت پیزوالکتریک نوع l-3 را تهیه کردند که در آن فرمول هندسی ماده کامپوزیت پوکسی نوع 1-3 PzT-SH/E تهیه شده است. مشاهده می شود که ستون سرامیکی پیزوالکتریک دارای سطح مقطع مربع، ریف عرض ستون 36.03 um و ضخامت d
یک پست سرامیکی پیزوالکتریک با پریود 36.52 um است که عرض شکاف در آن 24.14 um است. در نهایت، الف سنسور محدوده یاب اولتراسونیک دارای کسر حجمی مواد سرامیکی پیزوالکتریک 84/35 درصد به دست آمد.