Korkeataajuuksinen ultraäänianturi

Värähtelyanturin etenemistä väliaineessa kutsutaan aalloksi. Aallon syntymiselle on kaksi ehtoa: värähtely (aallonlähteen tuottama) ja eteneminen (väliaineen leviämisen tarve). Fluktuaatioiden synnyn mukaan se voidaan jakaa mekaanisiin aaltoihin ja sähkömagneettisiin aaltoihin. Mekaaniset aallot syntyvät mekaanisten värähtelyjen etenemisestä väliaineessa. Ultraääniaallot ovat mekaanisia aaltoja ja niiden leviäminen vaatii väliaineen. Ihmiskeholla ääniaaltojen väliaineena on erilaisia ​​akustisia ominaisuuksia eri kudoksissa, pietsokeraamiset materiaalit pietsosokkoja voidaan käyttää lääketieteellisesti kehon elinten fysiologisten ominaisuuksien diagnosointiin.

Vuonna 1917 ranskalainen tiedemies Paul Langevin löysi käänteisen pietsosähköisen ilmiön, joka on pietsosähköisen materiaalin pintaa pitkin. Tietty jännite syötetään sähköakselin suuntaan ja sähkökentän vaikutuksesta pietsosähköisen putken vahvistimen sisällä olevien positiivisten ja negatiivisten varausten keskipiste siirtyy. Siksi materiaalin sisällä syntyy onnistuneesti muodonmuutos, jännitys, joka synnyttää ensin. Langevin-anturi on suhteellisen yksinkertainen käyttää PZT-materiaalin pietsokiskot muodostavat kvartsikiteitä pietsosähköisenä materiaalina ja muodostetaan puristamalla kaksi teräslevyä. Sen huonon stabiiliuden, alhaisen lujuuden ja pienen tehokapasiteetin vuoksi. Puutteet korvattiin laminoiduilla magnetostriktiivisilla muuntimilla, jotka ilmestyivät vuoden 1933 jälkeen. Myöhemmässä vaiheessa se on sähköstriktio ferrosähköisillä materiaaleilla (keraaminen happo), pietsosähköisellä keramiikalla (lyijyhappo, lyijy-PZT). ultraäänimuuntimet.

1970-luvulla kehitettiin pietsosähköisiä keraamisia komposiitteja käyttämällä PvDF:ää substraattina ja PZT:tä kiinnitettynä alustaan. Materiaalilla on parempi suorituskyky kuin puhtaalla pietsosähköisellä keramiikalla ja se voi parantaa materiaalin yhteensopivuusominaisuuksia paremmin. Tähän asti suurin osa pietsosähköisistä materiaaleista lääketieteellisissä ultraääniantureissa on käytetty komposiittimateriaaleja pietsosähköisinä materiaaleina. Verrattuna yksivaiheisiin pietsosähköisiin komposiitteihin, pietsosähköisillä komposiiteilla on suurempi paksuussuuntainen sähkömekaaninen kerroin, alhainen akustinen impedanssi, alhainen lateraalinen sähkömekaaninen koheesiokerroin, alhainen dielektrisyysvakio, alhainen mekaaninen laatukerroin ja hyvä hallinnan joustavuus. PZT-52 pietsoputki korkean suorituskyvyn kliiniseen diagnoosiin. Esimerkiksi ultrakorkeataajuiset laajakaistaiset pienoismuuntimet. Pietsosähköisten materiaalien kehityksen myötä valmistusprosesseissa on parannuksia, prosessointiteho paranee, ja myös ultraäänidiagnoosin taajuus kasvaa ja nousee. Korkeataajuinen ultraäänimuunnin on sydämen taajuus > 20MHZ, erityisesti korkeataajuuksiset ultraäänianturit voivat parantaa kohdealueen kuvantamisresoluutiota,ultraäänibiologinen mikroskooppi (UBM), valokuvaakustinen kuvantaminen, (valokuvaakustinen kuvantaminen, PAI), ultraääni (IVUS) Ja pienillä eläinkokeilla ja muilla aloilla on tämä laaja sovellusalue.