पीज़ोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की संरचना

अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर एक ध्वनि दबाव-विद्युत रूपांतरण उपकरण है जो सतह ध्वनिक ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा को परिवर्तित कर सकता है। 1917 से, फ्रांसीसी वैज्ञानिक पॉल लैंग्विन ने व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव की खोज की, यह क्वार्ट्ज क्रिस्टल को पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के रूप में उपयोग कर रहा है। पहला व्यावहारिक सैंडविच क्वार्ट्ज क्रिस्टल अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर दो स्टील प्लेटों को क्लैंप करके सफलतापूर्वक विकसित किया गया था। हालांकि ट्रांसड्यूसर को एक बहु-कंपन तत्व लाइन सरणी, एक वर्ग मैट्रिक्स, ए में विकसित किया गया है। कंपन तत्वों की संख्या के अनुसार उत्तल सरणी। ध्वनि किरण विशेषताओं की चरणबद्ध सरणी भी मूल गैर-फ़ोकसिंग प्रकार से एक-आयामी और दो-आयामी इलेक्ट्रॉनिक फ़ोकसिंग और ध्वनिक फ़ोकसिंग में विकसित हुई है, आकार भी विभिन्न प्रकार के ज्यामितीय ट्रांसड्यूसर में विकसित हुआ है, लेकिन मूल इकाई संरचना में बहुत बदलाव नहीं हुआ है। यह चित्र मूल की संरचना को दर्शाता है पीज़ोइलेक्ट्रिक ट्यूब सेंसर , यह देखा जा सकता है कि अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का मूल भाग बना है।

(2) ध्वनिक मिलान परत और बैकिंग

मिलान को एक विद्युत मिलान नेटवर्क, एक ध्वनिक मिलान परत और प्रतिबाधा मिलान में विभाजित किया जा सकता है। इसका उद्देश्य ट्रांसड्यूसर की आउटपुट शक्ति को बढ़ाना है, और अंदर और बाहर समतुल्य प्रतिबाधा को जितना संभव हो उतना करीब या बराबर होना आवश्यक है। प्रसार प्रक्रिया में बेमेल के कारण ऊर्जा हानि को कम करना। संचारण में इनपुट प्रतिबाधा के कारण पीजोइलेक्ट्रिक डिस्क तत्व। प्राप्त ट्रांसड्यूसर जितना ऊंचा नहीं, ऊतक में जितना संभव हो उतना अल्ट्रासोनिक ऊर्जा संचारित करने के लिए, बिजली की आवश्यकता होती है प्रतिबाधा नेटवर्क मिलान।

विद्युत मिलान नेटवर्क में, यह मानते हुए कि ट्रांसड्यूसर की प्रतिबाधा गैस है और स्रोत की विद्युत प्रतिबाधा गैस है, प्राथमिक ट्रांसफार्मर का अनुपात ट्रांसफार्मर के प्राथमिक और माध्यमिक के बीच के अनुपात के अनुसार व्यक्त किया जा सकता है, और पी5ए सामग्री पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर । समतुल्य कैपेसिटेंस सीओ ट्यूनिंग सर्किट के अनुरूप कैपेसिटेंस ढूंढकर प्राप्त किया जाता है, जिसे ट्रांसड्यूसर के बीच में मिलान सर्किट अनुनाद आवृत्ति के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। यह ज्ञात है कि हृदय आवृत्ति ज्ञात है। आरएलसी ट्यूनिंग सर्किट में, गणना द्वारा एक उपयुक्त मिलान अधिष्ठापन निर्धारित किया जा सकता है।

ध्वनिक प्रतिबाधा मिलान परत को ट्रांसड्यूसर की सामग्री या सुरक्षात्मक परत के रूप में भी जाना जाता है, जिसे ध्वनिक ऊर्जा प्रतिबिंब हानि को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ध्वनि तरंग संचरण की दक्षता में सुधार। के बीच ध्वनिक प्रतिबाधा में एक बड़ा अंतर है पीजोइलेक्ट्रिक रिंग क्रिस्टल सामग्री और लोड सामग्री, पीजोइलेक्ट्रिक वेफर और लोड (ऊतक, पानी या ध्वनिक लेंस) के बीच ध्वनि तरंगों के संचरण में सुधार करने के लिए। ध्वनिक मिलान परत की शुरूआत उचित मोटाई की ऊपरी परत है, और ध्वनिक प्रतिबाधा और ध्वनिक क्षीणन विशेषताओं, ट्रांसड्यूसर की संवेदनशीलता और बैंडविड्थ में सुधार करने से बहुत मदद मिलती है। यह सामान्य ध्वनिक मिलान परत और बैकिंग सामग्री ध्वनिकी है।

(3) अन्य संरचनाएँ: तार और आवरण

एक तार एक वाहक है जो विद्युत आवेश उत्पन्न करने और विद्युत संकेतों का संचालन करने के लिए पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री एकत्र करता है। विद्युत प्रतिबाधा को अक्सर विद्युत रूप से मिलान भी किया जाता है पीज़ोइलेक्ट्रिक डिस्क जनरेटर  सामग्री । इसलिए, सामग्री की विद्युतीय विशेषताओं की चालकता के लिए कुछ आवश्यकताएं होती हैं। बाहरी आवरण ट्रांसड्यूसर के संरचनात्मक सदस्य के रूप में कार्य करता है और आम तौर पर अंतिम ट्रांसड्यूसर का आकार निर्धारित करता है। इसलिए, आवास का चयन अक्सर विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है। कुछ विशेष अनुप्रयोगों में, अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार यांत्रिक संरचना को डिजाइन करना अक्सर आवश्यक होता है। इसके अलावा, बाहरी आवरण आंतरिक घटकों की भी सुरक्षा करता है। डिज़ाइन की भूमिका न केवल आकार संरचना का डिज़ाइन है, बल्कि सामग्री की विशेषताएं भी है।