Razvoj tehnologije ultrazvučnih piezoelektričnih keramičkih pretvornika

 1. Tehnologija medicinskog ultrazvučnog snimanja četiri su tehnologije medicinskog snimanja moderne tehnologije medicinskog snimanja i naširoko se koristi u kardiologiji, opstetriciji, oftalmologiji, jetri, bubrezima, žučnom mjehuru i vaskularnom sustavu. U usporedbi s drugim tehnologijama snimanja, ultrazvučna tehnologija ima jedinstvene prednosti dobre izvedbe u stvarnom vremenu, bez oštećenja i niske cijene,ultrazvučni žičani keramički disk naširoko se koristi u praktičnoj kliničkoj praksi. Ultrazvučna tehnologija snimanja tehnika je za obradu slike korištenjem ultrazvučnih valova emitiranih iz ultrazvučnih sondi za ulazak u ljudsko tkivo i reflektiranje odjeka na različitim granicama tkiva ljudskog tijela. Ultrazvučni pretvarač je i ultrazvučni odašiljač i prijemnik odjeka. To je najkritičnija akustična komponenta u medicinskim ultrazvučnim sustavima za snimanje i jamstvo je za dobivanje visokokvalitetnih slika. Rađanje raznih novih funkcija i metoda snimanja također je neodvojivo od inovacije tehnologije pretvarača. Ovaj rad raspravlja o razvoju i izgledima tehnologije ultrazvučnih sondi.

2. piezoelektrični kompozitni pretvarač

    trenutno, piezoelektrična keramika najčešće su korišteni materijali u ultrazvučnim pretvornicima za snimanje slike, koji imaju visoku učinkovitost elektromehaničke pretvorbe. Lako se slaže sa strujnim krugovima, stabilna izvedba, jednostavna obrada i niska cijena, naširoko se koristi. U isto vrijeme, električni keramički materijali također imaju veliku akustičnu impedanciju, koju nije lako uskladiti s akustičkom impedancijom ljudskog mekog tkiva i vode; mehanička kvaliteta,visoki faktor, uska propusnost,visoka krtost, niska vlačna čvrstoća, teško je oblikovati komponente velike površine i ultratanka visokofrekventna pretvorba.Uređaj nije jednostavan za obradu i drugi nedostaci. U 1970-ima, Amerikanci R.ENewnham i LE.Cross i drugi počeli su tretirati jaja. U proučavanju kompozitnih materijala, kompozitni materijali se temelje na određenoj vezi između piezoelektrične keramike i polimernih materijala. Kombiniraju se omjer volumena i prostorno geometrijska raspodjela prostora. Najviše proučavani piezoelektrični kompoziti su piezoelektrični kompoziti tipa 1-3, koji imaju visoku osjetljivost, nisku akustičnu impedanciju, nizak mehanički faktor kvalitete i laku obradu. Kompozitni ultrazvučni pretvornici mogu postići multifrekventno oslikavanje, harmonično oslikavanje i drugo nelinearno oslikavanje, a njihova je izvedba znatno bolja od piezoelektrični keramički materijali . Trenutno se koriste neke širokopojasne pretvorbe izrađene od piezoelektričnih kompozitnih materijala. Energetski uređaj primjenjuje se na kliničko multifrekventno oslikavanje i harmonično oslikavanje. Međutim, zbog utjecaja upotrebe polimernih materijala u kompozitnom pretvorniku, efektivne površine piezo keramike, akustične impedancije i kompliciranog procesa proizvodnje, jednodimenzionalni višenizni pretvornik još uvijek se izrađuje za korištenje piezoelektrične keramike.

3.piezoelektrični monokristalni pretvarač

Japanska Nomura započela je istraživanje piezoelektričnih kristalnih materijala. Sredinom 1990-ih, piezoelektrični kristalni materijali su privukli široku pozornost istraživača zbog svojih izvrsnih piezoelektričnih svojstava. Trenutno piezoelektrične kristalne pretvornike slijede kompozitni pretvornici. Njegov piezoelektrični koeficijent i koeficijent elektromehaničke sprege puno su veći od uobičajeno korištenih PzT piezoelektričnih keramičkih materijala. Niz pretvornika dizajniran s piezoelektričnim kristalnim materijalom ima mnogo veću osjetljivost i propusnost od piezoelektrični keramički pretvornici . Godine 1999. Toshiba Corporation iz Japana razvila je 3,5MHz PZNTgl/9 ultrazvučnu sondu, koja je postigla visoku rezoluciju i snažnu moć prodora te se koristila u kliničkoj praksi. Godine 2003. Sveučilište Južne Kalifornije u Sjedinjenim Državama razvilo je visokofrekventni jednoelementni piezoelektrični monokristalni pretvornik izrađen od sulfonatnog materijala (LiNbO3), koji je postigao dobru dubinu prodiranja i omjer signala i šuma slike. Međutim, budući da je proces rasta monokristala puno kompliciraniji od procesa pripreme keramike, trenutno se ne mogu proizvesti piezoelektrični monokristalni filmovi usporedivi s piezoelektričnom keramikom, a samo se mali broj piezoelektričnih monokristalnih pretvarača koristi u kliničkim primjenama.

4. širokopojasni pretvarač

    Rane oznake na ultrazvučnoj sondi kao što su 2,5, 3,5, 5, 7, 10MHz i druge radne frekvencije općenito se odnose na srčanu frekvenciju, koja ima širinu pojasa od oko 1 MHz, može se nazvati uskopojasnom sondom s jednom središnjom frekvencijom i još uvijek je velika. koji ima veliki gubitak visokofrekventnog signala u dubokom tkivnom odjeku, što utječe na oštrinu i osjetljivost ultrazvučne slike stupnja sredinom 1980-ih, na temelju prigušenja ultrazvuka u biološkim tkivima i njihovim ultrazvučnim mapama. Utjecaj slike je razvoj širokopojasnog pretvarača, kao što je središnja frekvencija od 3,5 MHz, učinkovita širina pojasa može doseći oko 3MHz sonde, koja koristi visokofrekventni pretvarač piezoelektrični knock senzor za poboljšanje razlučivosti pri otkrivanju površinskog tkiva, a Niska frekvencija stvara eho signal s manjim prigušenjem, što je rezultiralo oštrijim prikazom slike duboke strukture tkiva. 1990-ih, širokopojasni pretvarači promjenjive frekvencije i ultraširokopojasni pretvarači korišteni su u kliničkoj dijagnostici. Ako se isti pretvarač može pretvoriti u generiranje ultrazvučnih valova sa središnjom frekvencijom od 2,5, 3,5 i 6 MHz, širina pojasa može doseći više od 5MHz. Ultraširokopojasni pretvarači uspjeli su generirati ultrazvuk od 1,8 do 12 MHz. Trenutna Tehnologija harmoničkih slika koja se naširoko koristi u krevetu također je razvijena na temelju širokopojasnih pretvarača. Kao tehnologija. Budući da širokopojasni pretvarač može primiti višestruke harmonike generirane zvučnim valovima u tkivu, njegov paket sadrži veliku količinu informacija o ljudskom tijelu, što može poboljšati aksijalnu rezoluciju slike i može poboljšati duh ultrazvučnog sustava za snimanje.