struktura piezoelektričnog ultrazvučnog pretvarača

The ultrazvučni pretvornik je uređaj za pretvorbu zvučnog tlaka u električnu energiju koji može pretvoriti površinsku akustičnu energiju i električnu energiju. Od 1917. godine francuski znanstvenik Paul Langevin otkrio je inverzni piezoelektrični učinak, on koristi kvarcne kristale kao piezoelektrične materijale. Prva praktična ultrazvučna sonda s kvarcnim kristalom u obliku sendviča uspješno je razvijena stezanjem dviju čeličnih ploča. Iako je pretvornik je razvijen u viševibracijski linijski niz, kvadratnu matricu, konveksni niz prema broju vibracijskih elemenata. Fazni niz karakteristika zvučne zrake također je evoluirao od izvorne vrste bez fokusiranja do jednodimenzionalnog i dvodimenzionalnog elektroničkog fokusiranja i akustičnog fokusiranja, oblik se također razvio u različite geometrijske pretvarače, ali struktura osnovne jedinice nije se značajno promijenila. Na slici je prikazana struktura osn senzor s piezoelektričnom cijevi , vidi se da je osnovni dio ultrazvučnog pretvarača sastavljen.

(2) Akustički odgovarajući sloj i podloga

Usklađivanje se može podijeliti na mrežu električnog usklađivanja, sloj akustičnog usklađivanja i usklađivanje impedancije. Svrha je povećati izlaznu snagu pretvarača, a ekvivalentna impedancija unutar i izvana mora biti što je moguće bliža ili jednaka. Smanjenje gubitka energije zbog neusklađenosti u procesu širenja. U odašiljanju piezoelektrični disk element zbog ulazne impedancije. Nije tako visoka kao prijamni pretvarač, kako bi se prenijelo što više ultrazvučne energije u tkivo, potrebna je električna energija usklađena impedancija mreže.

U mreži električnog usklađivanja, uz pretpostavku da je impedancija pretvarača plin, a električna impedancija izvora plin, omjer primarnih transformatora može se izraziti prema omjeru između primara i sekundara transformatora, a P5A materijali piezoelektrični senzor . Ekvivalentni kapacitet CO dobiva se pronalaženjem kapaciteta koji odgovara krugu za ugađanje, što se može izraziti kao frekvencija rezonancije kruga podudaranja u sredini pretvornika. Poznato je da je poznata srčana frekvencija. U RLC krugu za ugađanje, odgovarajući induktivitet prilagodbe može se odrediti proračunom.

Sloj za usklađivanje akustične impedancije također je poznat kao materijal ili zaštitni sloj pretvornika, koji je dizajniran za smanjenje gubitka refleksije akustične energije. Poboljšanje učinkovitosti prijenosa zvučnih valova. Postoji velika razlika u akustičnoj impedanciji između kristalni materijal piezoelektričnog prstena i materijal opterećenja, kako bi se poboljšao prijenos zvučnih valova između piezoelektrične pločice i opterećenja (tkiva, vode ili akustične leće). Uvođenje sloja akustičnog podudaranja je gornji sloj odgovarajuće debljine, a akustična impedancija i karakteristike akustičnog prigušenja, Poboljšanje osjetljivosti i propusnosti pretvornika je od velike važnosti pomoć. to je uobičajena akustika sloja i podložnog materijala za akustičko podudaranje.

(3) Ostale strukture: žice i kućište

Žica je nosač koji skuplja piezoelektrični materijal za generiranje električnog naboja i provođenje električnih signala. Električna impedancija često se također električno usklađuje kao za generator piezoelektričnog diska  materijal . Stoga, vodljivost materijala ima električne karakteristike imaju određene zahtjeve. Vanjsko kućište djeluje kao strukturni član sonde i općenito određuje veličinu konačne sonde. Stoga se kućište često odabire prema različitim zahtjevima primjene. U nekim posebnim primjenama često je potrebno dizajnirati mehaničku strukturu prema zahtjevima primjene. Osim toga, vanjsko kućište također štiti unutarnje komponente. Uloga dizajna nije samo dizajn strukture oblika, već i karakteristike materijala.