Trasduttore ceramico piezoelettrico focalizzato ad alta frequenza

Principali applicazioni dell'alta frequenza ultrasuoni focalizzati ad alta intensità in patria e all'estero. Con lo sviluppo dei materiali dei trasduttori e delle tecniche di fabbricazione meccanica, la frequenza dei trasduttori a ultrasuoni sta aumentando. In generale, le onde sonore a frequenza più elevata possono risolvere i tessuti biologici più fini, determinando una maggiore risoluzione dell'immagine. Il rapporto tra la frequenza e la lunghezza d'onda dell'onda ultrasonica, c è la velocità di propagazione dell'onda ultrasonica nel mezzo, a seconda delle proprietà meccaniche del mezzo. Il valore limite della sua risoluzione è teoricamente la metà della lunghezza d'onda dell'onda ultrasonica. Pertanto, aumentando la frequenza acustica l'elemento ceramico piezoelettrico può migliorare la risoluzione del trasduttore ultrasonico. In generale, la risoluzione spaziale include sia la risoluzione assiale che la risoluzione laterale. Inoltre, la relazione tra risoluzione assiale (a 3 dB) e frequenza ultrasonica.

Si può vedere che la risoluzione spaziale del trasduttore a ultrasuoni include sia la risoluzione laterale che quella longitudinale. tra questi, la risoluzione verticale dipende dalla lunghezza d'onda degli ultrasuoni e dalla larghezza di banda del trasduttore (B e larghezza, Bw), divisione laterale. La risoluzione dipende dalla dimensione dell'apertura del trasduttore (apertura), dalla profondità di fuoco (f) e dalla lunghezza ultrasonica. pertanto, al fine di migliorare la risoluzione spaziale del trasduttore ultrasonico, è possibile aumentare la frequenza di cristallo del sensore piezoelettrico . Maggiore è la lunghezza d'onda, migliore è la risoluzione assiale. Allo stesso tempo, a causa del raggio acustico prodotto dal trasduttore, è spesso divergente nella direzione orizzontale, quindi per ottenere una migliore risoluzione laterale, è necessario aggregare le onde ultrasoniche. Pertanto, il trasduttore di focalizzazione può migliorare ulteriormente la risoluzione laterale del trasduttore a ultrasuoni.

I sensori piezoelettrici in materiali piezoceramici sono utilizzati principalmente per la diagnosi extracorporea perché sono attenuati dalle onde ultrasoniche. La frequenza centrale del trasduttore tende ad essere inferiore. Ad esempio, per la diagnosi addominale e la diagnosi cardiaca. Il trasduttore a ultrasuoni ha un intervallo di frequenza compreso tra 3 MHz e 10 MHz. Tuttavia, con la tecnologia di produzione meccanica, è lo sviluppo di materiali piezoelettrici e vari metodi diagnostici interventistici intracavità. Far venire la frequenza del trasduttore ultrasonico. Il campo di applicazione degli ultrasuoni ad alta frequenza è la tecnica di imaging endoscopico interventistico (WUS), la frequenza del trasduttore può raggiungere da 20 MHz a 60 MHZ, la risoluzione può raggiungere diverse decine di micrometri e l'arteria coronaria può essere controllata in tempo reale, preferibilmente distinguendo la struttura fine della parete vascolare e rilevando la placca vascolare è di grande valore e significato per la diagnosi di aterosclerosi coronarica, placca coronarica e stenosi. Il Canada ha introdotto già intorno al 2002 un imager a ultrasuoni con una risoluzione inferiore a 100 um negli esperimenti su piccoli animali, come ad esempio il 20 MHz tubo ad ultrasuoni piezoelettrico per la diagnosi dermatologica, sviluppato nel 1986, e il trasduttore ultrasonico ad alta frequenza da 50 MHz prodotto da TPM nel 1996 per misurare lo spessore di vari strati e lesioni. un team di professori dell'Università della California del Sud presso KK Shung nel 2006 ha sviluppato un trasduttore ultrasonico ad array lineare focalizzato ad alta frequenza da 30 MHz e 35 MHz per la diagnosi oftalmologica e la diagnosi di malattie oftalmiche come glaucoma, traumi oculari, malattie della cornea, ecc.