Trasduttore ad ultrasuoni focalizzati ad alta frequenza

La propagazione del sensore di vibrazione nel mezzo viene definita onda. Esistono due condizioni per generare un'onda: vibrazione (generata dalla sorgente dell'onda) e propagazione (necessità di propagare il mezzo). Secondo la generazione delle fluttuazioni, può essere suddiviso in onde meccaniche e onde elettromagnetiche. Le onde meccaniche sono generate dalla propagazione delle vibrazioni meccaniche nel mezzo. Le onde ultrasoniche sono onde meccaniche e la loro propagazione necessita dei mezzi. Il corpo umano come mezzo di onde sonore ha proprietà acustiche diverse nei diversi tessuti, I dischi piezoelettrici in materiali piezoceramici possono essere utilizzati in medicina per diagnosticare le caratteristiche fisiologiche degli organi del corpo.

Nel 1917, lo scienziato francese Paul Langevin scoprì l'effetto piezoelettrico inverso, che si verifica lungo la superficie del materiale piezoelettrico. Una certa tensione viene applicata nella direzione dell'asse elettrico e, a causa dell'azione del campo elettrico, il centro delle cariche positive e negative all'interno dell'amplificatore a tubo piezoelettrico viene spostato. Pertanto, all'interno del materiale viene generato uno stress, che provoca la deformazione del materiale e il primo pratico viene sviluppato con successo. Il trasduttore Langevin è relativamente semplice da usare Dischi piezoelettrici in materiale PZT, cristalli di quarzo come materiale piezoelettrico e formati mediante il serraggio di due piastre di acciaio. A causa della sua scarsa stabilità, bassa resistenza e bassa capacità di potenza. I difetti furono sostituiti da trasduttori magnetostrittivi laminati apparsi dopo il 1933. Nella fase successiva, si tratta dell'elettrostrizione con materiali ferroelettrici (acido ceramico), ceramica piezoelettrica (piombo acido, piombo PZT). Lo sviluppo dei materiali e la maturità del processo di polarizzazione hanno portato allo studio del piezoelettrico sandwich trasduttori ad ultrasuoni.

Negli anni '70, furono sviluppati compositi ceramici piezoelettrici utilizzando PvDF come substrato e PZT attaccato a un substrato. Il materiale ha prestazioni migliori rispetto alla ceramica piezoelettrica pura e può migliorare meglio le caratteristiche di adattamento del materiale. Fino ad ora, la maggior parte dei materiali piezoelettrici i trasduttori ultrasonici medici hanno utilizzato materiali compositi come materiali piezoelettrici. Rispetto ai compositi piezoelettrici monofase, i compositi piezoelettrici hanno un coefficiente elettromeccanico di direzione dello spessore più elevato, una bassa impedenza acustica, un basso coefficiente di coesione elettromeccanica laterale, una bassa costante dielettrica, un basso fattore di qualità meccanica e una buona flessibilità e controllabilità facilitano la realizzazione di una varietà di trasduttori ad alte prestazioni Tubo piezoelettrico PZT-52 per diagnosi cliniche ad alte prestazioni. Come trasduttori miniaturizzati a banda larga ad altissima frequenza. Con lo sviluppo di materiali piezoelettrici, ci sono miglioramenti nei processi di produzione, la potenza di elaborazione è migliorata e anche la frequenza per la diagnosi ultrasonica sta diventando sempre più alta. Il trasduttore ultrasonico ad alta frequenza ha una frequenza cardiaca > 20 MHZ, in particolare i trasduttori ultrasonici focalizzati ad alta frequenza possono migliorare la risoluzione dell'immagine dell'area target, il microscopio biologico a ultrasuoni (UBM), l'imaging fotoacustico, (imaging fotoacustico, PAI), gli ultrasuoni (IVUS). Gli esperimenti su piccoli animali e altri campi hanno ampie prospettive di applicazione e questo argomento si basa su questo background.