struttura del trasduttore ultrasonico piezoelettrico

IL il trasduttore ultrasonico è un dispositivo di conversione pressione-elettrica del suono in grado di convertire l'energia acustica superficiale e l'energia elettrica. Dal 1917, lo scienziato francese Paul Langevin scoprì l'effetto piezoelettrico inverso, utilizza cristalli di quarzo come materiali piezoelettrici. Il primo pratico trasduttore ultrasonico a cristalli di quarzo sandwich è stato sviluppato con successo bloccando due piastre di acciaio. Sebbene il trasduttore sia stato sviluppato in un line array di elementi multi-vibrazione, una matrice quadrata, un array convesso in base al numero di elementi di vibrazione. Anche la gamma graduale delle caratteristiche del raggio sonoro si è evoluta dal tipo originale senza focalizzazione alla focalizzazione elettronica unidimensionale e bidimensionale e alla focalizzazione acustica, la forma si è anche sviluppata in una varietà di trasduttori geometrici, ma la struttura dell'unità di base non è cambiata molto. La figura mostra la struttura della base Sensore a tubo piezoelettrico , si può vedere che è composta la parte base del trasduttore ultrasonico.

(2) Strato e supporto di adattamento acustico

L'adattamento può essere suddiviso in una rete di adattamento elettrico, uno strato di adattamento acustico e un adattamento di impedenza. Lo scopo è aumentare la potenza di uscita del trasduttore e l'impedenza equivalente all'interno e all'esterno deve essere il più vicina possibile o uguale. Riduzione della perdita di energia dovuta al disadattamento nel processo di propagazione. Nella trasmissione elemento disco piezoelettrico a causa dell'impedenza di ingresso. Non alto quanto il trasduttore ricevente, per trasmettere quanta più energia ultrasonica possibile nel tessuto, è necessaria l'elettricità. Adattamento della rete di impedenza.

Nella rete di adattamento elettrico, presupponendo che l'impedenza del trasduttore sia gas e l'impedenza elettrica della sorgente sia gas, il rapporto tra i trasformatori primari può essere espresso in base al rapporto tra primario e secondario del trasformatore e il Sensore piezoelettrico dei materiali P5A . La capacità equivalente CO si ottiene trovando la capacità corrispondente al circuito di sintonizzazione, che può essere espressa come frequenza di risonanza del circuito corrispondente al centro del trasduttore. È noto che la frequenza cardiaca è nota. Nel circuito di sintonizzazione RLC è possibile determinare mediante calcolo un'induttanza di adattamento adeguata.

Lo strato di adattamento dell'impedenza acustica è noto anche come materiale o strato protettivo del trasduttore, progettato per ridurre la perdita di riflessione dell'energia acustica. Migliorare l'efficienza della trasmissione delle onde sonore. C'è una grande differenza nell'impedenza acustica tra il materiale cristallino ad anello piezoelettrico e materiale di carico, al fine di migliorare la trasmissione delle onde sonore tra il wafer piezoelettrico e il carico (tessuto, acqua o lente acustica). L'introduzione dello strato di adattamento acustico è lo strato superiore di spessore appropriato e le caratteristiche di impedenza acustica e attenuazione acustica. Migliorare la sensibilità e la larghezza di banda del trasduttore è di grande aiuto. È lo strato di abbinamento acustico comune e l'acustica del materiale di supporto.

(3) Altre strutture: cavi e involucro

Un filo è un supporto che raccoglie materiale piezoelettrico per generare carica elettrica e condurre segnali elettrici. L'impedenza elettrica è spesso anche accoppiata elettricamente come del generatore di dischi piezoelettrici  materiale . Pertanto, la conduttività del materiale ha caratteristiche elettriche che presentano determinati requisiti. L'involucro esterno funge da elemento strutturale del trasduttore e generalmente determina la dimensione del trasduttore finale. Pertanto, l'alloggiamento viene spesso selezionato in base ai diversi requisiti applicativi. In alcune applicazioni speciali è spesso necessario progettare la struttura meccanica in base ai requisiti applicativi. Inoltre, l'involucro esterno protegge anche i componenti interni. Il ruolo del design non è solo il disegno della struttura della forma, ma anche le caratteristiche del materiale.