structuur van piëzo-elektrische ultrasone transducer

De ultrasone transducer is een apparaat voor geluidsdruk-elektrisch conversie dat de akoestische energie van het oppervlak en elektrische energie kan omzetten. Sinds 1917 ontdekte de Franse wetenschapper Paul Langevin het omgekeerde piëzo-elektrische effect, het gebruikt kwartskristallen als piëzo-elektrische materialen. De eerste praktische sandwich kwartskristal ultrasone transducer werd met succes ontwikkeld door twee stalen platen vast te klemmen. Hoewel de transducer is ontwikkeld tot een multi-vibratie element line array, een vierkante matrix, een convexe array volgens het aantal trillingen elementen. De gefaseerde reeks geluidsbundelkarakteristieken is ook geëvolueerd van het oorspronkelijke niet-focusserende type naar eendimensionale en tweedimensionale elektronische focussering en akoestische focussering. De vorm heeft zich ook ontwikkeld tot een verscheidenheid aan geometrische transducers, maar de basisstructuur van de eenheid is niet veel veranderd. De figuur toont de structuur van de basis piëzo-elektrische buissensor , het is te zien dat het basisgedeelte van de ultrasone transducer is samengesteld.

(2) Akoestische bijpassende laag en achterkant

Matching kan worden onderverdeeld in een elektrisch matchingnetwerk, een akoestische matchinglaag en impedantiematching. Het doel is om het uitgangsvermogen van de transducer te vergroten, en de equivalente impedantie binnen en buiten moet zo dicht mogelijk of gelijk zijn. Het verminderen van energieverlies als gevolg van mismatch in het voortplantingsproces. Bij het uitzenden piëzo-elektrisch schijfelement vanwege de ingangsimpedantie. Niet zo hoog als de ontvangende transducer, om zoveel mogelijk ultrasone energie in het weefsel over te brengen, is elektriciteit vereist Impedantienetwerkaanpassing.

In het elektrische aanpassingsnetwerk, ervan uitgaande dat de impedantie van de transducer gas is en de elektrische impedantie van de bron gas, kan de verhouding van de primaire transformatoren worden uitgedrukt volgens de verhouding tussen de primaire en secundaire van de transformator, en de P5A materialen piëzo-elektrische sensor . De equivalente capaciteit CO wordt verkregen door de capaciteit te vinden die overeenkomt met het afstemcircuit, wat kan worden uitgedrukt als de resonantiefrequentie van het bijpassende circuit in het midden van de transducer. Het is bekend dat de hartfrequentie bekend is. In het RLC-afstemcircuit kan door berekening een geschikte aanpassingsinductie worden bepaald.

De akoestische impedantie-aanpassingslaag is ook bekend als de materiaal- of beschermende laag van de transducer, die is ontworpen om het reflectieverlies van akoestische energie te verminderen. Verbetering van de efficiëntie van de overdracht van geluidsgolven. Er is een groot verschil in de akoestische impedantie tussen de piëzo-elektrisch ringkristalmateriaal en het belastingsmateriaal, om de overdracht van geluidsgolven tussen de piëzo-elektrische wafel en de belasting (weefsel, water of akoestische lens) te verbeteren. De introductie van de akoestische aanpassingslaag is de bovenste laag met de juiste dikte, en de akoestische impedantie en akoestische dempingskenmerken. Het verbeteren van de gevoeligheid en bandbreedte van de transducer is van grote hulp. Het is de gebruikelijke akoestische aanpassingslaag en akoestiek van het ondersteunende materiaal.

(3) Andere constructies: draden en behuizing

Een draad is een drager die piëzo-elektrisch materiaal verzamelt om elektrische lading te genereren en elektrische signalen te geleiden. Elektrische impedantie wordt vaak ook elektrisch afgestemd als een piëzo- schijfgeneratormateriaal  elektrisch . Daarom heeft de geleidbaarheid van het materiaal elektrische kenmerken die aan bepaalde eisen voldoen. De buitenbehuizing fungeert als een structureel onderdeel van de transducer en bepaalt in het algemeen de grootte van de uiteindelijke transducer. Daarom wordt de behuizing vaak geselecteerd op basis van verschillende toepassingsvereisten. Bij sommige speciale toepassingen is het vaak nodig om de mechanische structuur te ontwerpen volgens de toepassingsvereisten. Bovendien beschermt de buitenbehuizing ook de interne componenten. De rol van het ontwerp is niet alleen het ontwerp van de vormstructuur, maar ook de eigenschappen van het materiaal.