Przetwornik ultradźwiękowy o wysokiej częstotliwości

Rozchodzenie się czujnika drgań w ośrodku nazywa się falą. Istnieją dwa warunki generowania fali: wibracje (generowane przez źródło fali) i propagacja (konieczność propagowania ośrodka). Ze względu na powstawanie fluktuacji można je podzielić na fale mechaniczne i fale elektromagnetyczne. Fale mechaniczne powstają w wyniku propagacji drgań mechanicznych w ośrodku. Fale ultradźwiękowe są falami mechanicznymi i do ich rozchodzenia się potrzebne są media. Ciało ludzkie jako ośrodek fal dźwiękowych ma różne właściwości akustyczne w różnych tkankach, Materiały piezoceramiczne Krążki piezoelektryczne mogą być stosowane w medycynie do diagnozowania cech fizjologicznych narządów w organizmie.

W 1917 roku francuski naukowiec Paul Langevin odkrył odwrotny efekt piezoelektryczny, który występuje wzdłuż powierzchni materiału piezoelektrycznego. W kierunku osi elektrycznej przykładane jest określone napięcie, a pod wpływem pola elektrycznego środek ładunków dodatnich i ujemnych wewnątrz wzmacniacza piezoelektrycznego ulega przemieszczeniu. W związku z tym wewnątrz materiału powstają naprężenia, które powodują deformację materiału i pomyślnie rozwija się pierwszy praktyczny. Przetwornik Langevina jest stosunkowo prosty w użyciu Dyski piezoelektryczne z materiału PZT kryształy kwarcu są materiałem piezoelektrycznym i są formowane przez zaciśnięcie dwóch stalowych płytek. Ze względu na słabą stabilność, małą wytrzymałość i małą moc. Wady zastąpiono laminowanymi przetwornikami magnetostrykcyjnymi, które pojawiły się po 1933 roku. W późniejszym etapie następuje elektrostrykcja z materiałami ferroelektrycznymi (kwas ceramiczny), ceramiką piezoelektryczną (kwas ołowiowy, ołów PZT). Rozwój materiałów i dojrzałość procesu polaryzacji doprowadziły do ​​​​badań piezoelektryków warstwowych. przetworniki ultradźwiękowe.

W latach 70. XX wieku opracowano piezoelektryczne kompozyty ceramiczne, wykorzystując PvDF jako podłoże i PZT przymocowany do podłoża. Materiał ma lepszą wydajność niż czysta ceramika piezoelektryczna i może lepiej poprawić właściwości dopasowania materiału. Do tej pory większość materiałów piezoelektrycznych w medycznych przetwornikach ultradźwiękowych zastosowano materiały kompozytowe jako materiały piezoelektryczne. W porównaniu z jednofazowymi kompozytami piezoelektrycznymi, kompozyty piezoelektryczne mają współczynnik elektromechaniczny kierunku większej grubości, niską impedancję akustyczną, niski współczynnik kohezji elektromechanicznej bocznej, niską stałą dielektryczną, niski współczynnik jakości mechanicznej oraz dobrą elastyczność i sterowność, co ułatwia wykonywanie różnorodnych, wysokowydajnych przetworników Rurka piezoelektryczna PZT-52 do wysokowydajnej diagnostyki klinicznej. Takie jak miniaturowe przetworniki ultrawysokiej częstotliwości, szerokopasmowe. Wraz z rozwojem materiałów piezoelektrycznych następuje ulepszenie procesów produkcyjnych. Poprawia się moc przetwarzania, a częstotliwość diagnostyki ultradźwiękowej jest coraz wyższa. Przetwornik ultradźwiękowy o wysokiej częstotliwości ma częstotliwość serca> 20 MHz, szczególnie przetworniki ultradźwiękowe skupione na wysokiej częstotliwości mogą poprawić rozdzielczość obrazowania obszaru docelowego, ultradźwiękowy mikroskop biologiczny (UBM), obrazowanie fotoakustyczne (obrazowanie fotoakustyczne, PAI), ultradźwięki (IVUS). Eksperymenty na małych zwierzętach i inne dziedziny mają szerokie perspektywy zastosowania, a ten temat opiera się na tym tle.