Високочастотний сфокусований ультразвуковий датчик

Поширення вібрації датчика в середовищі називають хвилею. Є дві умови для генерації хвилі: вібрація (генерується джерелом хвилі) і розповсюдження (потреба в поширенні середовища). За генерацією коливань його можна розділити на механічні хвилі та електромагнітні хвилі. Механічні хвилі породжуються поширенням механічних коливань у середовищі. Ультразвукові хвилі є механічними хвилями, і для їх поширення потрібне середовище. Людське тіло як середовище звукових хвиль має різні акустичні властивості в різних тканинах, П'єзокерамічні матеріали П'єзодиски можна використовувати в медицині для діагностики фізіологічних характеристик органів тіла.

У 1917 році французький вчений Поль Ланжевен відкрив зворотний п'єзоелектричний ефект, який виникає вздовж поверхні п'єзоелектричного матеріалу. Певна напруга прикладається в напрямку електричної осі, і через дію електричного поля центр позитивних і негативних зарядів всередині п'єзоелектричного підсилювача зміщується. Тому всередині матеріалу створюється напруга, яка викликає деформацію матеріалу. і успішно розробляється перший практичний. Датчик Ланжевена відносно простий у використанні PZT матеріал п'єзодисків кристали кварцу як п'єзоелектричний матеріал і сформований шляхом затискання двох сталевих пластин. Через низьку стабільність, низьку міцність і низьку потужність. Недоліки були замінені ламінованими магнітострикційними перетворювачами, які з'явилися після 1933 року. На пізнішому етапі це електрострикція з сегнетоелектричними матеріалами (керамічна кислота), п'єзоелектрична кераміка (свинцева кислота, свинцевий PZT). Розвиток матеріалів і зрілість процесу поляризації призвели до вивчення сендвіча п'єзоелектричний ультразвукові перетворювачі.

У 1970-х роках п’єзоелектричні керамічні композити були розроблені з використанням PvDF як підкладки та PZT, прикріпленого до підкладки. Матеріал має кращі характеристики, ніж чиста п’єзоелектрична кераміка, і може краще покращити відповідні характеристики матеріалу. До цих пір більшість п'єзоелектричних матеріалів в медичні ультразвукові перетворювачі використовують композитні матеріали як п’єзоелектричні матеріали. У порівнянні з однофазними п’єзоелектричними композитами, п’єзоелектричні композити мають вищий електромеханічний коефіцієнт напрямку товщини, низький акустичний опір, низький коефіцієнт бічної електромеханічної когезії, низьку діелектричну проникність, низький механічний коефіцієнт якості, а також хорошу гнучкість і керованість, що полегшує виготовлення сорт високопродуктивних П'єзотрубка PZT-52 для високоефективної клінічної діагностики. Такі як надвисокочастотні, широкосмугові, мініатюрні датчики. З розвитком п’єзоелектричних матеріалів удосконалюються виробничі процеси, підвищується потужність обробки, а частота ультразвукової діагностики також стає все вищою. Високочастотний ультразвуковий перетворювач має частоту серця >20 МГц, особливо високочастотні ультразвукові перетворювачі можуть покращити роздільну здатність зображення цільової області, ультразвуковий біологічний мікроскоп (UBM), фотоакустична візуалізація (фотоакустична візуалізація, PAI), ультразвук (IVUS). Експерименти на невеликих тваринах та інші галузі мають широкі перспективи застосування, і ця тема базується на цьому фоні.