Ultrazvukové prevodníky sa používajú v mnohých priemyselných a lekárskych aplikáciách. Čítajte ďalej, aby ste vedeli, aké sú ich hlavné časti a ako fungujú.
prevodník
Prevodníky sú špeciálne prístroje, ktoré majú schopnosť premeniť jeden druh energie na druhý. Prevodník je životne dôležitou súčasťou sonografie alebo ultrazvukového zobrazovania. V sonografii je kamera prevodníkom. Keď sa na fotoaparát aplikuje elektrický náboj, kamera premení túto energiu na vibrácie. Toto je známe ako piezoelektrický efekt. Vibrácie sú vo forme zvukových vĺn. Kamera je vyrobená z rôznych komponentov. Každá z týchto zložiek hrá úlohu pri výrobe zvukových vĺn, pri prenose týchto zvukových vĺn do tela a pri prijímaní ozvien z tela.
Piezoelektrické kryštály
Hlavnými komponentmi fotoaparátu sú piezoelektrické kryštály . Kryštály v ultrazvukovom meniči sú zvyčajne syntetické kryštály vyrobené z PZT (titaničitan zirkoničitý olovnatý). Kryštály spôsobujú vibrácie, keď na ne pôsobí napätie. Frekvencia vibrácií závisí od množstva napätia aplikovaného na kryštály a frekvencia zvukových vĺn závisí od frekvencie vibrácií.
ohnisko
Kryštál použitý v ultrazvukovom prevodníku má tvar podobný kruhovej šošovke. Zvukový lúč je premietaný z kryštálu. Priemer zvukového lúča je spočiatku rovnaký ako priemer kryštálu. Keď sa priemer lúča zmenší na polovicu svojho pôvodného priemeru, zaostrenie sa dosiahne. Po zaostrení sa priemer opäť zvýši. Aby bolo možné vytvoriť obraz, ktorý je dvojrozmerný, používa ultrazvukový menič veľa piezoelektrických kryštálov.
nastavenie
Je dôležité upraviť nastavenia na ultrazvukovom prístroji. Je to preto, že prirodzené zameranie lúča nestačí na získanie presného obrazu konkrétnych častí. Požadované zameranie závisí od vzdialenosti medzi prevodníkom a časťou. Na zlepšenie zaostrenia sa používajú nástroje, ako sú zrkadlá a šošovky. Sonographer upravuje nastavenia na ultrazvukovom stroji tak, aby ovládal elektronické zaostrovanie. Keď sa zmení zaostrenie, ultrazvukový prevodník aplikuje napätie v rôznych časoch na rôzne kryštály. Takto sa zmení zaostrenie lúča.
Akustická impedancia
Akustická impedancia je spôsobená rýchlosťou zvukovej vlny a hustotou materiálu. Rýchlosť zvukovej vlny závisí od typu materiálu, ktorým prechádza. Ak materiály nemajú rovnakú akustickú impedanciu, je ťažké odčítať sonogram. Je to preto, že zvuk sa odrazí späť na nástroj. Množstvo zvuku, ktoré sa odrazí a bude prenášané telom, závisí od rozdielu v akustických impedanciách materiálov. Vzduch a kryštál majú veľmi odlišné akustické impedancie. Preto sa za povrch ultrazvukového meniča neprenáša žiadny ultrazvuk.
Zodpovedajúca vrstva
Na dosiahnutie čo najmenšej akustickej impedancie medzi telom a piezoelektrickým kryštálom sa používajú zodpovedajúce vrstvy. Niektoré z týchto vrstiev sa umiestnia do stredu meniča a kryštálu. Akustické impedancie prvej vrstvy a kryštálu sú takmer rovnaké. Akustická impedancia poslednej vrstvy je takmer rovnaká ako akustická impedancia kože. Vďaka tejto stratégii sa do tela prenáša viac zvuku.
Ultrazvukový gél
Vzduch nie je dobrý vodič zvuku. Ultrazvukový gél sa používa na odstránenie vzduchu medzi pokožkou a meničom. Gél sa nanesie na pokožku. Pomocou ultrazvukového gélu sa zvukové vlny ľahko prenášajú do tela.
Ultrazvukové zobrazovanie
Ultrazvukový obraz sa vytvára pomocou ultrazvukových prevodníkov a ultrazvukových zvukových vĺn. Keď zvukové vlny zasiahnu tkanivá, odrazia sa. Tomu sa hovorí ozvena. Zvukové vlny sa vracajú tam, odkiaľ prišli. Znovu prechádzajú gélom, vrstvami a kryštálmi. Keď vlny dosiahnu kryštál, premenia sa na energiu s elektrickým potenciálom (napätie). Elektrická potenciálna energia je potom spracovaná a konvertovaná na ultrazvukový obraz ostatnými komponentmi ultrazvukového stroja.
