Az ultrahangos átalakítókat számos ipari és orvosi alkalmazásban használják. Olvassa el tovább, hogy megismerje azok fő részeit és működését.
Transzduktor
Az átalakítók olyan speciális műszerek, amelyek képesek az egyik energiatípust másikra váltani. Az átalakító a szonográfia vagy az ultrahangos képalkotás létfontosságú eleme. A szonográfiában a kamera transzducer. Amikor a kamerát elektromos töltéssel látják el, a kamera ezt az energiát rezgéské alakítja. Ezt piezoelektromos hatásnak nevezik. A rezgések hanghullámok formájában vannak. A kamera különféle alkatrészekből készül. Ezen komponensek mindegyike szerepet játszik a hanghullámok előállításában, a hanghullámok testbe juttatásában és a visszhangok vételében a testből.
Piezoelektromos kristályok
A kamera fő alkotóelemei a piezoelektromos kristályok . Az ultrahang-átalakító kristályai általában szintetikus kristályok, amelyek PZT-ből (ólom-cirkonát-titanát) készülnek. A kristályok rezgéseket generálnak, amikor feszültségük van rájuk. A rezgési frekvencia a kristályokra alkalmazott feszültség mennyiségétől függ, a hanghullámok frekvenciája pedig a rezgési frekvenciától függ.
Fókusz
Az ultrahangos átalakítóban használt kristály alakja hasonló a kör alakú lencséhez. A kristályt egy hangnyaláb vetíti ki. Először a hangnyaláb átmérője megegyezik a kristály átmérőjével. Amikor a gerenda átmérője az eredeti átmérőjének felére csökken, akkor a fókusz elérésre kerül. A fókuszálás után az átmérő újra növekszik. A kétdimenziós kép előállításához az ultrahang-átalakító sok piezoelektromos kristályt használ fel.
Beállítások
Fontos, hogy az ultrahanggépen módosítsa a beállításokat. Ennek oka az, hogy a gerenda természetes fókusza nem elég ahhoz, hogy pontos képet kapjon az egyes alkatrészekről. A szükséges fókusz az átalakító és az alkatrész közötti távolságtól függ. A fókuszálás javítása érdekében olyan eszközöket használnak, mint a tükrök és a lencsék. A szonográfus beállítja az ultrahangos készülék beállításait az elektronikus fókuszálás vezérléséhez. A fókusz megváltoztatásakor az ultrahangos jelátalakító feszültséget ad különböző időpontokban a különböző kristályokhoz. Így változik a sugár fókusza.
Akusztikus impedancia
Az akusztikus impedanciát a hanghullám sebessége és az anyag sűrűsége okozza. A hanghullám sebessége az áthaladó anyag típusától függ. Nehéz a szonogramot leolvasni, ha az anyagok nem azonos akusztikus impedanciával rendelkeznek. Ennek oka az, hogy a hang visszatükröződik a hangszeren. Az a hangmennyiség, amely visszaverődik és átjut a testben, az anyag akusztikus impedanciáinak különbségétől függ. A levegő és a kristály akusztikus impedanciája nagyon különböző. Ezért az ultrahang nem továbbítható az ultrahangos jeladó felületén.
Megfelelő réteg
A megfelelő rétegekkel a test és a piezoelektromos kristály között az akusztikus impedanciát a lehető legkisebbre lehet állítani. Ezen rétegek egy részét az átalakító és a kristály közepére helyezik. Az első réteg és a kristály akusztikus impedanciája majdnem azonos. Az utolsó réteg akusztikus impedanciája majdnem megegyezik a bőr akusztikus impedanciájával. Ez a stratégia miatt több hang továbbadódik a testbe.
Ultrahangos gél
A levegő nem jó hangvezető. És így az ultrahangos gélt használják a bőr és az érzékelő közötti levegő eltávolítására. A gélt felviszik a bőrre. Ultrahangos gél segítségével a hanghullámok könnyen átjutnak a testbe.
Ultrahangos képalkotás
Ultrahangos képet készítünk ultrahangos jeladók és ultrahangos hanghullámok segítségével. Amikor a hanghullámok megütik a szöveteket, visszatükröződnek. Ezt visszhangként hívják. A hanghullámok visszajutnak oda, ahonnan jöttek. Áthaladnak a gélen, a rétegeken és a kristályon. Amint a hullámok elérték a kristályt, átalakulnak elektromos potenciál energiává (feszültségé). Ezután az elektromos potenciál energiáját feldolgozzák és ultrahang képré alakítják az ultrahangos készülék többi alkatrésze által.
