Ultrazvučni pretvarači koriste se u mnogim industrijskim i medicinskim primjenama. Čitajte dalje kako biste znali njihove glavne dijelove i kako djeluju.
transduktor
Pretvarači su posebni instrumenti koji imaju mogućnost pretvaranja jedne energetske vrste u drugu. Transduktor je vitalna komponenta sonografije ili ultrazvučne slike. U sonografiji je kamera pretvarač. Kad se na kameru primijeni električni naboj, kamera pretvara ovu energiju u vibracije. To je poznato kao piezoelektrični učinak. Vibracije su u obliku zvučnih valova. Kamera je izrađena od raznih komponenti. Svaka od ovih komponenti igra ulogu u stvaranju zvučnih valova, prijenosu tih zvučnih valova u tijelo i primanju odjeka iz tijela.
Piezoelektrični kristali
Glavne komponente kamere su piezoelektrični kristali . Kristali u ultrazvučnom pretvaraču obično su sintetički kristali načinjeni od PZT (olovni cirkonat titanat). Kristali stvaraju vibracije kad se na njih primjenjuje napon. Frekvencija vibracija ovisi o količini napona koji se primjenjuje na kristale, a frekvencija zvučnih valova ovisi o frekvenciji vibracije.
Fokus
Kristal koji se koristi u ultrazvučnom pretvaraču ima oblik sličan kružnoj leći. Iz kristala se projicira zvučna zraka. U početku je promjer zvučne zrake jednak promjeru kristala. Kad se promjer snopa smanji na polovinu prvobitnog promjera, postiže se fokus. Promjer se ponovno povećava nakon fokusiranja. Da bi mogao stvoriti dvodimenzionalnu sliku, ultrazvučni pretvarač koristi puno piezoelektričnih kristala.
postavke
Važno je prilagoditi postavke na ultrazvučnom stroju. To je stoga što prirodni fokus zrake nije dovoljan da dobijemo točnu sliku pojedinih dijelova. Potrebni fokus ovisi o udaljenosti između pretvarača i dijela. Da bi se poboljšalo fokusiranje, koriste se instrumenti kao što su ogledala i leće. Sonograf prilagođava postavke na ultrazvučnom stroju za upravljanje elektronskim fokusiranjem. Kad se fokus promijeni, ultrazvučni pretvarač primjenjuje napon u različitom vremenu na različite kristale. Ovako se mijenja žarište snopa.
Akustička impedancija
Akustička impedancija uzrokovana je brzinom zvučnog vala i gustoćom materijala. Brzina zvučnog vala ovisi o vrsti materijala kroz koji prolazi. Teško je imati čitanje sonograma kada materijali nemaju istu akustičku impedansu. To je zbog toga što će se zvuk vratiti na instrument. Količine zvuka koje će se reflektirati i prenijeti tijelom ovise o razlici u zvučnim impedancijama materijala. Zrak i kristal imaju vrlo različite zvučne impedance. Stoga se niti jedan ultrazvuk neće prenositi izvan površine ultrazvučnog pretvarača.
Odgovarajući sloj
Odgovarajući slojevi koriste se kako bi se zvučna impedancija između tijela i piezoelektričnog kristala učinila što manjom. Nekoliko ovih slojeva stavi se u sredinu pretvarača i kristala. Akustičke impedancije prvog sloja i kristala gotovo su iste. Akustička impedancija zadnjeg sloja gotovo je jednaka zvučnoj impedanciji kože. Zbog ove strategije se više zvuka prenosi u tijelo.
Ultrazvučni gel
Zrak nije dobar provodnik zvuka. I tako, ultrazvučni gel se koristi za uklanjanje zraka između kože i pretvarača. Gel se stavlja na kožu. Uz pomoć ultrazvučnog gela, zvučni valovi se lako prenose u tijelo.
Ultrazvučno snimanje
Ultrazvučna slika nastaje uz pomoć ultrazvučnih pretvarača i ultrazvučnih zvučnih valova. Kad zvučni valovi udaraju u tkiva, oni se odbijaju. To se naziva odjek. Zvučni valovi se vraćaju tamo odakle su i došli. Oni ponovo prolaze kroz gel, slojeve i kristale. Nakon što valovi dosegnu kristal, pretvaraju se u elektropotencijalnu energiju (napon). Energija elektro potencijala se zatim obrađuje i pretvara u ultrazvučnu sliku pomoću ostalih komponenti ultrazvučnog stroja.
