Серцевина перетворювача. Ультразвукові поля

Відео: Індикатор ВЧ поля

серцевина перетворювача - П`єзоелектричний елемент, що змінює свої розміри, коли до нього докладено електричне поле, або створює електричне поле, коли його деформують в результаті вібрації. Цей елемент зазвичай являє собою моно- чи полікристалічний матеріал, структура якого розташована відповідно напрямку електричного поля, створюваного електродами, прикладеними до поверхні цього кристала.

Відео: Ультразвукова дефектоскопія

Практично у всіх медичних преобразователях використовують полікристалічні матеріали з титанату і цирконата свинцю. Складовими частинами перетворювача, крім керамічних елементів, є захисний корпус, дроти, що сполучають з електронним приладом внутрішні контакти. Допоміжними елементами перетворювача є матеріали, що забезпечують ізоляцію, більш високу міцність або розширюють робочий діапазон частот при пульсуючому режимі, а також лінзи, фокусують ультразвуковий промінь.
Форма ультразвукового поля залежить від робочої частоти перетворювача і ширини діапазону частот переданого акустичного сигналу.

власна основна резонансна частота кристалічного елементу найбільш чутлива при роботі перетворювача. Частоту, на якій працює електроніка приладу, зазвичай встановлюють так, щоб вона збігалася з резонансною частотою перетворювача. Хоча зниження частоти ультразвуку сприяє більш глибокому проникненню в тканини, в той же час воно веде до збільшення довжини хвилі та зменшення доплерівського зсуву.

для нефокусірующего перетворювача таке збільшення довжини хвилі сприяє розширенню променя. Занадто високу частоту не застосовують, тому що проникнення в тканини буде незначно або доплеровская частота стане настільки високою, що її неможливо буде почути вухом. При виборі робочої частоти зазвичай йдуть на компроміс.

більшість доплеровских систем працює на частотах 3 10 МГц. Використовувати більш низькі частоти воліють для проникнення ультразвуку в серці, більш високих - для проникнення в судини кінцівок.

схематичне зображення ультразвукових полів двох нефокусірующіх перетворювачів має три основні особливості.
1. Ультразвукове поле складається з двох різних областей. Безпосередньо біля перетворювача розташоване ближнє поле, що має майже циліндричну форму. За ним знаходиться далеке поле, яке у міру поширення розширюється.

2. Мінімальна ширина ультразвукового поля розташована на відстані, де ближнє поле переходить в далеке. Вона приблизно дорівнює діаметру перетворювача. Відстань від перетворювача до найбільш вузького місця поля можна визначити діленням площі перетину перетворювача на довжину хвилі.
3. У ближньому полі ширина пучка прямо пропорційна діаметру перетворювача, а в далекому - обернено пропорційна.