Ultragarsiniai keitikliai naudojami daugelyje pramonės ir medicinos sričių. Perskaitykite toliau, kad žinotumėte pagrindines jų dalis ir kaip jos veikia.
Keitiklis
Keitikliai yra specialūs prietaisai, turintys galimybę vieną energijos tipą paversti kitu. Keitiklis yra gyvybiškai svarbus sonografijos ar ultragarsinio vaizdo komponentas. Sonografijoje kamera yra keitiklis. Kai fotoaparatas įkrauna elektrinį krūvį, fotoaparatas šią energiją paverčia virpesiais. Tai vadinama pjezoelektriniu efektu. Vibracija yra garso bangų pavidalu. Fotoaparatas pagamintas iš įvairių komponentų. Kiekvienas iš šių komponentų vaidina svarbų vaidmenį kuriant garso bangas, perduodant šias garso bangas į kūną ir priimant aidus iš kūno.
Pjezoelektriniai kristalai
Pagrindiniai fotoaparato komponentai yra pjezoelektriniai kristalai . Ultragarso keitiklio kristalai paprastai yra sintetiniai kristalai, pagaminti iš PZT (švino cirkonato titanatas). Kristalai sukuria virpesius, kai jiems yra įtampa. Vibracijos dažnis priklauso nuo kristalams naudojamos įtampos dydžio, o garso bangų dažnis priklauso nuo vibracijos dažnio.
Dėmesys
Ultragarsiniame keitiklyje naudojamas kristalas turi formą, panašią į žiedinį lęšį. Iš kristalo projektuojamas garso pluoštas. Iš pradžių garso pluošto skersmuo yra toks pat kaip krištolo. Kai spindulio skersmuo sumažėja iki pusės jo pradinio skersmens, fokusas pasiekiamas. Po fokusavimo skersmuo vėl padidėja. Norint sukurti dvimatį vaizdą, ultragarso keitiklis naudoja daug pjezoelektrinių kristalų.
Nustatymai
Svarbu ultragarso aparate sureguliuoti nustatymus. Taip yra todėl, kad norint gauti tikslią tam tikrų dalių vaizdą, natūralaus pluošto fokusavimo nepakanka. Reikalingas fokusavimas priklauso nuo atstumo tarp keitiklio ir jo dalies. Fokusavimui pagerinti naudojami tokie instrumentai kaip veidrodžiai ir objektyvai. Sonografas sureguliuoja ultragarso aparato parametrus, kad būtų galima valdyti elektroninį fokusavimą. Pakeitus fokusavimą, ultragarso keitiklis skirtingiems kristalams kinta įtampą skirtingu metu. Taip keičiamas spindulio fokusas.
Akustinė varža
Akustinę varžą lemia garso bangos greitis ir medžiagos tankis. Garso bangos greitis priklauso nuo to, kokia medžiaga ji praeina. Sunku skaityti sonogramą, kai medžiagos neturi tokios pat akustinės varžos. Taip yra todėl, kad garsas bus atspindėtas atgal į instrumentą. Garso kiekis, kuris atsispindės ir bus perduodamas per kūną, priklauso nuo medžiagų akustinių varžų skirtumo. Oro ir krištolo akustinės varžos yra labai skirtingos. Todėl ultragarsas nebus perduodamas už ultragarso keitiklio paviršiaus.
Sutampantis sluoksnis
Sutampantys sluoksniai naudojami kuo mažesnei akustinei varžai tarp kūno ir pjezoelektrinio kristalo padaryti. Pora šių sluoksnių dedami į keitiklio ir kristalo vidurį. Pirmojo sluoksnio ir kristalo akustiniai varža yra beveik vienodi. Paskutinio sluoksnio akustinė varža beveik nesiskiria nuo odos akustinės varžos. Dėl šios strategijos kūnas perduoda daugiau garso.
Ultragarsinis gelis
Oras nėra geras garso laidininkas. Taigi, ultragarsinis gelis yra naudojamas pašalinti orą tarp odos ir keitiklio. Gelis tepamas ant odos. Ultragarso gelio pagalba garso bangos lengvai perduodamos į kūną.
Ultragarsinis vaizdavimas
Ultragarsinis vaizdas sukuriamas naudojant ultragarso keitiklius ir ultragarso garso bangas. Kai garso bangos trenkia į audinius, jos atsispindi. Tai vadinama aidimu. Garso bangos grįžta ten, iš kur jos kilo. Jie praeina per gelį, sluoksnius ir vėl kristalą. Kai bangos pasiekia kristalą, jos virsta elektrinio potencialo energija (įtampa). Tada kiti potencialios ultragarso aparato komponentai apdorojami ir paverčiami ultragarsiniu atvaizdu.
