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超声波传感器

丹尼尔·贝尔博士 Radium Supporter since December 02, 2020">◉蕾切尔·南丁格尔博士et al。

一个超声传感器利用压电效应将电能转换为机械能(声能)再转换回来。它是超声波机的手持部分,负责超声波的产生和检测。

它由五个主要组成部分组成:

  1. 具有压电特性的晶体/陶瓷元件
    • 通常锆钛酸铅(PZT)
    • 可以由单个元素组成,或者是具有多个元素的宽带换能器
    • 元素厚度由期望的共振频率确定
      • 等于一半波长
      • 较厚的元件产生较低的振荡频率,而较薄的元件产生较高的振荡频率
  2. 在元素表面的正极和接地电极
    • 这允许电连接
    • 正电极在元素的背面
    • 接地电极在元件的前面
  3. 阻尼块(支持)
    • 粘附在晶体背面(正极后面)
    • 吸收超声能量向后指导,并从外壳中衰减杂散超声信号1
    • 抑制元素中的共振振动,从而产生更短的空间脉冲持续时间;这允许更好的轴向分辨率,但更高的带宽
  4. 匹配层
    • 换能器元件和组织之间的界面
    • 通过最小化由于遍历不同的介质而导致的反射,允许从元素到组织中的100%将超声传输到组织中(声阻抗2
    • 通过在软组织和换能器材料之间组成具有声阻抗的材料层来实现这一点。
      • 可能包含一个或多个层
    • 每层厚度为四分之一波长
  5. 住房
    • 元件的电气绝缘和保护
    • 包括塑料外壳,金属屏蔽和声学绝缘体

超声换能器通常由128-512组成压电安排元素线性曲线阵列.每个元件等于或小于1/2波长宽,换能器长度通常为5至15cm。每个元素都是单独绝缘的。

换能器可以通过两种方式产生超声波束:

一般来说,如果图像顶部的形状与图像底部的形状相匹配,那么它就是一个顺序数组。如果形状不同(例如矩形在顶部和弯曲在底部),它是一个相控阵。

成像技术

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同义词或交替拼写:
  • 传感器
  • 传感器
  • 超声传感器

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案例和数据

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