超声换能器、探头与声头

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1、第六章超声换能器、探头与声头一、探头的基本原理二、探头结构功能三、探头的分类四、探头的技术现状内容简要超声探头（UltrasonicProbe）是超声诊断仪必不可少的关键部位，它既能将电信号变换为超声信号，又能将超声信号变换为电信号，即具有超声发射和接收的双重功能。一、探头的基本原理1.1压电效应某些电介质（如石英、经极化工序处理的有电极的压电陶瓷等）在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。。+++---F+++++++---------+

2、++++++----------+++---FF正压电效应：当在压电材料两端加一压力时，则在此材料的两个电极面上将产生电荷，将机械能变成电能。这种效应称为正压电效应。形变产生电压形变消失则电压消失逆压电效应：当在压电材料两端加一交变电场时，则压电材料出现与交变电场同样频率的机械振动，将电能转化为机械能。这种效应称为逆压电效应。施加电压则产生形变消除外加电压则形变相应消失+++---+++++++---------+++---+++++++---------超声波发射形成1.2医用压电材料压电晶体（振子

3、）是超声换能器的核心部件。压电晶体可分为天然和人造两种。石英晶体是一种天然压电料，但价格昂贵，性能指标一致性不好。目前使用压电材料基本上都是人造压电晶体。医用压电材料的分类压电陶瓷二、探头结构功能探头的基本构成换能器其他部分电缆壳体超声探头声透镜匹配层电极压电晶体吸声材料外壳同轴电缆至超声接收装置声透镜匹配层电极压电晶体吸声材料外壳同轴电缆至超声接收装置根据探头的种类和用途制成圆片或长条形图片。其谐振频率由其厚度决定，厚度越小谐振频率越高。制成吸声块，作用是将向后辐射的声能几乎全部吸收掉，以消除后向干

4、扰。它同时也是晶体振动的阻尼装置，以缩短振动周期。超声的振动周期由晶体和阻尼材料决定，它影像成像的轴向分辨力。联结换能器和主机。为凸透镜或凹透镜，其作用是将换能器发出的波束聚焦，以提高超声诊断仪的分辨力。人体皮肤和压电材料的声特性阻抗差异较大，为解决他们之间的声学匹配，在晶片前方需加一层或多层匹配层。产生正压电效应和逆压电效应。支撑、屏蔽、密封和保护换能器。超声波的发射与接收发射：将电脉冲（电能）转换成机械振动（声能）（逆压电效应）接收：将机械振动（声能）转换成电脉冲（电能）（正压电效应）声波的接收声

5、波的发射换能器（压电晶体）第三章探头的分类按晶片数量分单元换能器凸阵多元换能器(按几何形状分)线阵(按临床应用部位分)腹部儿科浅表脏器经直肠分类的方法还有很多，例如按频谱特性分类、按声束特性分类、按收发方式分类、按临床应用方式分类等，这里不一一列举。3.1常用超声探头单元探头：指仅有一块压电晶片的探头；目前应用范围主要有A型眼科超声诊断仪、M型超声诊断仪，同时在颈颅多普勒(TCD)诊断仪中也有应用。线阵探头：由线阵换能器、探头壳体、电缆、PCB及连接件所组成。