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* * 第二章 医用超声换能器 功能 电能量←→超声能量　　相互转换 重要性 整台超声仪器性能的关键 材料性能种类 １. 压电换能器——超声诊断仪主要用之 ２. 磁致伸缩换能器——超声治疗仪用之 第一节　压电换能器 一、压电效应 1. 正向压电效应 材料两端加压力→两电极产生电场 压力 →形变→晶格电偶极矩变化→电荷积累→电场 2. 逆向压电效应 材料两端加电压→材料产生形变 电压→电场→晶格电偶极受力→应力→形变 材料正、逆向压电效应可逆 + + + + + + - - - - - - + + + + + + - - - - - - 超声诊断中常根据不同的受检对象和部位选择不同的探头，如2 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz等，探头的发射频率是由什么决定的呢？ ３．探头的发射频率 当一交变电压加至压电材料上时，压电晶片表面产生相应的振动，并向与之接触的介质中辐射超声能量。除非特性阻抗相等，一般总有部分超声能量被压电晶片前后表面反射，在压电体内传向对面。因为前后表面振动反相，当 L=λ/2 时，压电体内传播时间 　　　 t = L/c = (λ/2)/c = (cT/2)/c = T/2 即：到达对面时，与相移180o的对面振动叠加，达到同 频同相叠加，辐射超声最强，即为谐振情况。对应频率 f = c/λ= c/2L 称基本谐振频率，或基频。　　 ０ T/2 ０ T T t t T/2 L 收缩 膨胀 收缩 表面位移 c, f 前向 后向 压电体 超声 超声 3T/2 　　一般地，基频或更高频率在压电体内传播从一个 表面到达对面所用时间为： 　　 t = L／c = (2n-1)T2n-1 ／2 　　 (n=1,2,…) 即：　 L= (2n-1)λ2n-1 ／2 或：　 f2n-1 = 1／T2n-1 = (2n-1)c／2L 时，都能达到谐振。 f1—基频， f 3，f5，f7…—高次谐振频率， 　　f1L＝c／2——材料的频率常数 第三节　探头的结构及其作用 超声探头——超声检测用换能器 各种超声诊断仪，探头基本结构大致相同，以Ａ型为例。 一、探头的基本结构 ① 压电晶片 ② 吸声背块 ③ 匹配层 ④ 电极、导线 ⑤ 声隔离层 ⑥ 保护层 ⑦ 外壳 　　 　（2） 作用 发射、接收超声，即：电－声、声－电转换 　（3） 要求 ① 可加工性 ② 银层牢固 ③ 各部分性能一致性 ④ 性能稳定性和可靠性 　（4） 特性 ① 晶片厚度确定发射超声的频率 ② 晶片形状确定声束的形状和声场分布 * * *