医用超声换能器

（3）组成
环氧树脂 + 钨粉 + 橡胶粉
空气背衬，几乎全反射，效率最高，用于超声治疗仪。
3．匹配层
（1）作用 ① 使晶体辐射的超声有效进入人体，实现对人体组 织的检查。换能器和人体之间声阻抗匹配，条件：
Z匹 Z晶 Z 皮 ,
l匹 (2n 1)匹／ 4
② 增加换能器的带宽 ③ 隔开晶体和人体，保护晶体，免受机械、化学 损坏；保护人体，免受激励电压的伤害。
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
一、压电效应
1. 正向压电效应
压电换能器
++++++
------
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
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。
前向
超声
表面位移
０ T/2 T
L
压电体
c, f
超声
t
后向
T/2 T 3T/2 t ０ 收缩 膨胀 收缩
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
（2）要求 ① 衰减系数低 ② 耐磨损 （3）材料 环氧树脂、二酊脂、乙二氨等
4．电极、导线
（1） 作用 传输电信号
（2） 结构
晶体两面的银层为电极，各引出一根导线
5．声隔离层
（1） 作用 壳体与振动体之间声隔离，防止超声传至外壳引起 反射，产生干扰 （2） 材料 软木、橡胶、尼龙等
结论
探头的发射频率是由晶体的厚度决定的。
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 ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 压电晶片 吸声背块 匹配层 电极、导线 声隔离层 保护层 外壳
（2） 作用 发射、接收超声，即：电－声、声－电转换 （3） 要求 ① ② ③ ④ 可加工性 银层牢固 各部分性能一致性 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
2．Βιβλιοθήκη Baidu声背块
（1）作用
① 吸收晶体背向辐射的超声，减少或消除晶体两端 之间超声的多次反射造成的干扰 ② 增大晶片阻尼，使发射脉冲窄，从而提高分辨率 （2） 要求
① 与压电晶体的声阻抗相等，以全部吸收背向辐射 ② 对超声的吸收力强，很快衰减，不再反射
++++++
-----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
３．探头的发射频率
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？
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