مبدل های اولتراسونیک چگونه کار می کنند

مبدل های اولتراسونیک در بسیاری از کاربردهای صنعتی و پزشکی استفاده می شود. در ادامه بخوانید تا قسمت های اصلی آنها و نحوه کار آنها را بدانید.

مبدل

مبدل ها ابزارهای ویژه ای هستند که توانایی تبدیل نوع انرژی به نوع دیگر را دارند. مبدل یک عنصر اساسی سونوگرافی یا تصویربرداری اولتراسونیک است. در سونوگرافی ، دوربین مبدل است. هنگامی که یک بار الکتریکی بر روی دوربین اعمال می شود ، دوربین این انرژی را به ارتعاش تبدیل می کند. این به عنوان اثر پیزوالکتریک شناخته شده است. لرزش ها به شکل امواج صوتی هستند. این دوربین از اجزای مختلف ساخته شده است. هر یک از این مؤلفه ها در تولید امواج صوتی ، انتقال این امواج صوتی به بدن و دریافت مداحی از بدن نقش دارند.

کریستال های پیزوالکتریک

اجزای اصلی این دوربین کریستال های پیزوالکتریک هستند . کریستالهای موجود در مبدل اولتراسونیک معمولاً از بلورهای مصنوعی ساخته شده از PZT (تیتانات زیرکونات سرب) هستند. هنگامی که ولتاژ بر روی آنها اعمال می شود ، بلورها ارتعاش ایجاد می کنند. فرکانس لرزش بستگی به میزان ولتاژ اعمال شده بر بلورها دارد و فرکانس امواج صوتی به فرکانس لرزش بستگی دارد.

تمرکز

بلور مورد استفاده در مبدل اولتراسونیک شکلی شبیه به یک لنز دایره ای دارد. یک پرتوی صدا از بلور پیش بینی می شود. در ابتدا قطر پرتوی صدا به اندازه بلور است. هنگامی که قطر پرتو به نیمی از قطر اصلی آن کاهش یابد ، تمرکز حاصل می شود. قطر بعد از تمرکز دوباره افزایش می یابد. مبدل اولتراسونیک برای اینکه بتواند تصویری دو بعدی ایجاد کند ، از کریستالهای پیزوالکتریک زیادی استفاده می کند.

تنظیمات

تنظیم تنظیمات روی دستگاه سونوگرافی بسیار مهم است. دلیل آن این است که تمرکز طبیعی پرتوی برای به دست آوردن یک تصویر دقیق از قسمت های خاص کافی نیست. تمرکز مورد نیاز بستگی به فاصله مبدل و قسمت دارد. برای بهبود تمرکز ، از ابزارهایی مانند آینه و لنزها استفاده می شود. سونوگراف تنظیمات دستگاه مافوق صوت را برای کنترل تمرکز الکترونیکی تنظیم می کند. با تغییر فوکوس ، مبدل اولتراسونیک ولتاژ را در زمان های مختلف در کریستال های مختلف اعمال می کند. به این ترتیب تمرکز پرتو تغییر می کند.

امپدانس آکوستیک

امپدانس آکوستیک ناشی از سرعت موج صدا و تراکم مواد است. سرعت موج صدا به نوع ماده ای که از آن عبور می کند بستگی دارد. خواندن سونوگرام کار سختی است که مواد دارای امپدانس آکوستیک یکسان نباشند. به این دلیل است که صدا به ساز باز می گردد. مقدار صوتی که منعکس شده و از طریق بدن منتقل می شود ، به تفاوت امپدانس های صوتی مواد بستگی دارد. هوا و کریستال دارای امپدانسهای آکوستیک بسیار متفاوت هستند. بنابراین ، هیچ سونوگرافی از سطح مبدل اولتراسونیک منتقل نمی شود.

تطبیق لایه

از لایه های همسان استفاده می شود تا امپدانس آکوستیک بین بدن و کریستال پیزوالکتریک تا حد ممکن کم شود. یک زن و شوهر از این لایه ها در وسط مبدل و بلور قرار می گیرند. امپدانس های صوتی لایه اول و کریستال تقریباً یکسان هستند. امپدانس آکوستیک آخرین لایه تقریباً مشابه امپدانس آکوستیک پوست است. به دلیل همین استراتژی ، صدای بیشتری به بدن منتقل می شود.

ژل اولتراسونیک

هوا رسانای خوبی برای صدا نیست. و بنابراین ، از ژل اولتراسونیک برای از بین بردن هوای بین پوست و مبدل استفاده می شود. ژل روی پوست گذاشته می شود. به کمک ژل اولتراسونیک ، امواج صوتی به راحتی به بدن منتقل می شوند.

تصویربرداری اولتراسونیک

تصویری مافوق صوت با کمک مبدل های مافوق صوت و امواج صوتی اولتراسونیک تولید می شود. هنگامی که امواج صوتی به بافت ضربه می زنند ، بازتاب می شوند. به این حالت پژواک گفته می شود. امواج صوتی به جایی که از آنجا رسیده اند برمی گردند. آنها دوباره از ژل ، لایه ها و کریستال عبور می کنند. پس از رسیدن امواج به بلور ، آنها به الکترو پتانسیل انرژی (ولتاژ) تبدیل می شوند. سپس انرژی الکتریکی پتانسیل توسط سایر اجزای دستگاه اولتراسونیک پردازش شده و به یک تصویر مافوق صوت تبدیل می شود.