Ultraheli muundureid kasutatakse paljudes tööstuslikes ja meditsiinilistes rakendustes. Lugege edasi, et teada nende peamisi osi ja kuidas nad töötavad.
Muundur
Muundurid on spetsiaalsed instrumendid, millel on võime muuta üks energia tüüp teiseks. Muundur on sonograafia või ultraheli kuvamise oluline komponent. Sonograafias on kaamera muundur. Kui kaamerale rakendatakse elektrilaengut, muundab kaamera selle energia vibratsiooniks. Seda nimetatakse piesoelektriliseks efektiks. Vibratsioonid on helilainete kujul. Kaamera on valmistatud erinevatest komponentidest. Kõik need komponendid mängivad rolli helilainete tekitamisel, nende helilainete edastamisel kehasse ja kajade vastuvõtmisel kehast.
Piesoelektrilised kristallid
Kaamera põhikomponendid on piesoelektrilised kristallid . Ultraheli muunduri kristallid on tavaliselt sünteetilised kristallid, mis on valmistatud PZT-st (pliitsirkonaattitanaat). Kristallid tekitavad vibratsiooni, kui neile pinget rakendatakse. Vibratsiooni sagedus sõltub kristallidele rakendatava pinge hulgast ja helilainete sagedus sõltub vibratsiooni sagedusest.
Fookus
Ultraheli muunduris kasutatava kristalli kuju on sarnane ümmarguse läätsega. Kristallist projitseeritakse heli kiir. Alguses on heli kiire läbimõõt sama kui kristalli läbimõõt. Kui tala läbimõõt väheneb pooleni algsest läbimõõdust, saavutatakse fookus. Pärast fookust suureneb läbimõõt uuesti. Kahemõõtmelise pildi genereerimiseks kasutab ultraheli muundur palju piesoelektrilisi kristalle.
Seadistused
Oluline on ultrahelimasinas sätteid reguleerida. Sellepärast, et tala loomulik fookus ei ole konkreetsetest osadest täpse pildi saamiseks piisav. Vajalik fookus sõltub anduri ja detaili vahelisest kaugusest. Teravustamise parandamiseks kasutatakse selliseid vahendeid nagu peeglid ja läätsed. Sonograaf täpsustab ultrahelimasina sätteid elektroonilise teravustamise juhtimiseks. Kui fookust muudetakse, rakendab ultraheli muundur erinevatele kristallidele erinevatel aegadel pinget. Nii muudetakse tala fookust.
Akustiline takistus
Akustilise impedantsi põhjustavad helilaine kiirus ja materjali tihedus. Helilaine kiirus sõltub materjali tüübist, mida see läbib. Kui materjalidel pole sama akustiline impedants, on sonogrammi lugemine keeruline. Selle põhjuseks on see, et heli kajastub tagasi instrumentis. Keha kaudu peegelduva ja keha kaudu edastatava heli hulk sõltub materjalide akustiliste takistuste erinevusest. Õhul ja kristallil on väga erinevad akustilised takistused. Seetõttu ei edastata ultraheli muunduri pinnast kaugemale.
Vastav kiht
Vastavaid kihte kasutatakse keha ja piesoelektrilise kristalli vahelise akustilise impedantsi võimalikult väikeseks muutmiseks. Paar neist kihtidest pannakse anduri ja kristalli keskele. Esimese kihi ja kristalli akustilised takistused on peaaegu samad. Viimase kihi akustiline takistus on peaaegu sama kui naha akustiline takistus. Selle strateegia tõttu kandub kehasse rohkem heli.
Ultraheli geel
Õhk pole hea helijuht. Ja nii, naha ja anduri vahelise õhu eemaldamiseks kasutatakse ultraheligeeli. Geel pannakse nahale. Ultraheligeeli abil kanduvad helilained kergesti kehasse.
Ultraheli kujutis
Ultraheli pilt saadakse ultraheli muundurite ja ultraheli helilainete abil. Kui helilained löövad kudesid, peegelduvad nad. Seda nimetatakse kajaloomiseks. Helilained lähevad tagasi sinna, kust nad tulid. Need läbivad uuesti geeli, kihid ja kristalli. Kui lained jõuavad kristallini, muundatakse need elektripotentsiaaliks (pingeks). Seejärel töödeldakse ja muundatakse ultrahelimasina muude komponentide abil elektripotentsiaalienergia ultraheli kujutiseks.
