超聲波探頭的工作過程及分辨力

發(fā)布日期：2022-07-11 作者：新威電子點(diǎn)擊：

超聲波探頭通過壓電效應(yīng)發(fā)射、接收超聲波。640V的交變電壓加至壓電晶片銀層，使面積相同間隔一定距離的兩塊金屬極板，分別帶上等量異種電荷形成電場(chǎng)，有電場(chǎng)就存在電場(chǎng)力，壓電晶片處在電場(chǎng)中，在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生形變，在交變電場(chǎng)力的作用下，發(fā)生變形的效應(yīng)，稱為逆壓電效應(yīng)，也是發(fā)射超聲波的過程。

超聲波是機(jī)械波，機(jī)械波是由振動(dòng)產(chǎn)生的，超聲波發(fā)現(xiàn)缺陷引起缺陷振動(dòng)，其中一部分沿原路返回，由于超聲波具有一定的能量，再作用到壓電晶體上，使壓電晶體在交變拉、壓力作用下產(chǎn)生交變電場(chǎng)，這種效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)，是接收超聲波的過程。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。

超聲波探頭

超聲波探頭的分辨力是指辨別兩種物體、兩種組織或兩個(gè)目標(biāo)的能力，在顯示器上剛好能區(qū)分開的兩點(diǎn)靶間距的實(shí)際距離。距離越小，分辨力越高。超聲波探頭的橫向分辨力，又稱徑向分辨力或方位分辨力，描述了沿著與波束軸線垂直的、波束截面掃描方位上的分辨力。

橫向分辨力取決于聲束寬度。當(dāng)聲束寬度(直徑)小于兩個(gè)障礙物間距時(shí)，就能把它們分別顯示出來。否則只能把它們當(dāng)做一個(gè)反射波形或圖象顯示。由于超聲波是擴(kuò)散的，橫向分辨力與波長(zhǎng)和聲程成正比，和晶片直徑成反比。

在近場(chǎng)區(qū)，波束寬度大致等于換能器的直徑；在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，波束擴(kuò)散，隨距離增大而增大。因而橫向分辨力隨深度增加而下降。聲束直徑越大，橫向分辨力越差。要想改善橫向分辨力就要使超聲束變細(xì)，提高超聲頻率、增大近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度。采用聚焦技術(shù)等，聲束的聚焦有幾何聚焦和電子聚焦。