Датчиком УЗ сканера (по-английски Probe) называют выносное устройство, которое служит для локации объекта УЗ колебаниями и приема и преобразования в электрические импульсы отраженных звуковых сигналов (эхо). Датчик содержит один или несколько пьезоэлементов и другие механические и электрические компоненты, тип которых зависит от назначения датчика. Рассмотрим устройство простейшего датчика, содержащего один пьезоэлемент (рис. 1). Такой датчик называют еще монозондом.
 |
В металлическом корпусе 1 расположен пьезоэлемент 2, который снаружи покрыт согласующим слоем 3. С тыльной стороны пьезоэлемента расположен демпфер 4 – слой пористой керамики, предназначенный для гашения звуковых колебаний, излучаемых назад, и для получения коротких УЗ импульсов. Возбуждение и съем сигнала с ПЭП осуществляется через коаксиальный разъем, причем наружный электрод ПЭП соединен с корпусом. Для уменьшения зарядного тока ПЭП и формирования зондирующего импульса в его цепь включают индуктивность 5 – дроссель.
Чтобы пьезопреобразователь работал на частоте собственного механического резонанса, его толщину выбирают равной половине длины волны возникающих в нем звуковых колебаний. Например, для ЦТС-19 при частоте 3 МГц найдем
мм,
и значит толщина пьезоэлемента будет равна 0,67 мм.
Зондирование таким датчиком осуществляется путем непосредственного контакта с поверхностью тела. При этом неизбежны потери мощности УЗ колебаний из-за отражения. Для его уменьшения и служит согласующий слой. При его отсутствии вследствие большого различия волновых импедансов пьезоэлектрика и мягких тканей коэффициент отражения был бы равен 0,87, т.е. лишь 13% излучаемой энергии проходило бы в ткани. Для исключения отражений необходимо, чтобы волновой импеданс согласующего слоя Z
был равен среднегеометрической величине волновых импедансов ZП и ZТ пьезоэлектрика и тканей:
. (1)
Например, волновой импеданс ZС согласующего слоя для пьезоэлемента из ЦТС-19 будет равен примерно 3,7 Zводы (с учетом того, что ZТ
Zводы). Толщина согласующего слоя берется равной четверти длины волны в мягких тканях, в данном случае 0,25 мм.
Характеристика направленности датчика определяется размерами его рабочей поверхности – апертуры. Ее примерный вид для дискового ПЭП показан на рис. 1. Она имеет так называемую ближнюю зону (зону Френеля) длиной L и дальнюю зону (Фраунгофера), в которой УЗ луч расходится с углом 
. Эти параметры зависят от соотношения диаметра ПЭП и длины волны УЗ в тканях и определяются по формулам
; 
(2)
Например, для D =10 мм и 
= 0,5 мм имеем L = 50 мм и q »3о, т.е. протяженность ближней зоны достаточно велика, а угол расхождения – мал. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6
Система дублирования видеопотока в компьютерном классе Разработка дипломного проекта является завершающим этапом обучения в техникуме, который показывает, какого уровня специалист подготовлен в результате обучения. Это сложная многогранная р ...
Разработка и исследование унифицированных модулей широкополосных трансформаторов типа длинной линии Широкополосные трансформаторы сопротивлений и устройства, выполненные на их основе (сумматоры-делители мощности, направленные ответвители и т.п.), определяют основные показатели разнообр ...
Разработка эквивалентных и принципиальных схем электрического фильтра и усилителя напряжения В электротехнических, радиотехнических и телемеханических установках и устройствах связи часто ставится задача: из многих сигналов, занимающих широкую полосу частот, выделить один или н ...