1.Одиночный звуковой преобразователь.

1 – корпус;

2 - согласующий слой (толщина выбирается так, чтобы в нем укладывалась ¼ часть длины волны акустических колебаний, это обеспечивает передачу максимального количества энергии от излучателя в объект);

3 – 4 – металлические электроды, напыленные на плоскость пьезоэлектрической пластины;

6 – демпфер, который поглощает колебания, распространенные вверх, обычно его изготавливают из эпоксидной смолы;

7 – изолятор;

8 – катушка индуктивности, значение которой выбирается таким, чтобы можно было скомпенсировать реактивное емкостное сопротивление пьезоэлектрических пластин с электродами (такая пластина представляет собой конденсатор);

9 – клеммы для подключения ультразвукового преобразователя к генератору в режиме излучения, и к усилителю в режиме приема.

Рассмотренный ультразвуковой преобразователь создает вдоль линии излучения ультразвуковое поле, которое имеет несколько лепестков.

l= D² / 4λ (1)

В первом приближении в этом поле можно выделить 2 зоны:

1. Излучение не однородно (зона Френеля)

2. Сечение поля все время увеличивается. Длина такого участка может быть рассчитана по формуле 1.

D – диаметр пьезоэлектрической пластины;

λ – длина волны излучения, создаваемого пластиной.

Для увеличения протяженности первой зоны необходимо увеличить D и уменьшить λ, т.е. увеличить частоту колебания.

УЗ колебания, создаваемые излучателем, можно фокусировать. Для этого применяются акустические линзы 1.

W_λ >W_ср

Если скорость звука в исследуемой среде меньше материала линзы, то она обеспечивает фокусировку УЗ излучения , создаваемого пьезоэлектрической пластиной 2.

W_λ< W_ср

Напротив, если скорость звука больше в среде, чем в линзе – линза должна быть выпуклой и это также обеспечивает фокусирование излучения.

Виды ультразвуковых исследований.

Для получения УЗ изображений в основном используется эхометод или метод локации.

1.Изображение типа А – эхограмма получается так:

Одиночный УЗ преобразователь, который можно передвигать вдоль объекта, в каждой точке сечения объекта посылает УЗ – сигнал за счет подачи к нему электрического сигнала Uг от генератора. Он длится тысячные, миллионные доли секунды, а затем пьезопреобразователь переключается в режим приема УЗ колебаний. Когда звуковой луч достигает первой неопределенности ,звук отражается (см. пунктир) и воздействует на пьезопреобразователь 1. А второй импульс возникает, когда отразившийся от точки а звук достигает преобразователя 1 и создает электрический сигнал; импульс возникает в момент, когда в пьезопреобразователь поступает сигнал отразившийся от точки б неоднородности. Глубина залегания неоднородности определяется по формуле:

2 l = Wτ l= Wτ / 2

W – скорость звука

τ – интервал времени между исходным и отразившимся импульсом.

2. В – эхограмма.

Получение изображения путем снятия А – эхограммы занимает много времени. Если для этой цели используют многоэлементный преобразователь 1 (рис б), то можно сразу получить изображение исследуемого слоя. Конструкция такого преобразователя представляет собой линейку с длиной а до 100 мм и шириной b 10 – 20 мм. Она может содержать несколько сотен пьезоэлектрических преобразователей. Эти преобразователи в линейке механически отделены друг от друга.

3. С – эхограмма.

Для получения С – эхограммы необходимо , например, линейный многоэлементный УЗ преобразователь перемещать вдоль объекта и запоминать информацию о неоднородности, находящейся на заданной глубине, тогда с помощью компьютера можно восстановить изображение слоя. Оно может быть получено более простым путем, но с помощью многоэлементных матричных преобразователей, которые являются матрицами, содержащими до 10000 и более пьезоэлементов, которые сразу могут получать изображения С – эхограммы.

4. Т- , ТМ – эхограммы.

Такие изображения в основном используются для исследования сердца, т. е. объекта, который всегда в движении. Данный вид изображения используется для получения эхокардиограммы, причем время наблюдения Т_н за движущимися элементами сердца должно быть значительно больше, чем период периодических колебаний Т_ПК , а он должен быть много больше, чем период исследования УЗ импульсов – импульсов зондирования. Тогда можно получить М – изображения в виде, например, амплитуд импульсов, перемещенных по вертикали или ярких пятен на экране осциллографа от точек а и b. Более удобным является ТМ – изображение, где по оси у откладываются перемещения точек а и b, и одновременно осуществляется регистрация этих перемещений во времени на экране осциллографа или компьютера, получаем ТМ – грамму.