超声无损检测设备之探头的组成及作用

超声探头是超声成像系统中的关键部件，其组成和各部分的作用如下：

1. 压电晶片（Piezoelectric Crystal）

• 材料：通常由压电陶瓷（如PZT，锆钛酸铅）或单晶材料（如PMN-PT）制成。

• 作用：

• 通过逆压电效应将电信号转换为机械振动，发射超声波。

• 通过正压电效应将接收到的超声波回波转换为电信号。

• 特点：压电晶片的频率决定了探头的中心频率和工作性能。

2. 匹配层（Matching Layer）

• 材料：通常由环氧树脂或复合材料制成。

• 作用：

• 减少压电晶片与人体组织之间的声阻抗差异，提高超声波的传输效率。

• 增加探头的带宽，提高图像分辨率。

• 特点：通常设计为多层结构，以进一步优化声学性能。

3. 背衬材料（Backing Layer）

• 材料：由高衰减系数的材料（如环氧树脂与钨粉的混合物）制成。

• 作用：

• 吸收压电晶片向后发射的声波，减少反射和干扰。

• 阻尼压电晶片的振动，缩短脉冲持续时间，提高轴向分辨率。

• 特点：背衬材料的声阻抗通常与压电晶片接近。

4. 声透镜（Acoustic Lens）

• 材料：通常由硅橡胶或塑料制成。

• 作用：

• 聚焦超声波束，提高横向分辨率。

• 保护探头内部组件。

• 特点：透镜的形状和材料决定了声束的聚焦特性。

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•                                                            谛通超声扫描显微镜
  

5. 外壳（Housing）

• 材料：通常由塑料或金属制成。

• 作用：

• 保护内部组件免受机械损伤和环境影响。

• 提供握持和连接接口，方便操作。

• 特点：外壳设计需符合人体工程学，便于医生操作。

6. 电缆（Cable）

• 作用：

• 连接探头与超声主机，传输电信号。

• 特点：电缆需具备良好的屏蔽性能，以减少信号干扰。

7. 其他组件

• 电极：位于压电晶片两侧，用于施加电信号和接收电信号。

• 阻尼块：进一步吸收杂散声波，优化信号质量。

• 电子电路：部分高端探头内置电子电路，用于信号预处理或波束成形。

总结

超声探头的组成及其作用如下表所示：

这些组件共同协作，确保超声探头能够高效、准确地发射和接收超声波，从而实现高质量的超声成像。