RU2078340C1 - Piezoelectric transformer (bimorph) for ultrasonic diagnostic catheter - Google Patents
Piezoelectric transformer (bimorph) for ultrasonic diagnostic catheter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078340C1 RU2078340C1 RU94004584A RU94004584A RU2078340C1 RU 2078340 C1 RU2078340 C1 RU 2078340C1 RU 94004584 A RU94004584 A RU 94004584A RU 94004584 A RU94004584 A RU 94004584A RU 2078340 C1 RU2078340 C1 RU 2078340C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- damper
- hollow microspheres
- powder
- microspheres
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике ультразвуковой диагностики, в частности к пьезоэлектрическим преобразователям для медицинских одномерных зондов (эхоэнцефалоскопических, эхоофтальмоскопических). The invention relates to techniques for ultrasound diagnostics, in particular to piezoelectric transducers for medical one-dimensional probes (echoencephaloscopic, echoophthalmoscopic).
Известна демпфирующая масса для ультразвуковых искательных головок, включающая в качестве связующего эпоксидную смолу, а в качестве наполнителя
вольфрам в порошке и свинцовый сурик [1]
Недостатком этой массы является малый коэффициент поглощения энергии ультразвуковых волн, что вызывает увеличение метровой зоны ультразвуковых зондов вследствие увеличения длительности колебаний пьезокерамической пластинки за счет многочисленных донных импульсов.Known damping mass for ultrasonic search heads, including as a binder epoxy resin, and as a filler
tungsten powder and lead red lead [1]
The disadvantage of this mass is the small coefficient of absorption of energy of ultrasonic waves, which causes an increase in the meter zone of ultrasonic probes due to the increase in the duration of the oscillations of the piezoceramic plate due to numerous bottom pulses.
Известна демпфирующая масса для ультразвуковых преобразователей, состоящая из вольфрама и компаунда, причем в состав компаунда входят галлий, олово и никель [2]
Недостатком этой массы является невысокий коэффициент поглощения ультразвука, в особенности на относительно низких частотах. Другим недостатком является низкая разрешающая способность такого пьезоэлектрического преобразователя, вследствие жесткой установки керамической пластины.Known damping mass for ultrasonic transducers, consisting of tungsten and compound, and the composition of the compound includes gallium, tin and nickel [2]
The disadvantage of this mass is the low absorption coefficient of ultrasound, especially at relatively low frequencies. Another disadvantage is the low resolution of such a piezoelectric transducer, due to the rigid installation of the ceramic plate.
Известна демпфирующая масса для ультразвуковых искательных головок, содержащая вместе с эпоксидной смолой, полиэфиром и полиэтиленполиамином также наполнитель в виде пьезокерамического порошка [3]
Недостатком этой массы является высокая дисперсность наполнителя - пьезокерамического порошка. Размеры частичек такого порошка не превышает 3-5 мкм, что приводит к недостаточной способности данной массы к поглощению ультразвука, поскольку коэффициент поглощения ультразвука в композиционном материале возрастает пропорционально 6-ой степени размера частичек наполнителя.Known damping mass for ultrasonic search heads, containing, together with epoxy resin, polyester and polyethylene polyamine, also a filler in the form of a piezoceramic powder [3]
The disadvantage of this mass is the high dispersion of the filler - piezoceramic powder. The particle size of such a powder does not exceed 3-5 microns, which leads to insufficient capacity of this mass to absorb ultrasound, since the absorption coefficient of ultrasound in the composite material increases in proportion to the 6th degree of the size of the filler particles.
Известен материал демпфера ультразвукового преобразователя, состоящий из эпоксидной смолы, диоктилфталата, полиэтиленполиамида со стиролом и наполнителя в виде резиновой крошки с размером частиц 0,1-1,8 мм [4]
Недостатком этого материала является невысокое значение акустического импеданса, не согласующегося с акустическим импедансом пьезокерамической пластины. В результате продолжительность переходного процесса в пьезокерамической пластине увеличивается, что приводит к увеличению метровой зоны ультразвукового зонда.Known material of the damper of the ultrasonic transducer, consisting of epoxy resin, dioctyl phthalate, polyethylene polyamide with styrene and a filler in the form of crumb rubber with a particle size of 0.1-1.8 mm [4]
The disadvantage of this material is the low value of the acoustic impedance, which is not consistent with the acoustic impedance of the piezoceramic plate. As a result, the duration of the transient process in the piezoceramic plate increases, which leads to an increase in the meter zone of the ultrasonic probe.
Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются пьезоэлектрические преобразователи, демпферы которых изготовлены с переменными по длине акустическими свойствами: максимальным характеристическим импедансом вблизи пьезоэлемента, малый коэффициент отражения, и минимальной скоростью звука и плотностью в противоположном конце демпфера. При этом для плавности изменения свойств массу компаунд-наполнитель в процессе отверждения подвергают вибрационной обработке. В результате, более тяжелые частицы наполнителя опускаются вниз, к поверхности, которая в дальнейшем приклеивается к пьезопластинке. Характеристический импеданс массы в максимуме достигает (12 18) • 106 Hс/м3 [5]
Недостатками данных демпферов являются:
относительно невысокая в максимуме величина характеристического акустического импеданса;
низкое значение коэффициента затухания ультразвуковых колебаний (УЗК);
ухудшение характеристик акустического контакта между демпфером и пьезокерамической пластиной вследствие необходимости наклеивания демпфера;
снижение технологичности конструкции вследствие наличия дополнительных сборочных операций установка и герметизация пьезокерамической пластинки вместе с демпфером во втулке акустической развязки зонда.The closest to the invention in technical essence are piezoelectric transducers whose dampers are made with acoustic properties that are variable in length: the maximum characteristic impedance near the piezoelectric element, a low reflection coefficient, and a minimum sound velocity and density at the opposite end of the damper. Moreover, for a smooth change in properties, the mass of the compound-filler is subjected to vibration processing during the curing process. As a result, the heavier filler particles descend to the surface, which then adheres to the piezoelectric plate. The characteristic mass impedance at a maximum reaches (12 18) • 10 6 Hs / m 3 [5]
The disadvantages of these dampers are:
the relatively low maximum acoustic impedance;
low value of the attenuation coefficient of ultrasonic vibrations (ultrasonic testing);
deterioration of the acoustic contact between the damper and the piezoceramic plate due to the need to stick the damper;
a decrease in the technological design due to the presence of additional assembly operations; installation and sealing of a piezoceramic plate together with a damper in the sleeve of the acoustic isolation of the probe.
Техническим результатом изобретения является повышение импеданса, коэффициент затухания и технологичности конструкции. The technical result of the invention is to increase the impedance, attenuation coefficient and manufacturability of the design.
Он достигается тем, что в пьезоэлектрическом преобразователе УЗК диагностического зонда, содержащем акустически изолированную втулку, размещенную в ней со стороны одного торца пьезокерамическую пластину и контактирующий с последней демпфирующий материал, расположенный внутри акустически изолирующей втулки и представляющей собой композиционный материал на основе эпоксидной смолы, она выполнена из кремнийорганического каучука с оксидом цинка с наполнителем в виде полых микросфер, а композиционный материал расположен в три слоя, первый слой толщиной h1, прилегающий к пьезокерамической пластине, содержит в качестве наполнителя порошок вольфрама зернистостью 40-80 мкм, второй слой толщиной h2, промежуточный, содержит в качестве наполнителя электрокорунд зернистостью 400-1000 мкм, и третий слой толщиной h3, содержит в качестве наполнителя полые микросферы диаметром 50-100 мкм, а толщина слоев соотносится как: h1:h2:h3=1:1,5:2. It is achieved by the fact that in the piezoelectric transducer of the ultrasonic testing device of the diagnostic probe containing an acoustically insulated sleeve, a piezoelectric plate placed in it from the side of one end and contacting the latter with a damping material located inside the acoustically insulating sleeve and representing a composite material based on epoxy resin, it is made of silicone rubber with zinc oxide with a filler in the form of hollow microspheres, and the composite material is located in three layers, per the second layer of thickness h1 adjacent to the piezoceramic plate contains tungsten powder with a grain size of 40-80 μm as a filler, the second layer of thickness h2, an intermediate layer, contains corundum with a grain size of 400-1000 μm as a filler, and the third layer of thickness h3 contains as a filler hollow microspheres with a diameter of 50-100 microns, and the thickness of the layers is correlated as: h1: h2: h3 = 1: 1,5: 2.
Сочетание признаков является фактором, качественно изменяющим механизм работы пьезоэлектрического преобразователя. Этот механизм заключается в том, что собственно демпфер имеет структуру, обеспечивающую перевод энергии УЗ волны от пьезоэлектрической пластинки во втулку акустической развязки, которая изготовлена из материала, имеющего чрезвычайно высокий коэффициент затухания УЗК до 50 дБ/мм на частоте f=0,88 МГц. Кроме того, демпфер обладает способностью поглощать УЗК, достаточной для того, чтобы погасить волну, отраженную от границы раздела демпфер-втулка акустической развязки. The combination of features is a factor that qualitatively changes the mechanism of operation of the piezoelectric transducer. This mechanism consists in the fact that the damper itself has a structure that ensures the transfer of energy of the ultrasonic wave from the piezoelectric plate to the acoustic decoupling sleeve, which is made of a material having an extremely high attenuation coefficient of ultrasonic testing up to 50 dB / mm at a frequency f = 0.88 MHz. In addition, the damper has the ability to absorb ultrasonic testing, sufficient to absorb the wave reflected from the acoustic damper-sleeve interface.
Такой механизм работы пьезоэлектрического преобразователя в корне отличается от известного, при котором затухание УЗК обеспечивается за счет максимального поглощения энергии ультразвуковой волны собственно в демпфере. This mechanism of operation of the piezoelectric transducer is fundamentally different from the known one, in which the ultrasonic attenuation is ensured due to the maximum absorption of the energy of the ultrasonic wave in the damper itself.
Для протекания процесса затухания УЗК, реализованного в предлагаемом пьезоэлектрическом преобразователе, необходимо следующее. For the process of attenuation of ultrasonic testing, implemented in the proposed piezoelectric transducer, the following is necessary.
1. Минимальность различий в акустических импедансах между выходным концом демпфера и втулкой акустической развязки при приближении этой величины к акустическому импедансу воздуха. Последнее обстоятельства значимо в связи с тем, что между демпфером и втулкой акустической развязки при изготовлении ПЭП возможно возникновение воздушных зазоров, отрицательное влияние которых на параметры ПЭП следует минимизировать. Акустические импедансы материалов втулки и композиционного материала, представляющего собой связанные эпоксидной смолой микросферы при плотной их упаковке составляют соответственно 0,6•Рл 6•105 кг/м3с и 0,8 • Рл при акустическом импедансе воздуха 4•102кг/м3•с.1. Minimum differences in acoustic impedances between the output end of the damper and the acoustic decoupling bush when this value approaches the acoustic air impedance. The latter circumstance is significant due to the fact that air gaps may occur between the damper and the acoustic decoupling sleeve during the manufacture of probes, the negative effect of which on the probes should be minimized. The acoustic impedances of the sleeve materials and the composite material, which are microspheres bonded with epoxy, are densely packed at 0.6 • Rl 6 • 10 5 kg / m 3 s and 0.8 • Rl with an acoustic air impedance of 4 • 10 2 kg / m 3 • s.
2. Оптимальность структуры и состава композиционного материала демпфера, сочетающего минимальность количества применяемых ингредиентов с плавным изменением акустического импеданса от 28 Pл со стороны демпфера, прилегающей к пьезокерамической пластинке, до 0,6 Pл со стороны демпфера, прилегающей к стенке втулки акустической развязки. Такое сочетание обеспечивается применением в качестве наполнителя смеси порошков вольфрама, электрокорунда и полых стеклянных микрофсер. 2. The optimality of the structure and composition of the composite material of the damper, combining the minimum number of ingredients used with a smooth change in acoustic impedance from 28 Pl from the side of the damper adjacent to the piezoceramic plate, to 0.6 Pl from the side of the damper adjacent to the wall of the acoustic decoupling sleeve. This combination is ensured by the use of a mixture of tungsten powders, electrocorundum and hollow glass micros as a filler.
3. Максимальность поглощения ультразвука на относительно низких частотах (f=0,88 МГц) композиционного материала, представляющего собой связанные эпоксидные смолы плотно упакованные частицы порошка вольфрама, белого электрокорунда и полых корундовых микросфер. Максимальности поглощения УЗК в этих условиях добиваться за счет применения определенного количества соотношений между компонентами в сочетании с оптимальными размерами частиц каждой из компонент. При этом основной механизм поглощения УЗК в демпфере - это диссипация энергии, имеющая место при взаимном трении друг об друга частичек наполнителя, а также их поперечного смещения в процессе прохождения по демпферу продольной ультразвуковой волны. 3. The maximum absorption of ultrasound at relatively low frequencies (f = 0.88 MHz) of a composite material, which is a bonded epoxy resin tightly packed particles of tungsten powder, white electrocorundum and hollow corundum microspheres. Ultrasonic absorption in these conditions can be maximized by applying a certain number of ratios between the components in combination with the optimal particle sizes of each of the components. In this case, the main mechanism of ultrasonic ultrasonic absorption in the damper is energy dissipation, which occurs when the particles of the filler are rubbed against each other, as well as their lateral displacement during the passage of the longitudinal ultrasonic wave through the damper.
Следовательно, проявляется новое свойство гашение основной частицы энергии ультразвуковой волны сильно поглощающем материале акустической развязки при полном поглощении энергии данного сигнала в демпфере. Consequently, a new property is shown in which the main particle of the energy of the ultrasonic wave is quenched by the strongly absorbing acoustic decoupling material while completely absorbing the energy of this signal in the damper.
Втулка акустической развязки из материалов, связанных герметиком ВИКСИНТ полых микросфер обеспечивает проявление сверхэффекта при ее применении в сочетании с контактирующим с ней участком демпфера, содержащим стеклянные микросферы и эпоксидное связующее. An acoustic decoupling sleeve made of materials connected by the VIKSINT sealant of hollow microspheres provides a super-effect when applied in combination with a damper section in contact with it containing glass microspheres and an epoxy binder.
Направление вибрации по вертикали обеспечивает также следующий сверхэффект. В обычных условиях связать микросферы в цельный композиционный материал можно при концентрации в нем эпоксидной смолы не менее 15-20% по массе. При этом достигается плотность материала 0,4-0,5 г/см3. Наличие вибрации позволяет за счет удаления эпоксидной смолы из зазоров между частицами микросферами иметь смачивание их тонким слоем и сцепление при минимальном количестве связующего менее 10% Такой механизм позволяет довести плотность композиционного материала до 0,3-0,35 г/см3 при условии предварительного удаления из исходного порошка мелких микросфер. - размером до 50 мкм. С другой стороны, движение вверх под действием силы Архимеда крупных микросфер затруднено за счет их сцепления с частицами других наполнителей. Поэтому предварительным рассевом на ситах следует выделить из исходного порошка микросферы фракцию частиц размером 50-100 мкм.The vertical direction of vibration also provides the following super-effect. Under ordinary conditions, it is possible to bind microspheres into an integral composite material when the concentration of epoxy in it is at least 15-20% by weight. In this case, a material density of 0.4-0.5 g / cm 3 is achieved. The presence of vibration allows due to the removal of epoxy from the gaps between the particles of the microspheres to have a thin layer of wetting and adhesion with a minimum amount of binder less than 10%. This mechanism allows you to bring the density of the composite material to 0.3-0.35 g / cm 3 subject to prior removal from the original powder of fine microspheres. - up to 50 microns in size. On the other hand, the upward movement under the action of the Archimedes force of large microspheres is difficult due to their adhesion to particles of other fillers. Therefore, by preliminary screening on sieves, a fraction of particles with a size of 50-100 microns should be selected from the initial microsphere powder.
Сходный сверхэффект проявляется при применении оптимальной зернистости порошка вольфрама. Движение крупных частиц вольфрама вниз под действием силы тяжести затруднено вследствие их сцепления с частицами других наполнителей. В то же время, наиболее мелкие частицы вольфрама, где движение в зазорах между крупными частицами других наполнителей облегченно наличием поля накладываемой на находящуюся в жидком состоянии массу вибрации, создают на поверхности пьезокерамической пластинки плотно упакованный слой с минимальными зазорами между частицами и соответственно высокой плотностью. Акустический импеданс такого слоя превышает акустический импеданс пьезокерамической пластинки, что приводит к ухудшению работы зонда увеличение мертвой зоны за счет повышения длительности переходного процесса в пьезокерамической пластинке. Для исключения возможности образования такого слоя, следует из исходного порошка вольфрама удалить наиболее мелкие частицы. Таким образом, в состав шликера для получения демпфера следует вводить вольфрамовый порошок, имеющий оптимальную зернистость 40-80 мкм. A similar super-effect is manifested when applying the optimal graininess of tungsten powder. The movement of large particles of tungsten downward under the action of gravity is difficult due to their adhesion to particles of other fillers. At the same time, the smallest tungsten particles, where the movement in the gaps between the coarse particles of other fillers is facilitated by the presence of a field superimposed on a mass of vibration imposed on the liquid state, create a densely packed layer on the surface of the piezoceramic plate with minimal gaps between the particles and correspondingly high density. The acoustic impedance of such a layer exceeds the acoustic impedance of the piezoceramic plate, which leads to a deterioration of the probe's operation, an increase in the dead zone due to an increase in the duration of the transient process in the piezoceramic plate. To exclude the possibility of the formation of such a layer, the smallest particles should be removed from the initial tungsten powder. Thus, a tungsten powder having an optimal grain size of 40-80 microns should be added to the slurry to obtain a damper.
Описанные выше явления, протекающие при разделении смеси наполнителей, определяют наличие оптимального диапазона размеров зерен электрокорунда. Эти зерна должны быть достаточно крупными 400 мкм. чтобы зазоры между ними не препятствовали проходить вниз частичкам вольфрама размером 40-80 мкм и вверх микросферам с размерами 50-100 мкм. Однако применение порошка электрокорунда зернистостью 1000 мкм приводит к образованию резких границ раздела сред электрокорунд-микросфера, что приводит к появлению дополнительных отражений и, как следствие, к поддержанию колебаний пьезокерамической пластинки, т.е. к увеличению мертвой зоны зонда. The phenomena described above, occurring during the separation of a mixture of fillers, determine the presence of an optimal range of grain sizes of electrocorundum. These grains should be large enough 400 microns. so that the gaps between them do not impede the passage of particles of tungsten 40-80 microns in size and up to microspheres with sizes of 50-100 microns. However, the use of electrocorundum powder with a grain size of 1000 μm leads to the formation of sharp media interfaces between the electrocorundum microsphere, which leads to the appearance of additional reflections and, as a result, to the maintenance of the oscillations of the piezoceramic plate, i.e. to increase the dead zone of the probe.
Минимальность толщины демпфера обеспечивается созданием оптимального количественного отношения между компонентами наполнителя. Для демпфера циклической формы соотношение компонент по массе, определяемое как 60-65% вольфрама, 20-25% электрокорунда и 3,7-3,9% микросфер равносильно соотношению толщин соответствующих слоев в пропорции 1:1,5:2. В этой же пропорции соотносятся и коэффициенты затухания ультразвука образующихся композиционных материалов. The minimum thickness of the damper is ensured by creating the optimal quantitative relationship between the components of the filler. For a cyclic damper, the ratio of components by weight, defined as 60-65% tungsten, 20-25% electrocorundum, and 3.7-3.9% microspheres, is equivalent to the ratio of the thicknesses of the corresponding layers in a ratio of 1: 1.5: 2. The ultrasound attenuation coefficients of the resulting composite materials are also correlated in the same proportion.
Уменьшение содержания порошков вольфрама ниже 60% и микросфер ниже 3,7% приводит к возникновению резких границ перехода вольфрам электрокорунд и электрокорунд микросферы. Характер отрицательного влияния таких границ описан выше. A decrease in the content of tungsten powders below 60% and microspheres below 3.7% leads to sharp transitions between the tungsten electrocorundum and electrocorundum microspheres. The nature of the negative impact of such boundaries is described above.
Уменьшение содержания из электрокорунда ниже 20% приводит к образованию прослойки из ненаполненного связующего эпоксидной смолы, обладающей малым коэффициентом затухания в ней ультразвуковой волны, что приводит к резкому общему ухудшению поглощающих свойств демпфера в целом. A decrease in the content of electrocorundum below 20% leads to the formation of a layer of unfilled binder epoxy resin with a low attenuation coefficient of the ultrasonic wave in it, which leads to a sharp general deterioration in the absorption properties of the damper as a whole.
К общему снижению поглощения ультразвука в демпфере в целом приводит также повышение содержания по массе в материале демпфера вольфрама свыше 65% и электрокорунда свыше 25%
Повышение содержания микросфер в материале демпфера свыше 3,9% по массе приводит к тому, что излишнее количество микросфер задерживается в слоях, содержащих электрокорунд и вольфрам. Наличие в этих слоях излишка микросфер приводит к уменьшению акустического импеданса слоев и, следовательно, к нарушению акустического согласования между пьезокерамической пластиной и демпфером.An overall decrease in ultrasound absorption in the damper as a whole is also caused by an increase in the mass content of tungsten damper in the material over 65% and electrocorundum over 25%
An increase in the content of microspheres in the damper material over 3.9% by mass leads to the fact that an excessive amount of microspheres is retained in layers containing electrocorundum and tungsten. The presence of excess microspheres in these layers leads to a decrease in the acoustic impedance of the layers and, consequently, to a violation of the acoustic matching between the piezoceramic plate and the damper.
В качестве примера приводится составы демпферов с диапазонами изменения содержания компонент и наполнителя по массе: вольфрама 50-70% электрокорунда 10-30% микросфер 3,5-4% при диапазонах изменения размеров частиц: вольфрама 40-120 мкм, электрокорунда 10-30 мкм, микросфер 40-120 мкм. As an example, the compositions of dampers are given with the ranges of the content of components and the filler by mass: tungsten 50-70% electrocorundum 10-30% microspheres 3.5-4% with the ranges of particle sizes: tungsten 40-120 microns, electrocorundum 10-30 microns , microspheres 40-120 microns.
Изобретение поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.
Пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезокерамической пластины 1, втулки акустической развязки, образованной кольцом 2 и вкладышем 3, а также демпфера, образованного заливкой в полость, образованную пьезокерамической пластиной и втулкой акустической развязки, эпоксидной смолы с наполнителем. В состав наполнителя для материала демпфера полые стеклянные микросферы 4, частички порошков электрокорунда 5 и вольфрама 6. В процессе отверждения эпоксидной смолы пьезоэлектрический преобразователь подвергают вибрационному воздействию, благодаря чему происходит расслаивание наполнителя: частички вольфрама опускаются вниз до контакта с тыльной поверхностью пьезокерамической пластины, а полые микросферы поднимаются вверх до контакта со втулкой акустической развязки. Исключение усадочной и газовой поритости достигается тем, что вкладыш 3 в процессе отверждения смолы надавливают на полимеризующуюся массу с выходом ее части в выпор-отверстие 7, через которое проходит провод 8 коммутации пьезокерамической пластинки. The piezoelectric transducer consists of a piezoceramic plate 1, an acoustic isolation sleeve formed by a ring 2 and an insert 3, and a damper formed by filling in a cavity formed by a piezoceramic plate and an acoustic isolation sleeve, an epoxy resin with a filler. The filler for the damper material contains hollow glass microspheres 4, particles of electrocorundum powder 5 and tungsten 6. During the curing of the epoxy resin, the piezoelectric transducer is subjected to vibrational action, due to which the filler is delaminated: the tungsten particles are lowered down to contact with the back surface of the piezoceramic plate, and hollow microspheres rise up to contact with the acoustic decoupling sleeve. The exclusion of shrinkage and gas porosity is achieved by the fact that the liner 3 in the process of curing the resin is pressed onto the polymerized mass with the release of its part into the up-hole 7, through which the wire 8 of the commutation of the piezoceramic plate passes.
Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.
При подаче на пьезокерамическую пластину импульса электрического напряжения возникает упругая волна, которая движется в толще демпфера от тыльной стороны пьезокерамической пластинки к торцу вкладыша 3. Благодаря тому, что в тонком поверхностном слое демпфера, контактирующие с пьезокерамической пластинкой, обеспечен акустический импеданс пьезокерамики, в демпфер уходит большая часть энергии, накопленной в пьезокерамической пластинке, а продолжительность колебания самой пластинки таким образом минимизируется. When a voltage pulse is applied to the piezoceramic plate, an elastic wave arises, which moves in the thickness of the damper from the back of the piezoceramic plate to the end face of the liner 3. Due to the fact that the acoustic impedance of the piezoceramic is provided in the thin surface layer of the damper in contact with the piezoceramic plate, it goes into the damper most of the energy stored in the piezoceramic plate, and the oscillation duration of the plate itself is thus minimized.
Достигая торца вкладыша 3, энергия ультразвуковой волны ослабляется на величину:
Δ = 3hw+4,5hЭБ+6•hМС (дБ),
где hw, hэв, hмс толщины слоев демпфера, наполненных соответственно порошками, электрокорунда и микросфер.Reaching the end of the liner 3, the energy of the ultrasonic wave is attenuated by:
Δ = 3h w + 4,5h EB + 6 • h MS (dB),
where h w , h ev , h ms are the thicknesses of the damper layers filled with powders, respectively, electrocorundum and microspheres.
При отражении этой волны от плоскости раздела сред демпфер-вкладыш происходит ее ослабление первоначальной энергии УЗ волны еще на 20 дБ. Таким образом, общее ослабление первоначальной энергии УЗ-волны составляет порядка 60 дБ, т. е. обратно к пьезокерамической пластине эта волна практически не доходит. When this wave is reflected from the plane of the interface between the damper-liner, it attenuates the initial energy of the ultrasonic wave by another 20 dB. Thus, the total attenuation of the initial energy of the ultrasonic wave is about 60 dB, i.e., this wave practically does not reach the piezoceramic plate.
Использование пьезокерамического преобразователя в составе зонда на частоту 0,88 МГц одномерного эхо-энцефалоскопа ЭЭС-12. The use of a piezoceramic transducer as part of a probe at a frequency of 0.88 MHz of a one-dimensional echo-encephaloscope EES-12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004584A RU2078340C1 (en) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Piezoelectric transformer (bimorph) for ultrasonic diagnostic catheter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004584A RU2078340C1 (en) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Piezoelectric transformer (bimorph) for ultrasonic diagnostic catheter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94004584A RU94004584A (en) | 1995-09-27 |
| RU2078340C1 true RU2078340C1 (en) | 1997-04-27 |
Family
ID=20152320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94004584A RU2078340C1 (en) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Piezoelectric transformer (bimorph) for ultrasonic diagnostic catheter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2078340C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669278C1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-10-09 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" | Epoxy compound for filling piezocomposite hydroacoustic transducers |
-
1994
- 1994-02-08 RU RU94004584A patent/RU2078340C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 352211, кл. G 01 N 29/04, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР N 526823, кл. G 01 N 29/04, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР N 705325, кл. G 01 N 29/04, 1979. 4. Авторское свидетельство СССР N 1619165, кл. G 01 N 29/04, 1991. 5. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М.: Мишиностроение, 1981, с.240. 6. Сагателян Г.Р. Технология изготовления пьезоэлектрических преобразователей для аппаратов ультразвуковой терапии, диагностики и хирургии. - М.: Издательство МГТУ, 1999, с. 11 - 13. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669278C1 (en) * | 2017-12-08 | 2018-10-09 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" | Epoxy compound for filling piezocomposite hydroacoustic transducers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5789618B2 (en) | Ultrasonic probe | |
| US4698541A (en) | Broad band acoustic transducer | |
| US3427481A (en) | Ultrasonic transducer with a fluorocarbon damper | |
| US2972068A (en) | Uni-directional ultrasonic transducer | |
| JP4373982B2 (en) | Array-type ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic apparatus | |
| US3663842A (en) | Elastomeric graded acoustic impedance coupling device | |
| US6714484B2 (en) | Microfabricated acoustic transducer with suppressed substrate modes | |
| EP2230904B1 (en) | Multilayer backing absorber for ultrasonic transducer | |
| KR100924618B1 (en) | A piezoelectric element and an oscillation transducer with a piezoelectric element | |
| EP0355694A2 (en) | Piezoelectric composite transducer for use in ultrasonic probe | |
| CN101442940A (en) | Ultrasonic matching layer and transducer | |
| JP2008011494A (en) | Array type ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic device | |
| US20130133408A1 (en) | Ultrasonic transducer for use in a fluid medium | |
| CN101442941A (en) | Ultrasonic matching layer and transducer | |
| JPS61292500A (en) | Pad material for ultrasonic transducer | |
| CN103691654A (en) | Low-frequency narrow-pulse ultrasonic transducer | |
| US4381470A (en) | Stratified particle absorber | |
| US5552004A (en) | Method of making an acoustic composite material for an ultrasonic phased array | |
| Hoff et al. | Acoustic properties of shell-encapsulated, gas-filled ultrasound contrast agents | |
| RU2078340C1 (en) | Piezoelectric transformer (bimorph) for ultrasonic diagnostic catheter | |
| US4482835A (en) | Multiphase backing materials for piezoelectric broadband transducers | |
| US4779244A (en) | Ultrasonic transducer and attenuating material for use therein | |
| Low et al. | Design and construction of short pulse ultrasonic probes for non-destructive testing | |
| CN210781302U (en) | Underwater acoustic transducer | |
| Hosono et al. | Effects of fine metal oxide particle dopant on the acoustic properties of silicone rubber lens for medical array probe |