Els transductors d’ultrasons s’utilitzen en moltes aplicacions industrials i mèdiques. Continua llegint per conèixer les seves parts principals i el seu funcionament.
Transductor
Els transductors són instruments especials que tenen la capacitat de convertir un tipus d’energia en un altre. Un transductor és un component vital de la sonografia o de la imatge ultrasònica. En sonografia, la càmera és un traductor. Quan s'aplica una càrrega elèctrica a la càmera, la càmera converteix aquesta energia en vibracions. Això es coneix com a efecte piezoelèctric. Les vibracions són en forma d’ones sonores. La càmera està formada per diversos components. Cadascun d’aquests components té un paper en la producció d’ones sonores, la transmissió d’aquestes ones sonores al cos i la recepció dels ecos del cos.
Cristalls piezoelèctrics
Els components principals de la càmera són cristalls piezoelèctrics . Els cristalls d’un transductor ultrasònic solen ser cristalls sintètics fets de PZT (titanat de zirconat de plom). Els cristalls produeixen vibracions quan se’ls aplica tensió. La freqüència de vibració depèn de la quantitat de tensió aplicada als cristalls i la freqüència de les ones sonores depèn de la freqüència de vibració.
Focus
El cristall utilitzat en un transductor d'ultrasons té una forma similar a una lent circular. Un raig sonor es projecta des del cristall. Al principi, el diàmetre del feix sonor és el mateix que el del cristall. Quan el diàmetre del feix redueix a la meitat del diàmetre original, s'aconsegueix el focus. El diàmetre augmenta de nou després del focus. Per poder generar una imatge bidimensional, un transductor d'ultrasons utilitza molts cristalls piezoelèctrics.
Configuració
És important ajustar la configuració en una màquina d’ultrasons. Això és degut a que el focus natural del feix no és suficient per obtenir una imatge precisa de determinades parts. El focus requerit depèn de la distància entre el traductor i la peça. Per millorar l’enfocament, s’utilitzen instruments com miralls i lents. El sonògraf ajusta els paràmetres de la màquina d'ultrasons per controlar l'enfocament electrònic. Quan es canvia l'enfocament, el transductor d'ultrasons aplica tensió en diferents moments a diferents cristalls. Així es canvia l’enfocament del feix.
Impedància acústica
La impedància acústica és causada per la velocitat de l’ona sonora i la densitat del material. La velocitat de l’ona sonora depèn del tipus de material que travessi. És difícil llegir un sonograma quan els materials no tenen la mateixa impedància acústica. Això es deu al fet que el so es veurà reflectit a l'instrument. La quantitat de so que es reflectirà i es transmetrà a través del cos depèn de la diferència en les impedàncies acústiques dels materials. L’aire i el cristall tenen impedàncies acústiques molt diferents. Per tant, no es transmetrà cap ultrasò més enllà de la superfície del transductor d'ultrasons.
Coincidència amb la capa
Les capes a joc s’utilitzen per fer la impedància acústica entre el cos i el cristall piezoelèctric el mínim possible. Un parell d’aquestes capes es posen al mig del transductor i el cristall. Les impedàncies acústiques de la primera capa i del cristall són gairebé les mateixes. La impedància acústica de la darrera capa és gairebé la mateixa que la impedància acústica de la pell. Es transmet més so a l’organisme a causa d’aquesta estratègia.
Gel d'ultrasons
L’aire no és un bon conductor del so. Així doncs, s’utilitza gel d’ultrasons per eliminar l’aire entre la pell i el transductor. El gel es posa a la pell. Amb l’ajut del gel d’ultrasons, les ones sonores es transmeten fàcilment al cos.
Imatge per ultrasons
Es produeix una imatge ultrasònica amb l'ajut de transductors d'ultrasons i ones sonores d'ultrasons. Quan les ones sonores toquen teixits, es reflecteixen. D’això se’n fa ressò. Les ones sonores es remunten a on van venir. Passen pel gel, les capes i el cristall de nou. Una vegada que les ones arriben al cristall, es converteixen en energia electro potencial (tensió). Els altres components de la màquina d'ultrasons es processen amb l'electroenergia potencial i es converteixen en una imatge ultrasònica.
