林书玉，教授，博士生导师。1963年生于山东省莱州市，2002年9月于日本东京工业大学获得工学博士学位。现为陕西师范大学物理学与信息技术学院院长，陕西师范大学应用声学研究所所长，陕西省物民所长，中国声学学会理事，中国声学学会功率超声分会副主任，西安声学学会理事长，南京大学近代声学国家重点实验室学术委员会委员。主要从事超声学以及相关的科研、研究生教学和培养工作。从事的研究领域包括超声换能器，超声化学，超声马达，超声的物理、化学以及生物医学等效应研究。先后发表论文100余篇，其中30余篇刊于SCI收录的国际权威刊物上，获得教育部及陕西省科技进步等奖励10余项，承担国家、教育部及陕西省自然科学等基金项目近20项。1997年被批准为国家有突出贡献的中青年专家，同年入选国家百千万人才工程第一及第二层次，1996及1997年先后被评为西安市和陕西省劳动模范。

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前言

第1章 绪论

1.1 超声换能器简介

1.2 超声换能器的主要性能指标

1.3 超声换能器的研究方法

第2章 压电超声换能器

2.1 压电材料和压电效应

2.2 压电陶瓷振子的振动模式

2.3 压电陶瓷振子的谐振特性

2.4 压电陶瓷振子的动态特性及其集中参数等效电路

2.5 压电陶瓷振子的导纳和阻抗特性

2.6 压电陶瓷振子的等效电路

第3章 磁致伸缩超声换能器

3.1 磁致伸缩材料

3.2 磁致伸缩效应

第4章 气介超声换能器

4.1 气介式超声换能器的研究现状

4.2 气介超声换能器的种类

4.3 气介超声换能器的应用

第5章 流体动力型超声换能器

5.1 流体动力型发声器的种类

5.2 流体动力型发声器的现状和展望

第6章 聚焦超声换能器

6.1 超声聚焦系统的基本工作原理

6.2 常用的几种超声聚焦系统的声场计算

第7章 夹心式压电陶瓷超声换能器

7.1 概论

7.2 夹心式压电陶瓷复合换能器的理论分析及设计

第8章 扭转振动超声换能器

8.1 切向极化压电陶瓷细长棒的扭转振动

8.2 切向极化压电陶瓷薄圆环的扭转振动

8.3 切向极化压电陶瓷晶片堆的扭转振动

8.4 夹心式压电陶瓷扭转振动换能器的设计理论

第9章 弯曲振动超声换能器

9.1 叠片式弯曲振动压电陶瓷换能器

9.2 有限宽度矩形板压电陶瓷振子的弯曲振动

9.3 夹心式弯曲振动压电陶瓷超声换能器

9.4 模式转换型弯曲振动超声换能器

第10章 复合振动模式压电超声换能器

1O.1 纵扭复合模式超声振动系统

10.2 夹心式纵弯复合模式超声换能器

10.3 夹心式扭转弯曲复合模式超声换能器

10.4 夹心式模式转换型纵扭复合模式超声换能器

第11章 检测超声换能器

11.1 检测超声探头

11.2 检测超声换能器的一些基本要求

11.3 检测超声换能器的声阻抗匹配以及背衬选择

11.4 检测超声换能器的电匹配

第12章 压电超声换能器的电学及声学匹配

12.1 压电陶瓷超声换能器的动态特性分析

12.2 压电陶瓷超声换能器的电匹配

12.3 压电超声换能器的声学匹配

参考文献

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本书是一本介绍超声换能器的理论专著，内容涉及有关超声换能器的所有内容，其中许多章节是作者多年来从事科研和教学实践的总结。书中紧紧围绕超声换能器这一内容，对各种类型的超声换能器，从基础知识到理论分析、从设计计算到实际应用以及该领域的最新发展进行了详细的论述，条理分明，深入浅出。

全书共分12章，第1章是绪论，对超声换能器的基本概念进行了简要的介绍；第2章至第11章对10种不同类型的超声换能器进行了介绍；第12章对超声换能器的电学和声学匹配进行了分析；最后给出了相关的参考文献，以供读者查阅。

本书可供从事超声换能器研究工作的科技工作者、专业技术人员以及高等院校师生参考。

超声换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷，由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器（超声探头）的工作原理大体是相同的，其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时，从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化，这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力，使其进入振动状态，从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动，向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反，外来声波作用在换能器的振动面上，从而使换能器的机械振动系统发生振动，借助某种物理效应，引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化，从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。

医疗超声换能器的种类，可以按照换能器工作时所产生的波束的多少，分为单波束和多波束。少到单个波束，多到256个波束。按换能器阵元的空间排列的维数，又可以分为一维阵(一维线阵，一维凸线阵，一维相控阵)，1.5维，1.75维，或两维声学基阵。根据换能器工作频率的范围，可以分为低频，高频换能器。在医疗超声设备中，低频换能器可以到500KHz，甚至更低到20KHz，高频换能器目前则可以到50MHz。如果按照换能器制作的材料来区分，那又可以分为压电陶瓷换能器，压电薄膜换能器，压电厚膜换能器，压电单晶换能器，复合材料换能器，微机械加工的电容式换能器，微机械加工的压电式换能器等。

医用超声换能器（超声探头）是医学超声仪器系统的重要组成部分，它在新型医学仪器的研制和医学研究中，占有相当重要的位置。超声诊断中，首先必须向人体发射超声波，然后接收人体组织结构信息的反射回波。起信息转换作用的是医用超声换能器，由它完成一种电-声和声-电转换，换能器的性能状况直接关系着医用超声设备的性能。