图1 医用超声换能器的结构
压电晶体是主体功能件,用来发射和接收超声波,完成声-电和电-声转换工作。其几何形状和尺寸是根据诊断要求来设计的。由于压电晶体较脆及要求绝缘、密封、防腐蚀等,故必须将压电晶体装入壳体内。
压电晶体两端镀上电极,上、下电极分别焊有一根引线,与壳体上的电极插件相连,用来传输电信号。
垫衬吸声材料(又称为吸收块、吸声块)用于衰减并吸收压电晶体背向辐射的超声能量,使之不在探头中来回反射而使晶体的振铃时间加长,因此要求垫衬具有较大的衰减能力,并具有与压电材料接近的声阻抗,以使来自压电晶体背向辐射的声波全部进入垫衬中并不再反射回到晶体中去吸声材料一般为环氧树脂加钨粉,或铁氧体粉加橡胶粉配合而成。
声学绝缘层,防止超声能量传至探头外壳引起反射,造成对信号的干扰。
保护层,用以保护振子不被磨损。由于保护层与振子和人体组织同时接触,是介于振子与人体组织之间的一层物质,要求保护层既要起到防止磨损,保护振子的功能,又要在传递超声波中尽量没有衰减,具有良好的透射功能;因此,要求保护层的声阻抗接近人体组织的声阻抗,并且具有既有耐磨性,又有良好的透射性的最佳厚度。保护层应该选择衰减系数低并耐磨的材料,并将保护层兼做为层间插入的声阻抗渐变层,其厚度应为λ/4。
外壳作为探头内部材料的支承体,起支撑、容纳、密封、绝缘、承压、屏蔽及保护振子的作用,并用来固定电缆引线,壳体上通常标明该探头的型号、标称频率。
有时壳体内还装有阻抗变换器、前置放大器、阻尼电阻以及调节电感等附件。