Os transdutores ultrassônicos são usados em muitas aplicações industriais e médicas. Leia para conhecer suas partes principais e como elas funcionam.
Transdutor
Transdutores são instrumentos especiais capazes de transformar um tipo de energia em outro. Um transdutor é um componente vital da ultrassonografia ou imagem ultrassônica. Em sonografia, a câmera é um transdutor. Quando uma carga elétrica é aplicada à câmera, ela converte essa energia em vibrações. Isso é conhecido como efeito piezoelétrico. As vibrações estão na forma de ondas sonoras. A câmera é feita de vários componentes. Cada um desses componentes desempenha um papel na produção de ondas sonoras, na transmissão dessas ondas sonoras para o corpo e na recepção de ecos do corpo.
Cristais piezoelétricos
Os principais componentes da câmera são cristais piezoelétricos . Os cristais em um transdutor ultrassônico são geralmente cristais sintéticos feitos de PZT (titanato de zirconato de chumbo). Os cristais produzem vibrações quando a tensão é aplicada a eles. A frequência de vibração depende da quantidade de tensão aplicada aos cristais e a frequência das ondas sonoras depende da frequência de vibração.
Foco
O cristal usado em um transdutor ultrassônico tem um formato semelhante a uma lente circular. Um feixe sonoro é projetado a partir do cristal. A princípio, o diâmetro do feixe sonoro é o mesmo do cristal. Quando o diâmetro do feixe se reduz à metade do diâmetro original, o foco é alcançado. O diâmetro aumenta novamente após o foco. Para poder gerar uma imagem bidimensional, um transdutor ultrassônico utiliza muitos cristais piezoelétricos.
Definições
É importante ajustar as configurações em uma máquina de ultrassom. Isso ocorre porque o foco natural do feixe não é suficiente para obter uma imagem precisa de partes específicas. O foco necessário depende da distância entre o transdutor e a peça. Para melhorar o foco, instrumentos como espelhos e lentes são utilizados. O sonógrafo ajusta as configurações na máquina ultrassônica para controlar o foco eletrônico. Quando o foco é alterado, o transdutor ultrassônico aplica tensão em momentos variados a diferentes cristais. É assim que o foco do feixe é alterado.
Impedância acústica
A impedância acústica é causada pela velocidade da onda sonora e pela densidade do material. A velocidade da onda sonora depende do tipo de material pelo qual ela passa. É difícil fazer uma sonografia lendo quando os materiais não têm a mesma impedância acústica. Isso ocorre porque o som será refletido de volta ao instrumento. As quantidades de som que serão refletidas e serão transmitidas pelo corpo dependem da diferença nas impedâncias acústicas dos materiais. Ar e cristal têm impedâncias acústicas muito diferentes. Portanto, nenhum ultrassom será transmitido além da superfície do transdutor ultrassônico.
Camada correspondente
As camadas correspondentes são usadas para reduzir ao máximo a impedância acústica entre o corpo e o cristal piezoelétrico. Algumas dessas camadas são colocadas no meio do transdutor e do cristal. As impedâncias acústicas da primeira camada e do cristal são quase as mesmas. A impedância acústica da última camada é quase a mesma que a impedância acústica da pele. Mais som é transmitido para o corpo por causa dessa estratégia.
Gel ultra-sônico
O ar não é um bom condutor de som. E assim, o gel ultrassônico é usado para eliminar o ar entre a pele e o transdutor. O gel é colocado na pele. Com a ajuda do gel ultrassônico, as ondas sonoras são facilmente transmitidas ao corpo.
Ultrasonic Imaging
Uma imagem ultrassônica é produzida com a ajuda de transdutores ultrassônicos e ondas sonoras ultrassônicas. Quando as ondas sonoras atingem os tecidos, elas são refletidas. Isso é chamado de eco. As ondas sonoras voltam de onde vieram. Eles passam pelo gel, camadas e cristais novamente. Quando as ondas atingem o cristal, elas são convertidas em energia eletro potencial (tensão). A energia eletro potencial é então processada e convertida em uma imagem ultrassônica pelos outros componentes da máquina ultrassônica.
