Sensibilitatea mașinii cu ultrasunete. Proprietăți cu ultrasunete
Rezoluția contrastului depinde în mod semnificativ de sensibilitatea sistemului. Sensibilitatea sistemului ultrasonic este determinată de raportul semnalului / zgomotului util. Adică, sensibilitatea scanerului va fi determinată de modul în care acesta poate recunoaște semnalele acustice utile între o multitudine de zgomot - zgomot.
Pentru a separa semnalul și zgomotul, se utilizează filtre. Filtrele stabilesc un prag care taie foarte slabe semnale de intensitate, care sunt foarte probabil să fie zgomot. Acest lucru, din păcate, nu garantează eliminarea completă a zgomotului, deoarece unii dintre ei vor cădea în intervalul delimitat de prag.
Pe de altă parte, instalarea filtrelor va duce la pierderea unor semnale utile, deoarece unii dintre ei vor merge în mod inevitabil dincolo de limitele filtrelor. Pragul de prezentare a semnalelor acustice utile este denumit intervalul dinamic al sistemului. Intervalul dinamic este caracterizat de raportul dintre semnalele maxime și minime afișate de sistem. Cu alte cuvinte, intervalul dinamic caracterizează abilitatea sistemului de a afișa simultan semnale de intensitate ridicată și de joasă intensitate, transmițând diferențe în nivelul lor. Cu cât este mai dinamică scanerul, cu atât este mai mare sensibilitatea și calitatea acestuia.
Proprietăți cu ultrasunete
Elementul principal. care asigură generarea de vibrații ultrasonice și detectarea ecourilor, este un traductor ultrasonic.
Elementele piezoelectrice sunt amplasate în proiecția suprafeței radiante a senzorului. De obicei, senzorul conține 32, 64, 128 piezoelemente. Pentru fiecare celulă piezoelectrică, sunt adecvați mai mulți electrozi, din care se formează cablul senzorului. Spațiul liber al senzorului este umplut cu material absorbant, care limitează propagarea oscilațiilor ultrasonice în interiorul senzorului. Suprafața radiantă a senzorului este acoperită cu un material polimeric special cu o impedanță acustică aproape de impedanța acustică a țesuturilor biologice.
Fiecare piezoelement este fabricat din material piezoceramic. Cel mai bun material piezoelectric pentru fabricarea piezoelementelor de senzori cu ultrasunete de aproape 40 de ani este cristalul de titan zirconiu (PZT). Cu toate acestea, în anii 1970 un nou tip de cristal piezoelectric a fost creat de către oamenii de știință ruși și japonezi, care depășesc în mod semnificativ PZT în proprietățile sale.
Pentru radiații și recepția de ultrasunete, se utilizează efectul piezoelectric direct și invers. Datorită efectului piezoelectric invers, tensiunea electrică aplicată pe cristal determină deformarea sa, ceea ce, la rândul său, duce la o schimbare a presiunii în mediul adiacent senzorului.
Dacă se aplică o tensiune electrică unui cristal cu o frecvență "ultrasonică" (de obicei 2-10 MHz), aceasta conduce la generarea și propagarea în mediu a undelor ultrasonice a frecvenței corespunzătoare.