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超声换能器技术的发展情况分析
2019-10-28 16:03
1，超声压电材料的发展：
（1）压电复合材料换能器：目前压电陶瓷是超声成像换能器中最常用的材料，具有机电转换效率
高、易与电路匹配、性能稳定、易加工和成本低等优点得到广泛应用。痛死，压电陶瓷材料也存在
声特性阻抗高，不易与人体软组织及水的声阻抗匹配；机械品质因数高，带宽窄；脆性大，抗张强
度低、大面积元件成型较难及超薄高频换能器不易加工等缺陷。
（2）压电单晶换能器：90年代中期压电单晶材料由于优异的压电性能得到了研究者的广泛关注，
目前压电单晶换能器是继复合钛酸铅为代表的新型驰豫铁电单晶换能器，其压电系数和机电耦合系
数等指标远远高于目前普遍使用的PZT压电陶瓷材料。压电单晶材料设计制作的换能器阵，有远远
高于压电陶瓷换能器的灵敏度和带宽。
2，宽频带换能器：
20世纪80年代中期，人们根据超声在生物组织中的衰减规律及其对超声图像的影响，开发了宽频带
换能器。90年代，变频宽带换能器和超宽带换能器在临床诊断中得到应用。目前临床上广泛应用的
谐波成像技术也是在宽频带换能器的基础上发展起来的一种成像技术。由于宽频带换能器能接收入
射超声在组织中产生的多次谐波，其包含的人体信息量大，能提高图像的轴向分辨力，且能提高超
声成像系统的灵敏度。
3，三维超声成像换能器：与传统二维超声成像相比，三维超声成像具有图像显示直观、能得到靶
标的容积、面积等的精确测量结果和可以缩短医师诊断需要的时间等优点。目前主要有两种获取三
维超声图像的方法，一种是利用现有的一维相控线阵获取一系列空间位置已知的二维超声图像，然
后再对获得的图像进行三维重建，获取二维图像主要通过机械驱动扫查法和磁场空间定位扫查法。
4，电容式微加工换能器：电容式微加工换能器是超声成像换能器发展的重要趋势，其应用大规模
集成电路的制作技术，以硅材料为衬底，上面生长一层中间留有空隙的支撑体，然后在支撑体上覆
盖一层薄膜，这样薄膜和硅体之间就形成了一层空气隙，在薄膜和硅体上分别加以金属电极，就形
成一个具有振动薄膜的电容式超声换能器。
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