Page 103 - 无损检测2022年第一期
P. 103
张 浩, 等:
基于 PMN-PT 单晶材料的医用超声相控阵换能器设计
采用串联电感调谐的低电容同轴电缆来匹配单
晶阵列的高阻抗。采用 5072PR 型脉冲信号源对该
单晶阵列进行回波性能分析, 其水中响应测试结果
( 64 个基元测试) 如图 4 所示。
图 6 PZT 阵列换能器获得的超声图像
2 结论
选取 PMN-32%PT ( 001 ) 单晶材料, 采用两匹配
层结构进行换能器设计, 并根据设计制作样品换能
器。得到的换能器中心频率约为 2.6 MHz , -6dB
带宽为 80% 以上, 可用于对心脏疾病的显像诊断。
参考文献:
[ 1 ] CROSSLE.Relaxorferroelectrics [ J ] .Ferroelectrics ,
1987 , 76 ( 1 ): 241-267.
[ 2 ] 张章 . 弛豫铁电单晶 PMNT 在医用相控阵超声换能器
中的应用研究[ D ] . 上 海: 中 国 科 学 院 大 学( 中 国 科 学
图 4 医用相控阵换能器水中响应测试结果
院上海硅酸盐研究所), 2018.
( 64 个基元测试)
[ 3 ] KINGON A I , CLARK J B.Sinterin g of PZT
制作 的 医 用 相 控 阵 单 晶 换 能 器 中 心 频 率 为
ceramics : I , atmos p here control [ J ] .Journalofthe
2.68MHz , 带宽约为 83% , 具有较高的灵敏度和较 AmericanCeramicSociet y , 1983 , 66 ( 4 ): 253-256.
好的阵元一致性。 [ 4 ] SERVICE R F.Sha p e-chan g in g cr y stals g etshiftier
1.4 超声图像评估 [ J ] .Science , 1997 , 275 ( 8 ): 1878.
PMN-PT 单晶和 PZT 陶瓷阵列换能器获得的 [ 5 ] YIN Z W , LUO H S , WANG P C , etal.Growth ,
characterizationandp ro p ertiesofrelaxorferroelectric
超声图像如图 5 , 6 所示, 在组织谐波模式下, PMN-
PMN-PTsin g lecr y stals [ J ] .Ferroelectrics , 1999 , 229
PT 换能器得到的二维图像具有更好的穿透力、 分
( 1 ): 207-216.
辨率以及对比度。
[ 6 ] ZHANGZ , XU JL , YANG L L , etal.Desi g nand
com p arison of PMN-PT sin g le cr y stals and PZT
ceramics based medical p hased arra y ultrasonic
transducer [ J ] .Sensorsand Actuators A : Ph y sical ,
2018 , 283 : 273-281.
[ 7 ] 栾桂冬, 张金铎, 王仁乾 . 压电换能器和换能器阵[ M ] .
北京: 北京大学出版社, 2005.
[ 8 ] ZHOU Q F , LAM K H , ZHENG H R , et al.
Piezoelectricsin g lecr y stalultrasonictransducersfor
biomedicala pp lications [ J ] .Pro g ress in Materials
图 5 PMN-PT 阵列换能器获得的超声图像
Science , 2014 , 66 : 87-111.
5
6
2022 年 第 44 卷 第 1 期
无损检测

