Precision Acoustics壓電陶瓷換能器
超聲傳感器在醫學和無損檢測中的各種應用
概述
精密聲學使超聲傳感器在醫學和無損檢測中得到廣泛應用。使用PZT，偏鈮酸鉛(PMN)和其他材料，傳感器是根據客戶的要求。請指定中心頻率和有源元件直徑以及任何聚焦要求
Precision Acoustics使用各種不同的材料制造頻率范圍為0.2 MHz至50MHz的傳感器
壓電陶瓷材料的特征在于具有良好的電-機械轉換能力，但內部阻尼相對較低。這使得它們非常適用于制造諧振傳感器，但要制造寬帶傳感器，它們必須有很大的阻尼。典型的重阻尼壓電陶瓷換能器可能具有4-5個周期長的脈沖。它們是優秀的發射傳感器，也是發射/接收設備的合理選擇
幾乎所有的壓電陶瓷換能器都配有一個完整的四分之一波長匹配層，以有效地將壓電陶瓷的高特性聲阻抗(通常超過30毫瑞利)耦合到由水產生的1.5毫瑞利負載中。大多數精密聲學壓電陶瓷傳感器包含一個完整的電阻匹配網絡。這將傳感器呈現的復阻抗轉換為更接近50ω的值。這確保了從典型50ω輸出阻抗函數發生器和放大器到傳感器的最佳功率傳輸。
由于晶體變得非常薄并且容易損壞，所以很難用壓電陶瓷制造非常高頻率的器件。精密聲學通常只生產中心頻率為10 MHz或更低的壓電陶瓷器件。壓電陶瓷也已在內部用于生產聲學輸出超過85W的高共振換能器。
壓電聚合物材料(例如PVdF)的特征在于具有良好的機電轉換能力，但是具有相對高的內部阻尼。這使得它們非常適合產生非常短的脈沖，寬帶換能器和-2-3個周期的脈沖響應是可能的。然而，內部阻尼意味著它們必須由比同類壓電陶瓷器件高得多的電壓來驅動。它們是優秀的接收傳感器，也是發射/接收設備的合理選擇(尤其是需要良好軸向分辨率的情況)。
PVdF的聲阻抗比壓電陶瓷更接近水，因此基于PVdF的換能器不需要聲匹配層。PVdF傳感器呈現的電阻抗特性意味著很難將其有效轉換為50ω。雖然阻抗可以在有限的頻率范圍內匹配，但這將損害這類器件的寬帶性能。因此，大多數精密聲學壓電聚合物傳感器具有簡單的電感匹配(以抵消傳感器的大部分電抗)，但不匹配50ω。
PVdF薄膜實際上可以非常薄，因此可以用來制造高頻換能器。微型壓電聚合物傳感器(直徑1毫米)已在中心頻率超過35兆赫的精密聲學中生產出來。
