כיצד פועלים מתמרים קוליים

מתמרים קולי משמשים ביישומים תעשייתיים ורפואיים רבים. המשך לקרוא בכדי לדעת את החלקים העיקריים שלהם וכיצד הם עובדים.

מתמר

מתמרים הם מכשירים מיוחדים שיש להם יכולת להפוך סוג אנרגיה אחד למשנהו. מתמר הוא מרכיב חיוני בסונוגרפיה או הדמיה קולית. בסונוגרפיה, המצלמה היא מתמר. כאשר מופעל מטען חשמלי על המצלמה, המצלמה ממירה אנרגיה זו לתנודות. זה מכונה אפקט פיוזואלקטרי. התנודות הן בצורה של גלי קול. המצלמה עשויה מרכיבים שונים. כל אחד מהמרכיבים הללו ממלא תפקיד בייצור גלי קול, העברת גלי הקול הללו לגוף וקליטת הדים מהגוף.

קריסטלים פיוזואלקטריים

המרכיבים העיקריים של המצלמה הם גבישים פיזואלקטריים . הגבישים במתמר קולי הם בדרך כלל גבישים סינתטיים העשויים PZT (titanate lead zirconate). הקריסטלים מייצרים רטט כשמופעל עליהם מתח. תדר הרטט תלוי בכמות המתח המופעלת על גבי הגבישים ותדירות גלי הקול תלויה בתדר הרטט.

פוקוס

הגביש המשמש במתמר קולי הוא בעל צורה הדומה לעדשה עגולה. קרן קול מוקרנת מהגביש. בהתחלה, קוטר קרן הצליל זהה לזה של הקריסטל. כאשר קוטר הקורה מצטמצם למחצית הקוטר המקורי שלו, מגיעים למיקוד. הקוטר עולה שוב לאחר המיקוד. כדי להיות מסוגל לייצר תמונה שהיא דו ממדית, מתמר קולי משתמש בהרבה גבישים פיזואלקטריים.

הגדרות

חשוב להתאים את ההגדרות במכונת אולטרסאונד. הסיבה לכך היא שהמיקוד הטבעי של הקורה אינו מספיק בכדי לקבל תמונה מדויקת של חלקים מסוימים. המיקוד הנדרש תלוי במרחק בין המתמר לחלק. כדי לשפר את המיקוד משתמשים במכשירים כמו מראות ועדשות. הסונוגרף מתאים את ההגדרות במכונת האולטרה סאונד לשליטה על מיקוד אלקטרוני. כאשר משתנים המיקוד, מתמר הקולי מפעיל מתח בזמנים משתנים על גבישי גבישים שונים. כך משתנים מיקוד הקורה.

עכבה אקוסטית

עכבה אקוסטית נגרמת על ידי מהירות גל הקול וצפיפות החומר. מהירות גל הקול תלויה בסוג החומר שהוא עובר. קשה לקרוא קריאת סונוגרמה כאשר לחומרים אין את אותה עכבה אקוסטית. הסיבה לכך היא שהצליל ישתקף חזרה לכלי. כמויות הצליל שישתקפו ויועברו דרך הגוף תלויות בהבדל במעכבות האקוסטיות של החומרים. לאוויר ולקריסטל יש עכבות אקוסטיות שונות מאוד. לכן לא יועבר שום אולטראסאונד מעבר לפני השטח של מתמר הקולי.

שכבה תואמת

שכבות תואמות משמשות כדי להפוך את העכבה האקוסטית בין הגוף לבין הגביש הפיזואלקטרי כמה שפחות. כמה שכבות אלה מכניסים לאמצע המתמר והגביש. עכבות אקוסטיות של השכבה הראשונה והגביש כמעט זהות. עכבתו האקוסטית של השכבה האחרונה כמעט זהה לעכבה האקוסטית של העור. יותר קול מועבר לגוף בגלל אסטרטגיה זו.

ג'ל קולי

אוויר אינו מוליך טוב של צליל. וכך, ג'ל קולי משמש לחיסול האוויר בין העור למתמר. את הג'ל מניחים על העור. בעזרת ג'ל קולי, גלי הקול מועברים לגוף בקלות.

הדמיה קולית

תמונה קולית מיוצרת בעזרת מתמרים קוליים וגלי קול קולי. כאשר גלי הקול פוגעים ברקמות הם משתקפים. זה נקרא הד. גלי הקול חוזרים למקום ממנו הגיעו. הם עוברים שוב דרך הג'ל, השכבות והגביש. ברגע שהגלים מגיעים לקריסטל, הם מומרים לאנרגיה פוטנציאלית אלקטרונית (מתח). לאחר מכן מעובדת האנרגיה הפוטנציאלית האלקטרו והופכת לתמונה קולית על ידי שאר הרכיבים של מכונת הקולי.