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超声学课件xx年xx月xx日CATALOGUE目录•超声学基础知识•超声学仪器设备•超声学检查技术•超声学诊断思路与方法•超声学在医学领域的应用•超声学的发展趋势与未来展望01超声学基础知识1 2 3超声波的频率高于人类能够听到的声音频率，因此被称为超声波。
频率高于20000赫兹超声波是一种机械波，不具有电离辐射的特性，因此不会对生物体产生损伤。
非电离辐射超声波的波束较窄，方向性强，适合进行精确的定位和诊断。
方向性强03衰减随着超声波在介质中传播距离的增加，其能量逐渐衰减，影响图像的清晰度。
01传播速度超声波的传播速度与介质的密度和弹性有关，在人体内的传播速度约为1540米/秒。
02反射与折射当超声波遇到不同密度的介质时，会发生反射和折射现象，这是超声诊断的基础。
超声波的发射器利用压电效应将电能转换为机械能，产生超声波。
压电效应接收器将接收到的超声波转换为电信号，供后续处理和显示。
声波转换器超声波的产生与接收02超声学仪器设备超声学仪器设备概述超声学仪器设备分类根据应用领域和功能，超声学仪器设备可分为医疗超声、工业超声、生物医学超声等。
超声学仪器设备组成典型的超声学仪器设备包括超声探头、超声主机、图像处理和显示系统等部分。
超声学仪器设备定义超声学仪器设备是指利用超声波进行检测、诊断和治疗的各种设备和系统。
超声探头定义超声探头是用于产生和接收超声波的装置，是超声学仪器设备的关键组成部分。
超声探头种类根据工作频率、应用领域和特殊要求，超声探头可分为高频探头、低频探头、宽频探头、聚焦探头和非线性探头等。
超声探头原理超声探头基于压电效应，将电信号转换为机械振动，从而产生超声波，并接收反射回来的声波信号，经处理后传输给超声主机。
超声探头的种类与原理超声仪器的功能与应用超声仪器具有多种功能，如图像显示、数据测量、疾病诊断和治疗等。
超声仪器功能医疗超声应用工业超声应用生物医学超声应用医疗超声广泛应用于腹部脏器、心脏、妇产科等领域，对疾病进行诊断和指导治疗。
第三章医⽤超声换能器第三章医⽤超声换能器应⽤超声波进⾏诊断时，⾸先要解决的问题是如何发射和接收超声波，通过使⽤超声换能器可以解决这个问题。
⽬前医学超声设备⼤多采⽤声电换能器来实现超声波的发射与接收。
声电换能器按⼯作原理分为两⼤类，即电场式和磁场式。
电场式中，利⽤电场所产⽣的各种⼒效应来实现声电能量的相互转换，其内部储能元件是电容，它⼜分为压电式、电致伸缩式、电容式。
磁场式中，是借助磁场的⼒效应实现声电能量的互相转换，内部储能元件是电感，它⼜分为电动式、电磁式、磁致伸缩式。
在医学超声⼯程中，使⽤的最多的是压电式超声换能器。
§3.1 压电效应与压电材料特性⼀、压电效应压电效应是法国物理学家Pierre Curie 和Jacqnes Curie 兄弟于1880年发现的。
图3-1 压电效应⽰意图对某些单晶体或多晶体电介质，如⽯英晶体、陶瓷、⾼分⼦聚合材料等，当沿着⼀定⽅向对其施加机械⼒⽽使它变形时，内部就产⽣极化现象，同时在它的两个对应表⾯上便产⽣符号相反的等量电荷，并且电荷密度与机械⼒⼤⼩成⽐例；⽽且当外⼒取消后，电荷也消失，⼜重新恢复不带电状态，这种现象称为正压电效应，如图3-1。
当作⽤⼒的⽅向改变时，电荷的极性也随着改变。
相反，当在电介质的极化⽅向上施加电场(加电压)作⽤时，这些电介质晶体会在⼀定的晶轴⽅向产⽣机械变形；外加电场消失，变形也随之消失，这种现象称为逆压电效应(电致伸缩)。
如果在电介质的两⾯外加交变电场时，电介质产⽣压缩及伸张，即产⽣振动，此振动加到弹性介质上，介质亦将振动，产⽣机械波。
如外加交变电场频率⾼于20KHz，则这种波即是超声波。
超声接收换能器采⽤了正压电效应，将来⾃⼈体中的声压转变为电压。
超声波发射换能器采⽤了逆压电效应，将电压转变为声压，并向⼈体发射。
压电效应是可逆的，压电材料既具有正压电效应，⼜具有逆压电效应。
医学超声设备中，常采⽤同⼀压电换能器作为发射和接收探头，但发射与接收必须分时⼯作。
第三章仪器、探头和试块第一节超声波探伤仪一、超声波探伤仪概述1.作用产生电振荡→激励→放大电信号→显示2.仪器的分类（1）按超声波的连续性分类脉冲波：周期性、不连续、频率不变、根据波幅和传播时间最广泛连续波：连续且频率不变、根据透过超声波强度灵敏度低且不能确定缺陷位臵调频波：连续且频率周期性变化、根据发射波与反射波的差频变化检测面平行的缺陷（2）按缺陷显示方式分类A型显示探伤仪：时间、波幅位臵和大小B型：扫查轨迹、时间 B超平面分布和深度C型：(3)按通道分单通道多通道二、A型脉冲反射式超声波探伤仪的一般工作原理1.仪器电路方框图相当于示波器：包括同步电路、扫描电路、发射电路、接收电路、显示电路和电源电路方框图2.仪器主要组成部分的作用（1）同步电路：触发电路总指挥（2）扫描电路：水平扫描时基线时间（深度粗调、微调、扫描延迟）（3）发射电路 P73 可控硅的开关特性 RC振荡（4）接收电路衰减器、射频放大器、检波器、视频放大器，影响垂直线性、动态范围、探伤灵敏度、分辨力等重要技术指标Kv＝20lgU出/U入（5）显示电路：示波管及外围电路组成（6）电源3.仪器的工作过程：根据工作原理图三、仪器主要开关旋钮的作用及其调整 P75重复频率旋钮：改变发射电路每秒钟发射脉冲的次数，与屏幕亮暗有关四、仪器的维护1.阅读说明书，按要求操作2.搬运仪器防止强烈振动3.避免在强磁场、灰尘多、电源波动大、有强烈振动及温度过高或过低的场合4.防雨、雪、水、机油进入仪器内部（新款仪器坏过、下雨）5.电源（充放电）、电源线不要弯折，插头要抓壳体6.旋钮不宜过猛7.使用后清洁8.潮湿季节，定期通电9.出现故障，关闭电源，请人维修第二节超声波测厚仪原理δ＝1/2ct（脉冲式）使用：调整、测厚（特殊要求）第三节超声波探头一、压电效应某些晶体材料在交变拉压应力作用下，产生交变电场的效应称为正压电效应。
反之，在交变电场的作用下，藏身伸缩变形的效应称为逆压电效应。
