| بررسی اثر عرض کرف روی شدت تمرکز و هدایت امواج آکوستیک در مبدل‌های آرایهای اولتراسوند فرکانس بالا |
| کد مقاله : 1182-FDC |
| نویسندگان |
|
سهیلا صادقی فرزقی1، سید علی میربزرگی *2، سید عبدالله میربزرگی3 1دانشجو دانشگاه بیرجند 2استاد دانشگاه 3استاد دانشگاه آلاباما |
| چکیده مقاله |
| مبدل‌های اولتراسوند فرکانس بالا برای تصویربرداری پزشکی با وضوح بالا، تجزیه و تحلیل بالینی و ارزیابی‌های غیرمخرب به کار میروند. بخلاف مبدل‌های هندسی، این مبدل‌ها آرایهای از چندین عنصر پیزوالکتریک هستند که به صورت خطی یا صفحهای چیده میشوند تا بتوانند با دریافت سیگنالهای تحریک با فازهای مختلف، امواج متمرکز با شدت بالا را ایجاد نمایند. چیدمان عناصر پیزوالکتریک در کنار هم، الزاما نیازمند یک فاصله آزاد بنام کرف می‌باشد. عدم اعمال این فاصله، می‌تواند منجر به تداخل نامطلوب امواج و افزایش اثرات جانبی شود که کاهش عملکرد مبدل را به دنبال دارد. لذا طراحی و ساخت مبدلهایی با عرض کرف مناسب، در فرکانسهای بالاتر از 100 مگاهرتز چالش برانگیز می‌باشد. در این پژوهش، امواج حاصل از یک مبدل اولتراسوند با آرایهای خطی از پیزوالکتریکها شبیهسازی و اثرات عرض کرف بر عملکرد آنها بررسی شده است. برای این منظور، از نرمافزار شبیهساز چند فیزیکی کامسول بهره گرفته شده است. نتایج نشان میدهد عرض کرف، اثر مهمی بر شدت امواج حاصل از مبدل آرایهای اولتراسوند دارد، به طوریکه برای یک مبدل با 32 عنصر پیزوالکتریک و گام چینش 5/7 میکرومتر که در ولتاژ پایه 1 ولت و فرکانس 100 مگاهرتز عمل میکند، به ازای هر کاهش نیم میکرومتری در عرض کرف، حدود 6 کیلوپاسکال به فشار آکوستیک مطلق در نقاط کانونی افزوده میشود. این در حالی است که محل نقاط کانونی امواج تغییر قابل ملاحظه‌ای را نشان نمی‌دهند. |
| کلیدواژه ها |
| پیزوالکتریک، پرتوهای اولتراسوند، اختلاف فاز، امپدانس آکوستیکی، آرایه خطی |
| وضعیت: پذیرفته شده |