Пьезоэлектрический эффект

Для создания и приема УЗ- колебаний в медицинской интроскопии используется пьезоэлектрические преобразователи.

Пьезоэффект впервые был открыт у сегнетовой соли и кварца.

Пьезоэлектрические приемники и излучатели содержат:

1 – пьезоэлектрическую пластину, на границы которой нанесены тонкие электроды 2;

Пьезоэлектрический эффект – преобразование давления в электрический сигнал.

Если приложить к граням пластины усилие, то на электродах возникает ЭДС, т.е. можно преобразовывать акустические колебания. Сдругой стороны, если к электродам приложить переменное напряжение, то возникает деформация пластины и как следствие – излучение механических колебаний.

В настоящее время в качестве пьезоэлектриков в медицинской практике используют новые эвтектики из цирконата- титаната свинца.

Для выявления фотоэффекта рассмотрим кристалл Si O₂.

В плоском срезе это шестигранник. Если такой кристалл сжимать вдоль вертикальной оси, то к верхней грани приближается 2 отрицательных иона, а к нижней грани – 2 положительных. Поэтому на верхней грани появляются отрицательные заряды, а на нижней грани – положительные. Если этот кристалл растягивать вдоль вертикальной оси, то знаки зарядов поменяются, т.к. к к верхней грани будет приближаться положительные ионы, а к нижней – отрицательные ионы – прямой и обратный пьезоэффект.

Обратный пьезоэффект состоит в том, что при приложении к граням кристалла противоположные по знаку напряжения можно вызывать его деформацию. Например, если к электродам 2 приложить напряжение так, как показано на рисунке б, то кристалл будет сжиматься, ведь положительные ионы и отрицательные ионы отталкиваются от соответствующих электронов, а 2 отрицательных иона наверху и 2 положительных иона внизу притягиваются к электродам. Если приложить к электородам соответствующие знаки, то кристалл будет растягиваться.

Конструкции ултразвуковых преобразователей.