Ultraäänipiezoelementtien

Ultraäänipiezoelementit ovat laitteita, jotka hyödyntävät piezoelektristä ilmiötä ultraääniaaltojen tuottamiseen ja vastaanottamiseen. Piezoelektrinen ilmiö tarkoittaa, että tietyt materiaalit, kuten keraamit ja kiteet, tuottavat sähkövarauksen, kun niihin kohdistetaan mekaanista painetta, ja päinvastoin, ne muuttavat muotoaan, kun niihin syötetään sähköjännitettä.

Ultraäänipiezoelementeissä tämä ilmiö on keskeinen. Kun sähköjännitettä syötetään piezoelementtiin, sen rakenne värähtelee erittäin nopeasti, tyypillisesti ultraäänitaajuuksilla (yli 20 kHz). Nämä värähtelyt synnyttävät ääniaaltoja, jotka ovat ihmisen kuulon ulottumattomissa. Vastaavasti, kun ultraääniaallot osuvat piezoelementtiin, ne aiheuttavat materiaalin värähtelyn, joka puolestaan tuottaa sähköisen signaalin.

Tätä kaksoisominaisuutta käytetään monenlaisissa sovelluksissa. Ultraäänilähettiminä niitä käytetään esimerkiksi kaikuluotaimissa, etäisyysmittareissa ja ultraäänipesureissa. Vastaanottimina niitä hyödynnetään muun muassa ultraäänidiagnostiikassa lääketieteessä, teollisessa tarkastuksessa materiaalien vikojen havaitsemiseksi ja perunasiruissa kosketuksettomassa tiedonsiirrossa. Elementin koko, muoto ja materiaali vaikuttavat sen toimintataajuuteen ja tehokkuuteen, mikä mahdollistaa räätälöinnin erilaisiin käyttötarkoituksiin.