ultraäänitransducereissa

Ultraäänitransducerit ovat laitteita, jotka muuttavat sähköenergiaa ultraääniksi ja päinvastoin. Ne ovat keskeisiä ultraäänilaitteiden toiminnassa, joita käytetään monilla eri aloilla, kuten lääketieteessä, teollisuudessa ja tutkimuksessa. Lääketieteellisessä kuvantamisessa ultraäänitransducerit lähettävät ääniaaltoja kehoon ja vastaanottavat niiden heijastuksia, jotka muodostavat kuvia sisäelimistä. Teollisuudessa niitä käytetään esimerkiksi materiaalien tarkastukseen, kuten halkeamien tai vaurioiden havaitsemiseen, sekä etäisyyden mittaamiseen. Tutkimuksessa ultraäänitransducereita hyödynnetään materiaalitieteessä, akustiikassa ja sonokemiassa.

Ultraäänitransducerit perustuvat usein pietsosähköiseen ilmiöön. Pietsosähköiset materiaalit, kuten kvartsi tai tietyt keramiikat, tuottavat sähkövarauksen, kun niihin kohdistuu mekaanista painetta, ja vastaavasti muuttavat muotoaan, kun niihin kohdistuu sähköjännite. Transducerin sisällä oleva pietsosähköinen elementti värähtelee sähkösignaalin vaikutuksesta ja tuottaa ultraääniaaltoja. Kun nämä aallot osuvat kohde-esineeseen ja heijastuvat takaisin, ne saavat pietsosähköisen elementin värähtelemään ja tuottamaan sähkösignaalin, joka voidaan analysoida. Transducerin suunnittelussa on tärkeää ottaa huomioon sen taajuusvaste, herkkyys ja suuntaavuus, jotta saavutetaan optimaalinen suorituskyky eri sovelluksissa.