超声波探头的成像原理是怎样的？

发布日期：2024-03-11 作者：新威电子科技点击：

超声波探头是超声成像系统中的重要组成部分，其作用是发射和接收超声波信号。超声波成像原理是基于声学的干涉和反射原理。

超声波探头工作时，先由超声发射晶片发出超声波脉冲信号。超声波脉冲经过介质传播，当遇到不同介质边界时，一部分超声波被反射回来，被探头的接收晶片接收。探头中的接收晶片将接收到的超声波信号转换成电信号并传输给超声设备，通过超声设备对信号进行处理和计算，之后生成人体内部组织的图像。

超声波成像的基本原理是超声波在介质中的传播速度与介质密度有关，不同组织的密度差异可以导致超声波在不同组织之间的反射和传递。在超声波成像中，声波的频率通常在1-20MHz之间，高频的声波能够提供更高的分辨率，但穿透能力较低；低频的声波穿透能力较高，但分辨率则较低。

超声波成像的过程可以分为发射、传播和接收三个阶段。在发射阶段，超声波发射晶片中的激发电极会产生电信号，激发压电晶体振动，从而产生超声波脉冲，发出的超声波脉冲经过透镜系统进行集束和聚焦。在传播阶段，超声波脉冲通过人体组织传播，在遇到边界面时，一部分声能会被反射回来。在接收阶段，探头的接收晶片接收到反射回来的声波，并将其转换为电信号。接收晶片中的激发电极会产生电信号，激发压电晶体振动，将声能转换为电能。

超声波探头通常是由多个发射和接收元件组成的阵列，可以同时发射多个超声波脉冲，接收到的信号也会同时经过多个接收晶片进行接收。通过控制探头中的发射和接收元件的激活时间和位置，超声设备可以根据接收到的信号数据计算出人体内部组织的相关信息，如反射强度、声速等，生成超声图像。