换能器

换能器，是指电能和声能相互转换的器件。在回声测深仪、多普勒计程仪和声相关计程仪中使用。将电能转换成声能的称为发射换能器;将声能转换成电能的是接收换能器。发射和接收换能器通常是分开使用的，但也可以共用一个。换能器的主要性能指标有：工作频率、频带宽度、电声频度、谐振频率时的阻抗、指向性（发射波束宽度）和灵敏度等。按物理特性和使用材料的不同，换能器可分为两类:磁致伸缩换能器和电致伸缩换能器。前者应用铁磁材料的磁致伸缩效应，常由镍或镍铁合金制成;后者应用电致伸缩效应和压电效应，常由钛酸钡陶瓷和铣钛酸铅陶瓷等介质电材料制成。换能器安装于船底，其指向性可用波束宽度或半扩散角来表征。

1、化学电

pH电极

燃料电池（电电燃料电池）

2、机械电气

（电机输出设备统称为执行器）

电活性聚合物（电活性聚合物）

振镜（振镜）

微机电系统

电动机，直线电动机

电位器-位置时，它是用来衡量。

加速度计

应变片

切换开关

3、声电

留声机和乐器拾音器

水听器A转换器将水压转换为电子形式。

扬声器，耳机转换器将电信号转换为声音形式。

麦克风转换器将气压转换为电信号。

压电晶体-传感器将压力转换为电子形式。

触觉传感器/低音震动

4、光-电

一种半导体激光器，发光二极管-功率的光被转换成的形式。

光电二极管，光电晶体管和光电倍增管-转换器将光量转换为电子形式。

5、电磁铁

CRT-将电信号转换为可视形式。

荧光灯，灯泡-将电能转换为可见形式。

磁性盒带将运动转换为电子形式。

光伏电池，光敏电阻（LDR）-光转换的阻力量。

带头-换能器将磁畴转换为电形式。

霍尔效应传感器-将磁场量转换为电形式。

6、静电

电位计（静电计）

液晶显示器（LCD）

7、热电

热电阻

热电偶

珀尔帖效应式冰箱

Geiger-Müller管，用于测量放射性。

超声换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷，由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器（超声探头）的工作原理大体是相同的，其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时，从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化，这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力，使其进入振动状态，从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动，向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反，外来声波作用在换能器的振动面上，从而使换能器的机械振动系统发生振动，借助某种物理效应，引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化，从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。

1、采用光学集成系统

目前医用换能器大多采用的是光学集成系统，先进的医用换能器为了获得更好的图像质量。相对于传统换能器而言，先进的医用换能器结合了医学超声成像技术、内窥镜检查技术、微机电技术、计算机图像处理技术等高新技术，可更加接近目标组织，显示组织结构的特点，提高了检查的准确性。采用先进光学集成系统的医用换能器具有较大的优势。

2、采用导管介入手术集成

医用换能器‍所具备的第2大基本优势就是采用导管介入手术集成，医用换能器作为血管内超声成像技术的关键。其设计与制造十分重要。根据设计类型，主要分为机器旋转型和相控阵型。机械旋转型频率高、对比度大；相控阵型显示层次多，易于分辨血管、血栓、斑块等不同组织。这也是有关医用换能器的小知识。

3、采用三维实时动态成像

医用换能器‍得第三大基本特点是采用三维实时动态成像系统。随着计算机技术和可视技术的发展，医用换能器‍开始采用三维实时动态成像系统。与传统的二维超声成像技术相比，三维超声成像技术获得的图像更为直观，可以精准地获得容积和面积等参数，从而缩短医师的诊断时间，并避免一些人为因素对结果的干扰。

1、换能器是一种能量转换器件,其性能描述和评价需要许多参数。换能器的特性参数包括共振频率、频带宽度、机电耦合系数、电声效率、机械品质因数、阻抗特性、频率特性、指向性、发射及接收灵敏度等等。不同用途的换能器对性能参数的要求不同,例如,对于发射型换能器，要求换能器有大的输出功率和高的能量转换效率；而对于接收型换能器，则要求宽的频带和高的灵敏度及分辨率等。因此，在换能器的具体设计过程中，必须根据具体的应用，对换能器的有关参数进行合理的设计。

2、为了确定换能器的工作状态，必须求出它的机械振动系统的状态方程式和电路系统状态方程式。换能器机械系统的状态方程式(简称为机械振动方程)是换能器处于工作状态时,描写它的机械振动系统的力和振速的关系式，而电路系统的状态方程式(简称电路状态方程式)是描写电路系统的振动特性的。由于换能器的机械系统和电路系统是互相耦合的,所以机械系统的振动会影响到电路的平衡，而电路的变化也会影响到机械系统的振动，因此我们总是利用这些方程组分析、讨论换能器的工作特性。

1、固定换能器于支架上，且呈水平位置并与实验动物的心脏保持同一平面；在两个嘴分别接上三通管，并在压力传送嘴上通过三通管再接上血管插管；将换能器的输出接记录仪血压放大器的输入。

2、调整压力传送嘴上的三通管，使压力仓和血管插管相通。

3、调整液体注入嘴上的三通管，使注射口与压力仓相通，用注射器向压力仓内注入肝素生理盐水，使肝素生理盐水充满压力仓和血管插管并排尽气泡，此时调整三通管关闭液体注入嘴。

4、将动脉插管插入动脉，并用丝线扎紧，以防滑脱。使动脉通过插管与换能器的压力腔相通。这样，便可记录血压的数值。

1、不要用手触压悬梁，以免变形太大而影响灵敏度或损坏。

2、防止水渗进换能器。

3、在正式记录前，换能器应先通电预热30分钟，以确保精度。