अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर कैसे काम करते हैं

कई औद्योगिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों में अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया जाता है। उनके मुख्य भागों और वे कैसे काम करते हैं, यह जानने के लिए पढ़ें।

ट्रांसड्यूसर

ट्रांसड्यूसर विशेष उपकरण हैं जो एक ऊर्जा प्रकार को दूसरे में बदलने की क्षमता रखते हैं। एक ट्रांसड्यूसर सोनोग्राफी या अल्ट्रासोनिक इमेजिंग का एक महत्वपूर्ण घटक है। सोनोग्राफी में, कैमरा एक ट्रांसड्यूसर है। जब एक विद्युत आवेश कैमरे पर लगाया जाता है, तो कैमरा इस ऊर्जा को कंपन में परिवर्तित करता है। इसे पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के रूप में जाना जाता है। कंपन ध्वनि तरंगों के रूप में होते हैं। कैमरा विभिन्न घटकों से बना है। इनमें से प्रत्येक घटक ध्वनि तरंगों के उत्पादन, शरीर में इन ध्वनि तरंगों के संचरण और शरीर से गूँज के स्वागत में भूमिका निभाता है।

पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल

कैमरे के मुख्य घटक पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल हैं । एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर में क्रिस्टल आमतौर पर PZT (लेड जिरकोनेट टाइटानेट) से बने सिंथेटिक क्रिस्टल होते हैं। जब क्रिस्टल उन पर लगाया जाता है तो क्रिस्टल कंपन पैदा करते हैं। कंपन आवृत्ति क्रिस्टल पर लागू वोल्टेज की मात्रा पर निर्भर करती है और ध्वनि तरंगों की आवृत्ति कंपन आवृत्ति पर निर्भर करती है।

फोकस

एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर में उपयोग किए जाने वाले क्रिस्टल में एक आकार होता है जो एक परिपत्र लेंस के समान होता है। क्रिस्टल से एक ध्वनि किरण प्रक्षेपित की जाती है। सबसे पहले, ध्वनि बीम का व्यास क्रिस्टल के समान है। जब बीम का व्यास अपने मूल व्यास के आधे तक कम हो जाता है, तो ध्यान केंद्रित हो जाता है। फोकस के बाद व्यास फिर से बढ़ जाता है। दो आयामी है कि एक छवि उत्पन्न करने में सक्षम होने के लिए, एक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर बहुत सारे पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल का उपयोग करता है।

सेटिंग्स

अल्ट्रासाउंड मशीन पर सेटिंग्स को समायोजित करना महत्वपूर्ण है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बीम का प्राकृतिक फोकस विशेष भागों की सटीक छवि प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं है। आवश्यक ध्यान ट्रांसड्यूसर और भाग के बीच की दूरी पर निर्भर करता है। ध्यान केंद्रित करने के लिए, दर्पण और लेंस जैसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है। सोनोग्राफर इलेक्ट्रॉनिक फोकस को नियंत्रित करने के लिए अल्ट्रासोनिक मशीन पर सेटिंग्स समायोजित करता है। जब फोकस बदल दिया जाता है, तो अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर अलग-अलग क्रिस्टल पर अलग-अलग समय पर वोल्टेज लागू करता है। इस तरह बीम का फ़ोकस बदल दिया जाता है।

ध्वनिक प्रतिबाधा

ध्वनिक प्रतिबाधा ध्वनि तरंग के वेग और सामग्री के घनत्व के कारण होती है। ध्वनि तरंग का वेग उस सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है जिससे वह गुजरता है। जब सामग्रियों में समान ध्वनिक प्रतिबाधा न हो तो सोनोग्राम पढ़ना कठिन होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ध्वनि वापस उपकरण में परिलक्षित होगी। ध्वनि की मात्रा जो परिलक्षित होगी और शरीर के माध्यम से प्रेषित होगी, सामग्री के ध्वनिक अवरोधों के अंतर पर निर्भर करती है। वायु और क्रिस्टल में बहुत भिन्न ध्वनिक बाधाएँ हैं। इसलिए, कोई भी अल्ट्रासाउंड अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की सतह से परे प्रेषित नहीं किया जाएगा।

मैचिंग लेयर

मैचिंग परतों का उपयोग शरीर और पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल के बीच ध्वनिक प्रतिबाधा को यथासंभव कम करने के लिए किया जाता है। इन परतों के एक जोड़े को ट्रांसड्यूसर और क्रिस्टल के बीच में रखा जाता है। पहली परत और क्रिस्टल की ध्वनिक बाधाएं लगभग समान हैं। अंतिम परत का ध्वनिक प्रतिबाधा लगभग त्वचा की ध्वनिक प्रतिबाधा के समान है। इस रणनीति के कारण अधिक ध्वनि शरीर में संचारित होती है।

अल्ट्रासोनिक जेल

वायु ध्वनि का सुचालक नहीं है। और इसलिए, त्वचा और ट्रांसड्यूसर के बीच हवा को खत्म करने के लिए अल्ट्रासोनिक जेल का उपयोग किया जाता है। जेल त्वचा पर लगाया जाता है। अल्ट्रासोनिक जेल की मदद से, ध्वनि तरंगों को आसानी से शरीर में प्रसारित किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक इमेजिंग

अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर और अल्ट्रासोनिक ध्वनि तरंगों की मदद से एक अल्ट्रासोनिक छवि का उत्पादन किया जाता है। जब ध्वनि तरंगें ऊतकों से टकराती हैं, तो वे परावर्तित हो जाती हैं। इसे प्रतिध्वनि कहते हैं। ध्वनि तरंगें वापस उसी स्थान पर चली जाती हैं जहाँ से वे आई थीं। वे जेल, परतों और क्रिस्टल से फिर से गुजरते हैं। एक बार जब तरंगें क्रिस्टल तक पहुंच जाती हैं, तो वे इलेक्ट्रो संभावित ऊर्जा (वोल्टेज) में परिवर्तित हो जाती हैं। इलेक्ट्रो संभावित ऊर्जा को तब अल्ट्रासोनिक मशीन के अन्य घटकों द्वारा एक अल्ट्रासोनिक छवि में संसाधित और परिवर्तित किया जाता है।