DE3430161A1 - Poroese anpassungsschicht in einem ultraschallapplikator - Google Patents
Poroese anpassungsschicht in einem ultraschallapplikatorInfo
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-
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Description
-Ά-
Poröse Anpassungsschicht in einem Ultraschallapplikator
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler mit einem piezoelektrischen Wandler, mit einer ersten Anpassungsschicht, die an den piezoelektrischen Wandler anschließt,
und mit einer zweiten Anpassungsschicht, die auf der ersten Anpassungsschicht aufgebracht ist und im Ultraschallbetrieb
einem zu untersuchenden Objekt zugewandt ist.
Ultraschallwandler der genannten Art werden verbreitet in der medizinischen Technik angewendet, um Aufschluß
über die inneren Strukturen von Geweben und Organen in einem Patienten zu bekommen. Eine Schwierigkeit besteht
dabei in der Einkopplung der Ultraschallwellen in den Patienten.
Der piezoelektrische Wandler medizinischer Ultraschallantennen umfaßt häufig einen Werkstoff, der eine relativ
hohe akustische Impedanz aufweist. Materialien wie Keramiken aus Blei-Zirkonat-Titanat besitzen z.B. eine akustische
Impedanz von von ca. 30 χ 10 kg/m2s. Die Haut und das Gewebe des Patienten dagegen besitzt lediglich
einen akustischen Widerstand von ca. 1,5 χ 10 kg/mzs. Um
eine unerwünschte Reflexion an der Grenzschicht piezoelektrischer Wandler/menschliches Gewebe weitgehend zu
vermeiden, wird zwischen Wandler und Gewebe eine Anpassungsschicht angeordnet.
Bisher wurde zur Transformation oder Anpassung der akustischen
Impedanz des Keramik-Wandlers in bzw. an die des zu untersuchenden Objekts (z. B. menschliches Gewebe
mit einer Impedanz von etwa 1,5 χ 10 kg/m2s) eine einzige
Anpassungsschicht aus einem Kunststoff mit einer
WiI 2 Sir / 13.08.1984
- ζ - ς
VPA 84Ρ3 3 30 0Ε
akustischen Impedanz von ca. 3 χ 10 kg/m2s oder wenig
mehr eingesetzt. Diese Anpassungsschicht hatte eine Dicke von A /4. λ ist dabei die Wellenlänge, die entsprechend
der Nennfrequenz des Ultraschallwandlers im Material vor-
liegt. Ein theoretisch günstiger Wert liegt bei 7 χ ΙΟ6
2 6 2
kg/m s, wenn man von 30 χ 10 kg/m s (Keramik) auf
6 2
1,5 x 10 kg/m s heruntertransformiert.
1,5 x 10 kg/m s heruntertransformiert.
Diese Art der Anpassung mit einer einzigen Anpassungsschicht hat den Nachteil, daß sie nicht ausreichend
breitbandig ist. Man ist deswegen zur Erzielung hoher Eindringtiefen und guter axialer Auflösung über einen
großen Frequenzbereich hinweg bereits dazu übergegangen, eine erste und eine zweite Anpassungsschicht mit je
λ/4 Dicke vorzusehen (vgl. Biomedizinische Technik, Band 27, Heft 7-8, 1982, S. 182-185). Die akustischen
Impedanzen dieser beiden Anpassungsschichten betragen ca. 12 χ 10 kg/m2s für die dem piezoelektrischen Ultraschallwandler
zugewandte erste Anpassungsschicht und ca. 4,2 χ 10 kg/mzs für die dem Gewebe oder Patienten zugewandte
Anpassungsschicht. Auf diese Weise läßt sich eine wesentlich bessere Anpassung erzielen.
Materialien für die zweite Anpassungsschicht mit einer
akustischen Impedanz von etwa 4,2 χ 10 kg/m2s lassen sich
leicht finden oder fertigen. Es können dazu gängige Kunststoffe verwendet werden. Da die vorteilhaft einzusetzende
akustische Impedanz der zweiten (Kunststoff-) Anpassungsschicht nur wenig von der Impedanz der Ultraschall-Wandler-Keramik
abhängt, ist die einmal gewählte Impedanz für alle PZT-Keramiken des Ultraschallwandlers gleichermaßen
geeignet.
Ein Problem hingegen ist es, Materialien für die erste Anpassungsschicht
zu finden, die eine mittlere akustische Impedanz besitzen sollte, welche wegen ihrer (theoretisch
untermauerten) Abhängigkeil; von der Impedanz der gerade
'ί' VPA BhP 3330 DE
verwendeten Piezokeramik des piezoelektrischen Wandlers in gewissen Grenzen frei wählbar sein sollte. Sie sollte
unter den genannten Gegebenheiten ca. 12 χ 10 kg/m2s
betragen. Mit natürlichen Materialien läßt sich eine solche akustische Impedanz nur schwer erreichen. So z.B.
liegen Gase und Flüssigkeiten im Bereich von 0 bis 4 χ 10 kg/m2s. Oberhalb des letztgenannten Wertes
existiert ein gewisses Loch, d.h. Materialen mit einer solchen Impedanz gibt es praktisch nicht, und die Werte
von Mineralien, Metallen usw. liegen erst wieder zwischen 14 und ca. 100 χ 10 kg/m2s. Der hier angestrebte Bereich
um ca. 12 χ 10 kg/mzs ist nur sehr schwer mit Hilfe von
Glasverbindungen zu erreichen. So wird z.B. in der Regel in diesem Bereich Borosilikatglas eingesetzt. Der Einsatz
dieses und anderer Gläser bringt aber eine Reihe von Nachteilen mit sich. Glas läßt sich nur zeit- und geldaufwendig
verarbeiten. Manche Gläser sind im interessierenden Impedanzbereich zudem noch giftig; ihre Bearbeitung ist
daher kritisch. Für den Hersteller solcher Ultraschallwandler mit zwei Anpassungsschichten kommt noch eine zusätzliche
Schwierigkeit bei der Beschaffung hinzu. Sie besteht darin, daß Glashersteller nur an großem Absatz
von Glasmengen interessiert sind und wenig Initiative zeigen, Mengen in der Größenordnung von einigen Gramm zu
fertigen. Auch die Bereitschaft zur Entwicklung und Herstellung von anderen Gläsern mit den nötigen akustischen
und mechanischen Eigenschaften ist gering.
Es wurde nun erkannt, daß gerade die erste Anpassungsschicht auf die Qualität des Ultraschallbildes entscheidenden
Einfluß nimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Ultraschall-Wandler
der eingangs genannten Art eine erste Anpassungsschicht anzugeben, die bei der Fertigung bezüglich ihrer
akustischen Impedanz leicht einstellbar ist und deren mechanische Eigenschaften eine verhältnismäßig leichte
Verarbeitung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die erste Anpassungsschicht aus einem porösen keramischen Material besteht, dessen Porosität so gewählt ist, daß
sich bei einer Schichtdicke von 3/4 eine vorgegebene
akustische Impedanz mit einem Wert zwischen dem des piezoelektrischen Wandlers und dem der zweiten Anpassungsschicht ergibt, wobei λ die Wellenlänge des Ultraschalls
in der ersten Anpassungsschicht bei Nennfrequenz ist.
Dadurch, daß die akustische Impedanz des keramischen Materials von seiner Porosität abhängig ist, kann man die
akustische Impedanz auf einfache Weise bei der Herstellung
beeinflussen. Je nachdem, ob die Porenmenge und/ oder die Porengröße gezielt erhöht oder erniedrigt wird,
ergibt sich eine kleinere bzw. größere akustische Impedanz. Ein Wert im kritischen Bereich um ca. 12 χ 10 kg/m2s
kann durch Variieren der Porosität gut eingestellt werden.
Es hat sich als Vorteil erwiesen, eine ganze Reihe von z.B. 10 porösen keramischen Anpassungsschichten herzustellen,
die den Bereich um 12 χ 10 kg/m2s in Fein-
abstufungen von z.B. 0,2 χ 106 kg/m2s abdecken. All diese
Anpassungsschichten erhalten bezüglich ihrer akustischen Impedanz eine Schichtdicke von "λ /4. Anhand von Versuchen
kann dann ermittelt werden, welche dieser gefertigten 10 Anpassungsschichten eine optimale Anpassung für den vorhandenen
piezoelektrischen Wandler ergibt.
Da das Grundmaterial für die erste Anpassungsschicht ein keramischer Werkstoff ist, läßt sich dieser gut verarbeiten.
Er läßt sich leicht drehen, fräsen, kleben und schleifen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn das poröse, keramische Material piezoelektrische
Eigenschaften aufweist und chemisch ähnlich dem Material des Wandlers ist. Dadurch wird erreicht, daß
der thermische Ausdehnungskoeffizient der Anpassungsschicht dem des piezoelektrischen Wandlers nahe kommt. An
die piezoelektrischen Eigenschaften der porösen Keramik werden bei der Verwendung als Transformationsschicht kaum
Anforderungen gestellt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn die vorgegebene akustische Impedanz
der ersten Anpassungsschicht einen Gradienten aufweist, welcher in Richtung auf den piezoelektrischen Wandler
eine positive Steigung besitzt. Durch diese Maßnahme läßt sich erreichen, daß die erste Anpassungsschicht einen
kontinuierlichen Übergang der akustischen Impedanz von ca. 30 x 10 kg/m2s bis hinunter zu ca. 4 χ 10 kg/mzs,
dem Wert der zweiten Anpassungsschicht, gewährleistet.
Dadurch wird der Ultraschallwandler in seinem Frequenzverhalten noch breitbandiger, als er ohnehin durch die
Verwendung von zwei Anpassungsschichten ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit
den Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 einen piezoelektrischen Wandler mit erster
erfindungsgemäßer Anpassungsschicht,
30
Fig. 2 eine Darstellung des Verlaufs der akustischen
Impedanz in Abhängigkeit von der Porenmenge und
Fig. 3 eine Anpassungsschicht mit kontinuierlich veränderter Porosität.
-■&-~-a' VPA WP 333 0 DE
Figur 1 zeigt einen Ultraschallwandler 1, welcher insgesamt
vier Schichten umfaßt: eine Dämpfungsschicht 3, eine Schicht 5, in welche eine Anzahl piezoelektrischer
Wandlerelemente 7 eingebettet ist und die nachfolgend als "piezoelektrischer Wandler" bezeichnet wird, eine erste
Anpassungsschicht 9 und eine zweite Anpassungsschicht 11. Die piezoelektrischen Wandlerelemente 7 strahlen impulsförmige
akustische Wellen 13 im Ultraschallbereich in Richtung der ersten und zweiten Anpassungsschicht 9 bzw.
11 aus. Die akustischen Wellen 13 sollen möglichst ungehindert in ein zu untersuchendes Objekt, in diesem Fall
in einen Patienten 15, eingekoppelt werden. Treffen die akustischen Wellen 13 beim Übergang zum Patienten 15 auf
Grenzflächen von Materialien unterschiedlicher akustischer Impedanz, so werden sie an diesen zum Teil reflektiert,
welches einen unerwünschten Nebeneffekt ergibt. Um dieses zu vermeiden, sind die beiden Anpassungsschichten
9, 11 vorgesehen. Die erste Anpassungsschicht 9 hat eine akustische Impedanz von ca. 12 χ 10 kg/m2s, welches einen
Mittelwert darstellt zwischen der Impedanz der piezoelektrischen Wandlerelemente 7 von ca. Z„ = 30 χ 10 kg/m2s
und der Impedanz der zweiten Anpassungsschicht 11 von ca. Zp = 4 χ 10 kg/m2s. Die zweite Anpassungsschicht 11 wiederum
liegt mit ihrem Wert Zp zwischen der akustischen Impedanz Z, der ersten Anpassungsschicht 9 und der akustischen
Impedanz Z des Patientengewebes, die ungefähr Z =
1,5 x 10 kg/mas beträgt. Als piezoelektrisches Wandlermaterial
wird hier bevorzugt eine Keramik aus Blei-Zirkonat-Titanat verwendet. Diese hat einen relativ hohen
Impedanzwert, nämlich Z«. = 31I x 10 kg/m2s.
Die Werte für die Anpassungsschichten 9, 11 errechnen sich näherungsweise aus den Formeln
Z1 = (ZJ χ Zg) 1/3 und
Z2 = (ZK χ Z* ) 1/3,
Z2 = (ZK χ Z* ) 1/3,
- r - VPA M P 3 3 3 0 DE
wobei Z-, die akustische Impedanz der ersten Anpassungsschicht 9, Zp die Impedanz der zweiten Anpassungsschicht
11, Z~ die des piezokelektrischen Wandlers 7 und Z die
des Gewebes an der Einkoppelstelle ist. 5
Die erste Anpassungsschicht 9 liegt mit dem angestrebten Wert Z, ihrer akustischen Impedanz in einem Bereich, der
mit natürlichen Werkstoffen nur schwer zu erreichen ist. Aus diesem Grund umfaßt die erste Anpassungsschicht 9
ein Material vergleichsweise hoher Impedanz, das mit Hohlräumen oder Poren 17 versehen ist, die das akustische
Verhalten des gewählten Materials verändern, u.a. die Impedanz herabsetzen. Vorzugsweise wird als Material für
die erste Anpassungsschicht 9 eine poröse Keramik gewählt. Sie läßt sich gut und leicht verarbeiten. Die
Schichtdicke der Anpassungsschichten 9 und 11 beträgt jeweils ^ /4. ^ ist dabei die Wellenlänge des Ultraschalls
in den Anpassungsschichten 9, 11. Sie entspricht der Frequenz, mit der die piezoelektrischen Wandler 7
angeregt werden.
Es ist bei der Fertigung des Ultraschallwandlers 1 häufig von vorneherein nicht genau anzugeben, welchen Wert die
akustische Impedanz der ersten Anpassungsschicht 9 aufweisen muß. Dieser Wert hängt unter anderem von der akustischen
Impedanz Z„ der piezoelektrischen Wandlerelemente 7 selber ab, die eine gewisse Streubreite hat, und
auch von der Impedanz der zweiten Anpassungsschicht 11, die bevorzugt aus Kunststoff besteht und in ihrem Wert
auch variieren kann. Es ist deswegen wünschenswert, eine Anzahl erster Anpassungsschichten 9 zur Verfügung zu
haben, deren akustischen Impedanzen eine Abstufung aufweisen. Es kann dann durch Versuche mit dem Ultraschallwandler
1 ermittelt werden, welche dieser Anpassungsschichten 9 geeignet ist, um in dem betreffenden Ultraschallwandler
1 fest und endgültig eingebaut zu werden.
-?'-M' VPA WP 3 3 30 DE
Um diese Einstellung und Abstufung der akustischen Impedanz Z^ zu erreichen, ist die erste Anpassungsschicht 9
mit gleichmäßig verteilten Poren 17 versehen. Die Poren 17 lassen sich bei der Herstellung in ihrer mittleren
Dichte und/oder in ihrer Größe variieren, wodurch die akustische Impedanz Z^ gezielt unterschiedliche Werte
annimmt. Auf diese Weise kann ein Sortiment fein abgestufter erster Anpassungsschichten 9 gefertigt werden,
aus welchen die günstigste dann ausgewählt wird.
Figur 2 zeigt ein Diagramm, in welchem die akustische Impedanz der ersten Anpassungsschicht 9 aufgetragen ist
über dem Porenanteil oder der Porosität (in %) in der
ersten Anpassungsschicht 9. Die erste Anpassungsschicht besteht hier bevorzugt aus Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik.
Auch ein anderes Material mit Werten im angestrebten Impedanzbereich kann gewählt werden. Diagramm nach Figur 2
wird die angestrebte akustische Impedanz von etwa 12 χ
kg/m2s bei einer Porosität von ungefähr 36 % erreicht.
Durch Variieren dieser Prozentzahl im Bereich _+ 2 % kann
der Bereich der akustischen Impedanz z. B. zwischen 11 und 13 χ 10 kg/m2s variiert werden. Durch kleine Änderungen
in der Porosität, z.B. in der Größenordnung von 1 %, läßt sich hier also eine Feinabstufung der akustisehen
Impedanz Z, der ersten Anpassungsschicht 9 erreichen. Dies gilt im Prinzip auch für andere Materialien.
Die Frequenzkonstanten der verschiedenen in Frage kommenden komplexen Keramiksysteme (Mischkristalle) auf der
Basis von z.B. PbTiO, und PbZrO,, das mit einem zweiten
komplexen Oxid wie z.B. Pb(Mg1/3 Nb2Z3)O3 mit eventuell
zusätzlichen Dotierstoffen versetzt ist, unterscheiden
sich nur wenig voneinander. Über die Einstellung der Porosität beim Herstellen kann daher für jede Wandler Keramikmasse
eine erste Anpassungsschicht 9 mit der gewünschten akustischen Impedanz von ca. 12 χ 10 kg/m2s
hergestellt werden.
- " ~ " " ' 343016
' 4L
-/- VPA 84P3330ÖE
Die zuvor genannten komplexen Keramiksysteme haben allesamt den weiteren Vorteil, daß sie piezoelektrische
Eigenschaften besitzen. Dieses ist von Bedeutung insbesondere bezüglich der thermischen Ausdehnung der ersten
Anpassungsschicht 9. Diese muß nämlich angepaßt sein an diejenige der piezoelektrischen Wandlerelemente 7. Bestehen
nun sowohl die piezoelektrischen Wandlerelemente 7 als auch die erste Anpassungsschicht 9 aus einem
piezokeramischen Material, so liegen ihre thermischen
Ausdehnungskoeffizienten so dicht beieinander, daß sich die erste Anpassungsschicht 9 z.B. durch Zusatz von
Dotierstoffen in ihrer thermischen Ausdehnung den piezoelektrischen
Wandlerelementen 7 anpassen läßt. Dadurch werden mechanische Spannungen mit Rißbildung oder gar
Bruch an der Grenzschicht verhindert. Die poröse erste Anpassungsschicht 9, die auf der Basis eines piezoelektrischen
Materials gefertigt ist, liegt in ihrem thermischen Ausdehnungskoeffizienten etwa zwischen 1 und
10 ppm/K.
20
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Figur 3 zeigt eine erste Anpassungsschicht 9, in welcher die Dichte der Poren 17 unterschiedlich verteilt ist.
Zur zweiten Anpassungsschicht 11 hin befinden sich mehr Poren 17 als zur oberen Seite hin, die an den piezoelektrischen
Wandler 5 anschließt. Diese unterschiedliche Porendichte, d.h. die nach oben abnehmende Porenkonzentration
und/oder -größe, bewirkt auch eine unterschiedliche akustische Impedanz, die sich im Verlaufe der ersten
Anpassungsschicht 9 von oben nach unten hin verringert (Gradient). Es ist somit möglich, die erste
Anpassungsschicht 9 so zu gestalten, daß sie an ihrer oberen Seite, also der Grenzschicht zum piezoelektrischen
Wandler 7, eine akustische Impedanz Z1, von ca.
30 χ 10 kg/m2s aufweist und an ihrer unteren Seite, die
zur zweiten Anpassungsschicht 11 weist, eine akustische Impedanz von ca. 4 χ 10 kg/m2s besitzt. Es ist also
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* Ab-
- jw - VPA 8* P 3 3 3 0 DE
- jw - VPA 8* P 3 3 3 0 DE
möglich, die erste Anpassungsschicht 9 so herzustellen, daß sich ihre akustische Impedanz Z, in Deckenrichtung
kontinuierlich zwischen zwei gewünschten Werten ändert. Eine Anpassungsschicht 9 dieser Art mit einem Impedanzgradienten
ergibt eine besonders breitbandige Anpassung.
Der Porositätsgradient kann z.B. dadurch erreicht werden, daß die Anpassungsschicht in einem Foliengießverfahren
hergestellt wird. Dem Gießschlicker wird Perlpolymerisat zugesetzt, welches sich aufgrund der Schwerkraft entmischt.
Sowohl durch die Viskosität des Gießschlickers für die Folie der ersten Anpassungsschicht 9 als auch
durch den Verlauf der anschließenden Sinterung können unterschiedliche Gradienten eingestellt werden.
Auch hier ist es wieder vorteilhaft, eine größere Anzahl von in ihrem Impedanzgradienten unterschiedlichen ersten
Anpassungsschichten 9 zu fertigen und hinterher durch Versuch und Probieren zu entscheiden, welche von diesen
ersten Anpassungsschichten 9 die geeignete zum Einbau in den Ultraschallwandler 1 ist. Dieses experimentelle Auffinden
der geeigneten ersten Anpassungsschicht 9 ist deswegen angebracht, weil eine Vielzahl von Kriterien berücksichtigt
werden müssen, deren gegenseitige Einflüsse und Wechselwirkungen nur im Versuch ermittelt werden können.
So z.B. sollte für jede erste Anpassungsschicht 9 geprüft werden, wie sie sich auf die Empfindlichkeit des Ultraschallsenders
oder -empfängers, auf die Pulsform des Sendeimpulses, auf dessen Pulslänge, auf Phasensprünge
usw. auswirkt. Neben diesen Kriterien, die die Bildqualität beeinflussen, ist noch der thermische Ausdehnungskoeffizient
und die Schichtdicke der ersten Anpassungsschicht 9, die immer nur näherungsweise A A entsprechen
kann, entscheidend.
3 Figuren
15 Patentansprüche
Claims (15)
1. Ultraschallwandler mit einem piezoelektrischen Wandler, mit einer ersten Anpassungsschicht, die an den
piezoelektrischen Wandler anschließt, und mit einer zweiten Anpassungsschicht, die auf der ersten Anpassungsschicht
aufgebracht ist und im Ultraschallbetrieb einem zu untersuchenden Objekt zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Anpassungsschicht (9) aus einem porösen keramischen Material besteht, dessen Porosität so gewählt ist, daß
sich bei einer Schichtdicke (dl) von "h /4 eine vorgegebene akustische Impedanz (Z,) mit einem Wert zwischen
dem des piezoelektrischen Wandlers (5) und dem der zweiten Anpassungsschicht (11) ergibt, wobei λ die Wellenlänge
des Ultraschalls in der ersten Anpassungsschicht (9) bei Nennfrequenz ist.
2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das poröse, keramische Material der ersten Anpassungsschicht (9)
piezoelektrische Eigenschaften aufweist.
3. Ultraschallwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material
der ersten Anpassungsschicht (9) ein Mischkristall ist, der PbTiO3 und PbZrO3 enthält.
4. Ultraschallwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkristall
ein weiteres komplexes Oxid enthält.
5. Ultraschallwandler nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet , daß der Mischkristall als komplexes Oxid Pb(Mg1,^Nb2/00, enthält.
- iz - VPA 84P 3 3 30 DE
6. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkristall einen zusätzlichen Dotierstoff enthält.
7. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der piezoelektrische Wandler (5) aus einem Keramik-Material vergleichsweise hoher akustischer Impedanz (Z.,)
besteht.
10
10
8. Ultraschallwandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Wandler (5) aus
einem Keramik-Material der akustischen Impedanz (Z1,) von
6
ca. 30 χ 10 kg/m2s besteht.
ca. 30 χ 10 kg/m2s besteht.
9. Ultraschallwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Material Blei-Zirkonat-Titanat
ist.
10. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
akustische Impedanz (Z-.) der ersten Anpassungsschicht (9)
zwischen 11 und 13 kg/mzs liegt.
11. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
akustische Impedanz (Z2) der zweiten Anpassungsschicht
(11) ungefähr 4 kg/m2s beträgt.
12. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
vorgegebene akustische Impedanz (Z1) der ersten Anpassungsschicht
(9) einen Gradienten aufweist, welcher in Richtung auf den piezoelektrischen Wandler (5) eine
positive Steigung besitzt.
13. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
thermische Ausdehnungskoeffizient der ersten Anpassungsschicht (9) annähernd demjenigen des piezoelektrischen
Wandlers (5) entspricht.
14. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anpassungsschicht (11) eine Dicke (d2) von "K /4
besitzt und aus einem Kunststoff besteht.
15. Ultraschallwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste und die zweite Anpassungsschicht (9, 11) zu einer gemeinsamen porösen Anpassungsschicht zusammengefaßt
sind, deren Porenverteilung einen Gradienten aufweist.
Priority Applications (6)
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