第三節　超聲波的發射和接收

臨床醫學中應用超聲波進行疾病的診斷和治療，一個重要的問題是超聲波的發生和接收。雖然目前已有了多種方法可以產生超聲波，例如機械法、電聲轉換法、激光法等，但在醫學中最常用的是電聲轉換法中的壓電式換能法。通過壓電換能器將高頻電磁振動的能量轉換為機械振動（超聲）的能量，發射超聲波，同時也可以把超聲振動的能量轉換為電磁能量，通過信號處理，完成超聲的接收。

1.正壓電效應

某些各向異性的材料，在外部拉力壓力的作用下引起材料內部原來重合的正負電荷中心發生相對偏移，在材料表面上出現符號相反的表面電荷。這樣，由機械力的作用產生了電場。這種將機械能轉變為電能的效應稱為正壓電效應。超聲接收換能器用的就是正壓電效應，將來自人體的回聲信號轉化為電壓。

2.逆壓電效應

在壓電材料表面沿著電軸方向加上電壓，由于電場作用，引起材料內部正負電荷中心位移，這一極化位移使材料內部產生應力，從而導致宏觀上的幾何形變，這種將電能轉變為機械能的效應叫逆壓電效應。超聲波發射換能器采用了逆壓電效應，將電壓轉變為聲壓，并向人體發射。

壓電效應是可逆的，壓電材料既具有正壓電效應，又具有逆壓電效應。醫學超聲設備中，常采用同一壓電換能器作為發射和接收探頭，但發射與接收必須分時工作。