第三节　超声波的发射和接收

临床医学中应用超声波进行疾病的诊断和治疗，一个重要的问题是超声波的发生和接收。虽然目前已有了多种方法可以产生超声波，例如机械法、电声转换法、激光法等，但在医学中最常用的是电声转换法中的压电式换能法。通过压电换能器将高频电磁振动的能量转换为机械振动（超声）的能量，发射超声波，同时也可以把超声振动的能量转换为电磁能量，通过信号处理，完成超声的接收。

1.正压电效应

某些各向异性的材料，在外部拉力压力的作用下引起材料内部原来重合的正负电荷中心发生相对偏移，在材料表面上出现符号相反的表面电荷。这样，由机械力的作用产生了电场。这种将机械能转变为电能的效应称为正压电效应。超声接收换能器用的就是正压电效应，将来自人体的回声信号转化为电压。

2.逆压电效应

在压电材料表面沿着电轴方向加上电压，由于电场作用，引起材料内部正负电荷中心位移，这一极化位移使材料内部产生应力，从而导致宏观上的几何形变，这种将电能转变为机械能的效应叫逆压电效应。超声波发射换能器采用了逆压电效应，将电压转变为声压，并向人体发射。

压电效应是可逆的，压电材料既具有正压电效应，又具有逆压电效应。医学超声设备中，常采用同一压电换能器作为发射和接收探头，但发射与接收必须分时工作。