1.什么是超声波换能器（Ultrasonic Transducer）：
 
超声波换能器是一种能够发射和接收超声波的装置。它利用压电效应实现电信号与声信号之间的相互转换。在发射模式下,给压电元件施加交变电压,它会在压电材料内产生机械振动并向外发射超声波。在接收模式下,入射的超声波使压电元件产生机械振动,这种振动又通过压电效应转换为对应电信号。超声波换能器广泛应用于无损检测、医学影像、物体检测、距离测量、流量计量等领域。
 
2.压电元件 (Piezoelectric element)：
 
压电元件是超声波换能器的核心部件,它决定了换能器的频率响应特性。压电元件由压电材料制成，压电材料根据晶体结构的不同,在受到外力或电场作用时会产生不同方向的电荷或形变,从而实现电声互换。选择合适的压电材料可优化换能器的性能，常见的压电材料可分为以下几类：
 
（1）单晶材料（如石英）
（2）压电陶瓷（如锆钛酸铅，PZTs）
（3）压电半导体（如ZnO2）
（4） 聚合物（例如聚偏二氟乙烯，PVDF）
（5）压电复合材料
（6）玻璃陶瓷（例如 Li2Si2O5 和 Ba2TiSiO6）
 
3. 匹配层(Matching)：
 
有时称为声窗或耐磨板，通常由塑料或环氧树脂材料制成。 当仔细选择材料和厚度时，它有助于保护压电元件免受环境影响，并改善从换能器到介质的声能穿透。
 
4.背衬(Backing)：
 
背衬通常由环氧树脂混合微小的固体颗粒制成，具有很强的衰减性。 其声阻抗优选与压电元件的声阻抗相匹配，从而可以吸收向后发射的声波并获得更好的距离分辨率。 如果背衬不能有效工作，则换能器可能由于波形持续时间较长而具有较低的分辨率，但信号强度可能较高或灵敏度较高。