هيكل صفيف سيراميك HIFU بيزو

في هذا القسم قمنا بتصميم تمت محاكاة مجموعة معالجة سيراميك بيزو HIFU مع 125 قناة وهيكل عمود المصفوفة بواسطة مجال الصوت، وكان التحليل النظري للمصفوفة مستمرًا مع إشارة الإثارة عند التردد 2 ميجا هرتز. تظهر نتيجة التركيز على نقطة واحدة تحت إشارة السلسلة أن المصفوفة يمكنها تحقيق التركيز على انحراف نقطة واحدة، والحد الأقصى لنطاق الانحراف هو 12 مم 3، والنقطة المحورية للتركيز الجسدي الفردي هي 1.5 و7.5 مم 3. بالإضافة إلى ذلك، قمنا أيضًا بتصميم حل تصنيع لهيكل حزمة المسبار، وقمنا ببناء هيكل الحزمة المقابلة ومحطة مستوى التصنيع. محتوى البرنامج هو إصلاح عناصر المصفوفة عن طريق التثبيت الميكانيكي واستخدام تقنية النماذج الأولية السريعة ثلاثية الأبعاد. من خلال تقنية CNC، يتم استخدام طرق الطلاء الكهربائي وطرق التصنيع شبه الأوتوماتيكية للهياكل المعقدة ودقة الأبعاد العالية. عملية تصنيع هيكل المصفوفة محول الطاقة بيزو HIFU هو استخدام مزيج من برمجة opencad و MATLAB لبناء منصة تصميم لهيكل الحزمة. تكمن قيمة المنصة في المعالجة اللاحقة لمسبار HIFU. يوفر التطوير طريقة تصنيع سريعة ومنخفضة التكلفة وفعالة.

بعد اختبار أداء المسبار العلاجي المكون من 125 عنصرًا، بعد يتم تصنيع مسبار معالجة بيزو HIFU للمواد الكهرضغطية ، ويجب اختبار أدائها للحكم على أدائها. طرق القياس نستخدم فيها اختبار الأداء الكهربائي واختبار الأداء الصوتي. في اختبار الأداء الكهربائي، يكون لتردد الرنين للمسبار قيمة مقاومة، ويمكن ملاحظة تردد الرنين المضاد ومعلمات أخرى لمراقبة الاتساق الكهربائي بين عناصر الصفيف وتقديم دليل قوي على المعاوقة الكهربائية اللاحقة. في اختبار الأداء الصوتي، يمكن تحديد خصائص مجال الصوت مثل تردد العمل الأمثل والبعد البؤري وتأثير انحراف المسبار. يتم توصيل الهزاز الكهرضغطي بالدائرة، ويتم تغيير تردد إشارة مصدر الإثارة. منحنى معامل المعاوقة للهزاز الكهرضغطي كدالة للتردد كما هو موضح في الشكل الأيمن. وفقًا لنظرية الرنين، فإن الهزاز الكهرضغطي لديه تردد يكون فيه جهد الإشارة والتيار في الطور بالقرب من الحد الأدنى لمخلب تردد المعاوقة. هذا التردد هو تردد الرنين للهزاز الكهرضغطي. وبالمثل، بالقرب من تردد المعاوقة الأقصى، يوجد التردد الذي يكون عنده جهد الإشارة معاكسًا للطور الحالي، وهو تردد الرنين مستشعر اهتزاز بيزو HIFU.

الخصائص الكهربائية للهزاز الكهرضغطي عند الرنين يمكن أن تكون مكافئة للحلقة المتوازية من سلسلة LC الموضحة في الشكل، وتعبير المعاوقة المكافئ للهزاز الكهرضغطي هو قياس مقاومة المسبار، ومحلل المعاوقة هو جهاز قوي لتصميم المكونات الإلكترونية وقياس المعاوقة المكافئة للدائرة. في اختبار الأداء الكهربائي لمسبار الموجات فوق الصوتية، تم استخدام محلل المعاوقة الدقيق Agilent 4294A (نطاق نطاق الاختبار: 40 هرتز إلى 110 ميجاهرتز؛ دقة المعاوقة الأساسية 0.08%) لاختبار الأداء الكهربائي. وفقا لظروف التطبيق المختلفة، يتم تحديد معلمات الاختبار المقابلة. يتم أخذ اختبار مرحلة المعاوقة المستخدم بشكل شائع في مجسات الموجات فوق الصوتية كمثال. عمليات الاختبار المحددة هي كما يلي:

(1) يتم تسخين محلل المعاوقة وتهيئة معلمات القياس؛
(2) تحديد مسبار الاختبار متصل بشكل صحيح بمنفذ الاختبار؛
(3) في وحدة الاختبار، اختيار معلمات الاختبار مثل Ze؛
(4) تحديد نطاق تردد الكنس وفقًا لتردد المسبار، ومراقبة تغير مرحلة المعاوقة في نطاق تردد الكنس في الوقت الفعلي؛
(5) حفظ البيانات للمعالجة اللاحقة.