ساختار آرایه ای از سرامیک پیزو HIFU

در این بخش، یک را طراحی کردیم آرایه تصفیه پیزو سرامیک HIFU با 125 کانال و ساختار ستون آرایه توسط میدان صوتی شبیه‌سازی شد و تحلیل نظری آرایه با سیگنال تحریک در فرکانس 2 مگاهرتز پیوسته بود. نتیجه تمرکز تک نقطه ای تحت سیگنال رشته نشان می دهد که آرایه می تواند به فوکوس انحراف تک نقطه ای دست یابد، حداکثر محدوده انحراف 12 میلی متر مکعب است، نقطه کانونی تمرکز فیزیکی تک 1.5 و 7.5 میلی متر مکعب است. علاوه بر این، ما همچنین یک راه حل تولیدی برای ساختار بسته پروب طراحی کرده ایم و ساختار بسته مربوطه و ایستگاه سطح تولید را ساخته ایم. محتوای برنامه رفع عناصر آرایه با تعمیر مکانیکی و استفاده از فناوری نمونه سازی سریع سه بعدی است. با استفاده از فناوری CNC، آبکاری و روش‌های تراشکاری نیمه اتوماتیک برای سازه‌های پیچیده و دقت ابعادی بالا. فرآیند ساخت ساختار آرایه مبدل پیزو HIFU استفاده از ترکیبی از openscad و برنامه نویسی MATLAB برای ساخت یک پلت فرم طراحی برای ساختار بسته است. ارزش پلت فرم در درمان بعدی کاوشگر HIFU نهفته است. توسعه یک روش تولید سریع، کم هزینه و عملیاتی را فراهم می کند.

پس از تست عملکرد پروب درمانی 125 عنصری، پس از پروب درمان پیزو HIFU مواد پیزوالکتریک ساخته شده است، عملکرد آن باید آزمایش شود تا عملکرد آن قضاوت شود. روش های اندازه گیری ما از تست عملکرد الکتریکی و تست عملکرد صوتی استفاده می کنیم. در تست عملکرد الکتریکی، فرکانس تشدید پروب دارای مقدار امپدانس است، فرکانس ضد رزونانس و سایر پارامترها را می توان مشاهده کرد تا ثبات الکتریکی بین عناصر آرایه را مشاهده کرده و شواهد قوی برای امپدانس الکتریکی بعدی ارائه دهد. در تست عملکرد آکوستیک، ویژگی های میدان صوتی مانند فرکانس کاری بهینه، فاصله کانونی و اثر انحراف پروب را می توان تعیین کرد. ویبراتور پیزوالکتریک به مدار متصل می شود و فرکانس سیگنال منبع تحریک تغییر می کند. منحنی مدول امپدانس ویبراتور پیزوالکتریک به عنوان تابعی از فرکانس مطابق شکل سمت راست است. طبق تئوری رزونانس، ویبراتور پیزوالکتریک دارای فرکانسی است که در آن ولتاژ سیگنال و جریان در فاز نزدیک به پنجه فرکانس حداقل امپدانس است. این فرکانس فرکانس رزونانس ویبراتور پیزوالکتریک است. به طور مشابه، در مجاورت حداکثر فرکانس امپدانس، فرکانسی وجود دارد که در آن ولتاژ سیگنال مخالف فاز فعلی است، که فرکانس تشدید آن است. سنسور لرزش پیزو HIFU.

ویژگی های الکتریکی ویبراتور پیزوالکتریک در رزونانس می تواند معادل حلقه موازی سری LC باشد که در شکل نشان داده شده است، و بیان امپدانس معادل ویبراتور پیزوالکتریک اندازه گیری امپدانس پروب است، تحلیلگر امپدانس یک دستگاه قدرتمند برای طراحی قطعات الکترونیکی و معادل امپدانس مدار است. در تست عملکرد الکتریکی پروب اولتراسونیک، تحلیلگر امپدانس دقیق Agilent 4294A (محدوده باند تست: 40 هرتز تا 110 مگاهرتز؛ دقت امپدانس پایه 0.08٪) برای تست عملکرد الکتریکی استفاده شد. با توجه به شرایط کاربردی مختلف، پارامترهای تست مربوطه انتخاب می شوند. آزمایش فاز امپدانس که معمولاً در پروب های اولتراسونیک استفاده می شود به عنوان مثال در نظر گرفته شده است. عملیات آزمایشی خاص به شرح زیر است:

(1) تحلیلگر امپدانس از قبل گرم شده است و پارامترهای اندازه گیری را مقداردهی اولیه می کند.
(2) تعیین پروب تست به درستی به پورت تست متصل است.
(3) در ماژول تست، انتخاب پارامترهای تست مانند Ze;
(4) محدوده فرکانس جارو را با توجه به فرکانس کاوشگر تعیین کنید و تغییر فاز امپدانس را در محدوده فرکانس جارو در زمان واقعی مشاهده کنید.
(5) داده ها را برای پردازش بعدی ذخیره کنید.