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Struttura ad array della ceramica piezoelettrica HIFU

Visualizzazioni: 5 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2018-08-02 Origine: Sito

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In questa sezione, abbiamo progettato a L'array di trattamento piezoceramico HIFU con 125 canali e la struttura della colonna dell'array è stato simulato dal campo sonoro e l'analisi teorica dell'array era continua con il segnale di eccitazione alla frequenza di 2 MHz. il risultato della messa a fuoco a punto singolo sotto il segnale della stringa mostra che l'array può ottenere una messa a fuoco con deflessione a punto singolo, l'intervallo di deflessione massimo è 12 mm3, il punto focale della messa a fuoco fisica singola è 1,5 e 7,5 mm3. Inoltre, abbiamo anche progettato una soluzione di produzione per la struttura del pacchetto sonda e costruito la struttura del pacchetto corrispondente e la stazione di livello di produzione. Il contenuto del programma è fissare gli elementi dell'array mediante fissaggio meccanico e utilizzare la tecnologia di prototipazione rapida 3D. Con la tecnologia CNC, la galvanica e i metodi di lavorazione al tornio semiautomatico per strutture complesse e un'elevata precisione dimensionale. Processo di produzione di strutture a matrice di Il trasduttore piezoelettrico HIFU è l'uso di una combinazione di openscad e programmazione MATLAB per costruire una piattaforma di progettazione per la struttura del pacchetto. Il valore della piattaforma risiede nel successivo trattamento della sonda HIFU. Lo sviluppo fornisce un metodo di produzione veloce, economico e operativo.

Dopo il test prestazionale della sonda terapeutica da 125 elementi, dopo il materiale piezoelettrico La sonda per trattamento piezoelettrico HIFU è prodotta, le sue prestazioni devono essere testate per giudicarne le prestazioni. I metodi di misurazione che utilizziamo sono test delle prestazioni elettriche e test delle prestazioni acustiche. Nel test delle prestazioni elettriche, la frequenza di risonanza della sonda ha un valore di impedenza, è possibile osservare la frequenza di antirisonanza e altri parametri per osservare la coerenza elettrica tra gli elementi dell'array e fornire una forte prova della successiva impedenza elettrica. Nel test delle prestazioni acustiche è possibile determinare le caratteristiche del campo sonoro come la frequenza di lavoro ottimale, la lunghezza focale e l'effetto di deflessione della sonda. Il vibratore piezoelettrico è collegato al circuito e la frequenza del segnale della sorgente di eccitazione viene modificata. La curva del modulo di impedenza del vibratore piezoelettrico in funzione della frequenza è mostrata nella figura a destra. Secondo la teoria della risonanza, il vibratore piezoelettrico ha una frequenza in cui la tensione del segnale e la corrente sono in fase vicino all'artiglio della frequenza di impedenza minima. Questa frequenza è la frequenza di risonanza del vibratore piezoelettrico. Allo stesso modo, in prossimità della frequenza massima di impedenza, si trova la frequenza alla quale la tensione del segnale è opposta alla fase corrente, che è la frequenza di risonanza di Sensore di vibrazione piezoelettrico HIFU.

Le caratteristiche elettriche del vibratore piezoelettrico in risonanza possono essere equivalenti al circuito parallelo serie LC mostrato nella Figura , e l'espressione di impedenza equivalente del vibratore piezoelettrico è la misurazione dell'impedenza della sonda, l'analizzatore di impedenza è un potente dispositivo per la progettazione di componenti elettronici e la misurazione dell'impedenza equivalente del circuito. Nel test delle prestazioni elettriche della sonda a ultrasuoni, è stato utilizzato l'analizzatore di impedenza di precisione Agilent 4294A (intervallo della banda di test: da 40 Hz a 110 MHz; precisione dell'impedenza di base dello 0,08%). In base alle diverse condizioni applicative, vengono selezionati i parametri di prova corrispondenti. Come esempio viene preso in considerazione il test di impedenza di fase comunemente utilizzato nelle sonde a ultrasuoni. Le operazioni di test specifiche sono le seguenti:

(1) L'analizzatore di impedenza viene preriscaldato e inizializza i parametri di misurazione;
(2) Determinare che la sonda di test sia collegata correttamente alla porta di test;
(3) Nel modulo di test, selezionando i parametri di test come Ze;
(4) Determinare l'intervallo di frequenza di scansione in base alla frequenza della sonda e osservare la variazione di fase dell'impedenza nell'intervallo di frequenza di scansione in tempo reale;
(5) Salvare i dati per elaborazioni successive.

I 125 elementi dell'array sono divisi in cinque gruppi secondo il metodo di ordinamento dei canali e i dati di impedenza dei due elementi dell'array vengono rispettivamente selezionati da essi e vengono mostrati i dati di impedenza di cinque elementi dell'array (a) è il diagramma di fase dell'impedenza è uno degli elementi del Cristallo piezoelettrico Hifu , la linea tratteggiata è il valore di impedenza e la linea continua è l'angolo di fase. Gli esperimenti mostrano che esistono frequenze di risonanza multiple e frequenze anti-risonanti tra la frequenza di 1,6 MHZ e 3 MHZ. Esistono molte modalità di vibrazione diverse, che possono essere utilizzate come intervallo di frequenza operativa della sonda HIFU nella successiva caratteristica del campo sonoro. La figura (b) mostra che esiste una certa coerenza tra gli elementi dell'array, la prestazione specifica è che la curva di impedenza di frequenza tra gli elementi dell'array è generalmente coerente.