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このセクションでは、 125チャンネルとアレイコラム構造を備えたHIFUピエゾセラミック 治療アレイを音場によってシミュレートし,アレイの理論的解析は周波数2MHzの励起信号で連続した。ストリング信号の下での単一点集束の結果は、アレイが単一点偏向集束を達成できることを示し、最大偏向範囲は 12 mm3、単一物理集束の焦点は 1.5 および 7.5mm3 です。さらに、プローブのパッケージ構造の製造ソリューションも設計し、対応するパッケージ構造と製造レベル ステーションを構築しました。プログラムの内容は、配列要素を機械的に固定し、3Dラピッドプロトタイピング技術を活用するというもの。 CNC技術、電気めっき、半自動旋盤加工法により、複雑な構造と高い寸法精度を実現します。アレイ構造の製造プロセス HIFU ピエゾ トランスデューサ は、openscad と MATLAB プログラミングを組み合わせてパッケージ構造の設計プラットフォームを構築します。このプラットフォームの価値は、その後の HIFU プローブの処理にあります。この開発により、高速、低コスト、実用的な製造方法が提供されます。
125 要素の治療プローブの性能テスト後、 圧電材料 HIFU ピエゾ 治療プローブが製造され、その性能を判断するにはその性能をテストする必要があります。測定方法は電気性能試験と音響性能試験を採用しております。電気性能試験では、プローブの共振周波数のインピーダンス値、反共振周波数、およびその他のパラメータを観察して、アレイ要素間の電気的一貫性を観察し、その後の電気インピーダンスの強力な証拠を提供します。音響性能テストでは、最適な使用周波数、焦点距離、プローブの偏向効果などの音場特性を決定できます。圧電振動子を回路に接続し、励起源信号の周波数を変化させます。圧電振動子のインピーダンス係数と周波数の関係は右図のようになります。圧電振動子は、共振理論によれば、信号電圧と電流の位相が最小インピーダンス周波数爪付近の周波数となる。この周波数が圧電振動子の共振周波数となる。同様に、最大インピーダンス周波数 の近傍には、信号電圧が電流の位相と逆になる周波数があり、これが電流の共振周波数です。 HIFUピエゾ振動センサー.
共振時の圧電振動子の電気的特性は、図に示すLC直並列ループと等価であり、圧電振動子の等価インピーダンス表現はプローブのインピーダンス測定となり、インピーダンスアナライザは電子部品の設計や回路の等価インピーダンス測定に強力な装置です。超音波プローブの電気的性能試験では、Agilent 4294A 高精度インピーダンス アナライザ (試験帯域範囲: 40 Hz ～ 110 MHz、基本インピーダンス精度 0.08%) を使用して電気的性能試験を行いました。さまざまなアプリケーション条件に応じて、対応するテストパラメータが選択されます。超音波プローブで一般的に使用されるインピーダンス位相テストを例に挙げます。具体的なテスト操作は次のとおりです。
(1) インピーダンス・アナライザは予熱され、測定パラメータが初期化されます。
(2) テスト プローブがテスト ポートに正しく接続されていることを確認します。
(3) テスト モジュールで、Ze などのテスト パラメータを選択します。
(4) プローブ周波数に応じて掃引周波数範囲を決定し、掃引周波数範囲内のインピーダンス位相変化をリアルタイムで観察します。
(5) 後続の処理のためにデータを保存します。
