Arraystructuur van HIFU-piëzo-keramiek

In deze sectie hebben we een HIFU piëzo-keramische behandelarray met 125 kanalen en de array-kolomstructuur werd gesimuleerd door geluidsveld, en de theoretische analyse van de array was continu met het excitatiesignaal op de frequentie 2 MHz. het resultaat van single-point focussering onder het stringsignaal laat zien dat de array single-point afbuigingsfocussering kan bereiken, het maximale afbuigingsbereik is 12 mm3, het brandpunt van enkele fysieke focussering is 1,5 en 7,5 mm3. Daarnaast hebben we ook een productieoplossing voor de sondepakketstructuur ontworpen en de bijbehorende pakketstructuur en het productieniveaustation gebouwd. De inhoud van het programma is het repareren van de array-elementen door mechanische bevestiging en het gebruik van 3D rapid prototyping-technologie. Door de CNC-technologie, galvanische en semi-automatische draaibankbewerkingsmethoden voor complexe structuren en hoge maatnauwkeurigheid. Productieproces van array-structuren van HIFU piëzo-transducer is het gebruik van een combinatie van openscad en MATLAB-programmering om een ​​ontwerpplatform voor de pakketstructuur te bouwen. De waarde van het platform ligt in de daaropvolgende behandeling van de HIFU-sonde. De ontwikkeling biedt een snelle, goedkope en operatieve productiemethode.

Na de prestatietest van de therapeutische sonde met 125 elementen, na de piëzo-elektrisch materiaal HIFU piëzo- behandelingssonde wordt vervaardigd, de prestaties ervan moeten worden getest om de prestaties te beoordelen. De meetmethoden die we gebruiken, zijn elektrische prestatietests en akoestische prestatietests. Bij de elektrische prestatietest heeft de resonantiefrequentie van de sonde een impedantiewaarde, kunnen anti-resonantiefrequentie en andere parameters worden waargenomen om de elektrische consistentie tussen de array-elementen te observeren en sterk bewijs te leveren voor de daaropvolgende elektrische impedantie. Bij de akoestische prestatietest kunnen de geluidsveldkarakteristieken zoals de optimale werkfrequentie, brandpuntsafstand en afbuigeffect van de sonde worden bepaald. De piëzo-elektrische vibrator is verbonden met het circuit en de frequentie van het excitatiebronsignaal wordt gewijzigd. De curve van de impedantiemodulus van de piëzo-elektrische vibrator als functie van de frequentie is zoals weergegeven in de rechter figuur. Volgens de resonantietheorie heeft de piëzo-elektrische vibrator een frequentie waarbij de signaalspanning en de stroom zich in de fase bevinden nabij de minimale impedantiefrequentieklauw. Deze frequentie is de resonantiefrequentie van de piëzo-elektrische vibrator. Op dezelfde manier is er in de buurt van de maximale impedantiefrequentie de frequentie waarbij de signaalspanning tegengesteld is aan de huidige fase, wat de resonantiefrequentie is van HIFU piëzo-trillingssensor.

De elektrische kenmerken van de piëzo-elektrische vibrator bij resonantie kunnen equivalent zijn aan de LC-serie-parallelle lus weergegeven in de figuur, en de equivalente impedantie-uitdrukking van de piëzo-elektrische vibrator is impedantiemeting van de sonde, de impedantie-analysator is een krachtig apparaat voor het ontwerpen van elektronische componenten en circuit-equivalente impedantiemeting. Bij de elektrische prestatietest van de ultrasone sonde werd de Agilent 4294A precisie-impedantieanalysator (testbandbereik: 40 Hz tot 110 MHz; basisimpedantienauwkeurigheid van 0,08%) gebruikt voor het testen van de elektrische prestatie. Afhankelijk van verschillende toepassingsomstandigheden worden de overeenkomstige testparameters geselecteerd. Als voorbeeld wordt de impedantiefasetest genomen die gewoonlijk in ultrasone sondes wordt gebruikt. De specifieke testoperaties zijn als volgt:

(1) De impedantieanalysator wordt voorverwarmd en initialiseert de meetparameters;
(2) Bepalen of de testsonde correct is aangesloten op de testpoort;
(3) In de testmodule, het selecteren van testparameters zoals een Ze;
(4) Bepaal het sweepfrequentiebereik volgens de sondefrequentie en observeer de impedantiefaseverandering in het sweepfrequentiebereik in realtime;
(5) Bewaar de gegevens voor latere verwerking.