Матрична структура п'єзокераміки HIFU

У цьому розділі ми розробили a П’єзокерамічна обробка масиву HIFU зі 125 каналами та структурою стовпця масиву була змодельована звуковим полем, а теоретичний аналіз масиву був безперервним із сигналом збудження на частоті 2 МГц. результат одноточкового фокусування під сигналом струни показує, що масив може досягати одноточкового фокусування за відхиленням, максимальний діапазон відхилення становить 12 мм3, фокусна точка одиночного фізичного фокусування становить 1,5 та 7,5 мм3. Крім того, ми також розробили виробниче рішення для структури упаковки зонда та створили відповідну структуру упаковки та станцію виробничого рівня. Зміст програми полягає у фіксації елементів масиву шляхом механічної фіксації та використання технології швидкого 3D-прототипування. За допомогою технології ЧПК, гальваніки та напівавтоматичних токарних методів обробки для складних структур і високої точності розмірів. П’єзоперетворювач HIFU — це використання комбінації OpenScad і програмування MATLAB для створення платформи дизайну для структури упаковки. Цінність платформи полягає в подальшій обробці HIFU-зонда. Розробка забезпечує швидкий, недорогий і оперативний спосіб виготовлення.

Після перевірки ефективності 125-елементного терапевтичного зонда, після п’єзоелектричний матеріал HIFU п’єзообробний зонд виготовлено, його продуктивність необхідно перевірити, щоб оцінити його продуктивність. Методи вимірювання, які ми використовуємо, перевіряють електричні та акустичні характеристики. У випробуванні електричних характеристик резонансна частота зонда має значення імпедансу, антирезонансну частоту та інші параметри можна спостерігати, щоб спостерігати електричну узгодженість між елементами масиву та забезпечити переконливі докази подальшого електричного опору. Під час перевірки акустичних характеристик можна визначити характеристики звукового поля, такі як оптимальна робоча частота, фокусна відстань і ефект відхилення зонда. П'єзоелектричний вібратор підключається до схеми, і частота сигналу джерела збудження змінюється. Крива модуля імпедансу п'єзоелектричного вібратора як функція частоти показана на малюнку праворуч. Відповідно до теорії резонансу, п'єзоелектричний вібратор має частоту, на якій напруга сигналу та струм знаходяться у фазі поблизу мінімального опору частоти кігтя. Ця частота є резонансною частотою п'єзоелектричного вібратора. Подібним чином, поблизу максимальної частоти імпедансу є частота, на якій напруга сигналу протилежна фазі струму, яка є резонансною частотою П'єзодатчик вібрації HIFU.

Електричні характеристики п’єзоелектричного вібратора в резонансі можуть бути еквівалентними послідовно-паралельному контуру LC, показаному на малюнку, а вираз еквівалентного імпедансу п’єзоелектричного вібратора є вимірюванням імпедансу зонда. Аналізатор імпедансу є потужним пристроєм для розробки електронних компонентів і вимірювання еквівалентного імпедансу схеми. У випробуванні електричних характеристик ультразвукового датчика для перевірки електричних характеристик використовувався прецизійний аналізатор імпедансу Agilent 4294A (діапазон випробувань: від 40 Гц до 110 МГц; базова точність опору 0,08%). Відповідно до різних умов застосування вибираються відповідні параметри тесту. Як приклад береться фазовий тест імпедансу, який зазвичай використовується в ультразвукових датчиках. Конкретні тестові операції такі:

(1) Аналізатор імпедансу попередньо нагрівається та ініціалізує параметри вимірювання;
(2) Визначення того, що тестовий зонд правильно підключений до тестового порту;
(3) У тестовому модулі вибір параметрів тесту, таких як Ze;
(4) Визначте діапазон частоти розгортки відповідно до частоти зонда та спостерігайте за зміною фази імпедансу в діапазоні частоти розгортки в реальному часі;
(5) Збережіть дані для подальшої обробки.