Structure du tableau de la céramique piézo

Dans cette section, nous avons conçu unHifu Piezo CeramicLe réseau de traitement avec 125 canaux et la structure de la colonne de réseau a été simulé par champ sonore, et l'analyse théorique du réseau a été continue avec le signal d'excitation à la fréquence 2 MHz. Le résultat de la focalisation à un seul point sous le signal de chaîne montre que le tableau peut atteindre la mise au point de déviation en un seul point, la plage de déflexion maximale est de 12 mm3, le point focal de la focalisation physique unique est de 1,5 et 7,5 mm3. De plus, nous avons également conçu une solution de fabrication pour la structure du package de sonde et construit la structure de package et la station de fabrication correspondants. Le contenu du programme consiste à corriger les éléments du tableau par fixation mécanique et à utiliser une technologie de prototypage rapide 3D. Par la technologie CNC, électroplate et semi-automatique des méthodes d'usinage du tour pour des structures complexes et une précision dimensionnelle.Transducteur piézoest l'utilisation d'une combinaison de programmation OpenSCAD et MATLAB pour créer une plate-forme de conception pour la structure du package. La valeur de la plate-forme réside dans le traitement ultérieur de la sonde HIFU. Le développement fournit une méthode de fabrication rapide, à faible coût et opératoire.

Après le test de performance de la sonde thérapeutique à 125 éléments, après leMatériau piézoélectrique Hifu PiezoLa sonde de traitement est fabriquée, ses performances doivent être testées pour juger de ses performances. Les méthodes de mesure que nous utilisons le test de performance électrique et le test de performance acoustique. Dans le test de performance électrique, la fréquence de résonance de la sonde a une valeur d'impédance, une fréquence anti-résonance et d'autres paramètres peuvent être observés pour observer la cohérence électrique entre les éléments du réseau et fournir des preuves solides de l'impédance électrique ultérieure. Dans le test de performance acoustique, les caractéristiques du champ sonore telles que la fréquence de travail optimale, la distance focale et l'effet de déviation de la sonde peuvent être déterminés. Le vibrateur piézoélectrique est connecté au circuit et la fréquence du signal de source d'excitation est modifiée. La courbe Le module d'impédance du vibrateur piézoélectrique en fonction de la fréquence est comme indiqué dans la figure de droite. Selon la théorie de la résonance, le vibrateur piézoélectrique a une fréquence dans laquelle la tension du signal et le courant sont dans la phase près de la griffe de fréquence d'impédance minimale. Cette fréquence est la fréquence de résonance du vibrateur piézoélectrique. De même, au voisinage de la fréquence d'impédance maximale, il y a la fréquence à laquelle la tension de signal est opposée à la phase actuelle, qui est la fréquence résonante deCapteur de vibration piézo.

Les caractéristiques électriques du vibrateur piézoélectrique à la résonance peuvent être équivalentes à la boucle parallèle de la série LC montrée sur la figure, et l'expression d'impédance équivalente du vibrateur piézoélectrique est une mesure d'impédance de la sonde, l'analyseur d'impédance est un dispositif puissant pour les composants électroniques Mesure d'impédance de conception et de circuit. Dans le test de performance électrique de la sonde à ultrasons, l'analyseur d'impédance de précision Agilent 4294A (plage de bande de test: 40 Hz à 110 MHz; précision d'impédance de base de 0,08%) a été utilisée pour les tests de performances électriques. Selon différentes conditions d'application, les paramètres de test correspondants sont sélectionnés. Le test de phase d'impédance couramment utilisé dans les sondes à ultrasons est pris comme exemple. Les opérations de test spécifiques sont les suivantes:

(1) L'analyseur d'impédance est préchauffé et initialise les paramètres de mesure;
(2) la détermination de la sonde de test est correctement connectée au port d'essai;
(3) Dans le module de test, la sélection des paramètres de test tels qu'un Z-E;
(4) déterminer la plage de fréquences de balayage en fonction de la fréquence de la sonde et observer le changement de phase d'impédance dans la plage de fréquences de balayage en temps réel;
(5) Enregistrez les données pour le traitement ultérieur.