CN100522391C - 相控聚焦装置 - Google Patents
相控聚焦装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100522391C CN100522391C CNB2006101139657A CN200610113965A CN100522391C CN 100522391 C CN100522391 C CN 100522391C CN B2006101139657 A CNB2006101139657 A CN B2006101139657A CN 200610113965 A CN200610113965 A CN 200610113965A CN 100522391 C CN100522391 C CN 100522391C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transmitter
- focusing device
- piezoelectric ceramic
- ceramic piece
- phased
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本发明涉及相控聚焦装置，它包括：发射器，发射器包括至少10个振元，每个振元包括：基座、压电陶瓷片、频率源、功率器、电源、移相器和分频器，压电陶瓷片和频率源固定在基座上，基座固定在发射器上，电源分别与移相器和分频器的输入端相连，移相器和分频器的输出端分别与功率器的输入端相连，功率器的输出端与频率源相连，其中：所述压电陶瓷片是半球面，由于本发明的相控聚焦装置中发射器各振元的压电陶瓷片是球形面，因此该发射器的聚焦范围比现有的相控聚焦装置中发射器的聚焦范围扩大了许多，能够达到80°以上，可以满足医用、军事和工业上的需要，而且，该设备自动化程度和精度较高，是人们在上述领域中最理想的技术模式。
Description
技术领域
本发明涉及了一种相控聚焦装置，特别是涉及了一种带有球面形压电陶瓷片的相控聚焦装置。
背景技术
目前，HIFU(高能聚焦超声)抗癌热疗机中，相控聚焦装置中发射器的形状通常为凹面或凹面的组合，虽然这种形状的发射器在发射的方向上，其聚焦准确，但是在与发射方向垂直的方向上，其聚焦范围较窄，平面振元开角11°左右，只能在发射方向±5°的范围内产生聚焦，人们为了克服这一缺陷，采取了许多措施，进行了许多改进，例如为了增加发射器的聚焦范围。人们让发射器在电机的带动下进行旋转，虽然它解决了发射器聚焦范围过小的问题，但是它同时带来了新的弊病，如机械运动带来治疗时间的延长、在发射器旋转的瞬间遗失了目标、投照位置的变化增加了超声波传导通导被阻挡的几率；人们还采用改变相控角和频率等的方式来增加聚焦范围，但是大量的实验表明，上述方式达不到人们所企望的立体聚焦。由此可见，目前人们仍然没有从根本上解决发射器的聚焦范围过小的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有球面形压电陶瓷片的相控聚焦阵装置，以克服现有相控聚焦装置的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明的一种相控聚焦装置，它包括：发射器，发射器包括至少10个振元，每个振元包括：基座、压电陶瓷片、频率源、功率器、电源、移相器和分频器，压电陶瓷片和频率源固定在基座上，基座固定在发射器上，电源分别与移相器和分频器的输入端相连，移相器和分频器的输出端分别与功率器的输入端相连，功率器的输出端与频率源相连，其中：所述压电陶瓷片是半球面；
本发明的一种相控聚焦装置，其中：所述压电陶瓷片是一个半球壳；
本发明的一种相控聚焦装置，其中：所述压电陶瓷片的球面半径在15—60mm的范围内；
本发明的一种相控聚焦装置，其中：所述发射器包括10—500个振元；
本发明的一种相控聚焦装置，其中：所述振元在发射器中呈矩形、圆形、梯形或三角形均匀排列。
现有技术中的活塞式平面振元的半功率角只能为11°，而采用本发明的具有球面振元的相控聚焦装置时，则因在球面上任意点源具有任意方向，半功率开角现在可做到100-120°，可以满足治疗聚焦点阵的建立。建立的范围能容得下直径150mm的人体巨型肿瘤，因为在120°范围内可以在50-350mm的任意一个法线垂直平面上满足建立900个点阵的实际应用。
本发明的相控聚焦装置与现有的相控聚焦装置相比，由于本发明的相控聚焦装置中发射器的压电陶瓷片是球形面，因此带有半球面压电陶瓷片发射器的聚焦范围比现有的平面相控聚焦装置的聚焦范围扩大了许多，能够达到80°以上，最大115°，可以满足医用、军事和工业上的需要，而且，该设备自动化程度和精度较高，是人们在上述领域中最理想的装置。
附图说明
图1是本发明的相控聚焦装置的示意图；
图2是本发明的相控聚焦装置中一个振元的放大剖面正向示意图。
具体实施方式
图1所示，本发明的相控聚焦装置包括：发射器3，发射器3包括：至少10个振元，振元的数量取决于聚焦后的声功率迭加值要满足实际应用。如图2所示，每个振元包括：基座2、压电陶瓷片1、频率源6、功率器10、电源8、移相器7和分频器9，压电陶瓷片1和频率源6固定在基座2上，基座2固定在发射器3上，电源8分别与移相器7和分频器9的输入端相连，移相器7和分频器9的输出端分别与功率器10的输入端相连，功率器10的输出端与频率源6相连，压电陶瓷片1是一个半球壳，合理的加工工艺可使每个半球形片的开角>120°，它的球面半径根据不同的需要进行选择，对于同一个相控聚焦装置来说，每个振元的压电陶瓷片1的球形半径是相同的，通常在15—60mm的范围内，相控聚焦装置中振元的个数根据具体的用途进行设计，相控聚焦装置一般包括10—500个振元，振元在发射器3的凹面中呈矩形、圆形、梯形或三角形均匀排列(图中未画出)。
工作原理：
电源8向移相器7和分频器6的输入端提供交流正弦波，在计算机(图中未画出)的控制下，移相器7和分频器9的输出端产生出设计好的相位和频率并将该相位和频率输送给功率器10的输入端，功率器10将上述两个信号经过合成后，输送给频率源6，频率源6向压电陶瓷片2提供经过相位控制和频率控制的波，用于聚焦，由于采用了半球形面的压电陶瓷片1，因此，本发明的相控聚焦装置的聚焦范围较宽。如图1所示，发射器3对远层面或近层面4上的照射物5进行照射聚焦，在计算机的控制下，通过控制相位和频率，可以使相控聚焦装置中不同振元的压电陶瓷片发出的波在如图1所示的角度范围内聚焦。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (6)
1.一种相控聚焦装置，它包括：发射器(3)，发射器(3)包括至少10个振元，每个振元包括：基座(2)、压电陶瓷片(1)、频率源(6)、功率器(10)、电源(8)、移相器(7)和分频器(9)，其中：压电陶瓷片(1)和频率源(6)固定在基座(2)上，基座(2)固定在发射器(3)上，电源(8)分别与移相器(7)和分频器(9)的输入端相连，移相器(7)和分频器(9)的输出端分别与功率器(10)的输入端相连，功率器(10)的输出端与频率源(6)相连，其特征在于：所述压电陶瓷片(1)是半球面。
2.如权利要求1所述的相控聚焦装置，其特征在于：所述压电陶瓷片(1)是一个半球壳。
3.如权利要求2所述的相控聚焦装置，其特征在于：所述压电陶瓷片(1)的球面半径在15—60mm的范围内。
4.如权利要求3所述的相控聚焦装置，其特征在于：所述基座(2)是轻靠背支架。
5.如权利要求4所述的相控聚焦装置，其特征在于：所述发射器(3)包括10—500个振元。
6.如权利要求5所述的相控聚焦装置，其特征在于：所述振元在发射器(3)中呈矩形、圆形、梯形或三角形均匀排列。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006101139657A CN100522391C (zh) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | 相控聚焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006101139657A CN100522391C (zh) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | 相控聚焦装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1935394A CN1935394A (zh) | 2007-03-28 |
| CN100522391C true CN100522391C (zh) | 2009-08-05 |
Family
ID=37953232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006101139657A Expired - Fee Related CN100522391C (zh) | 2006-10-23 | 2006-10-23 | 相控聚焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100522391C (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101468241B (zh) * | 2008-05-23 | 2010-12-01 | 何申戌 | 手术中使用的相控高能聚焦超声智能治疗器 |
-
2006
- 2006-10-23 CN CNB2006101139657A patent/CN100522391C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1935394A (zh) | 2007-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9793764B2 (en) | Sender transducer for wireless power transfer | |
| US9537322B2 (en) | Sub-apertures with interleaved transmit elements for wireless power transfer | |
| CN102632508B (zh) | 一种适用于机器人关节的平面扭簧 | |
| AU5061801A (en) | Systems and methods for creating longer necrosed volumes using a phased array focused ultrasound system | |
| US10148131B2 (en) | Power density control for wireless power transfer | |
| CN1669672A (zh) | 压电式多阵元高强度聚焦超声换能器及聚焦方法 | |
| CN101828960B (zh) | 阵元呈环形密集分布的高强度聚焦超声球面相控阵 | |
| CN106078791A (zh) | 一种适用于高承载机器人串联弹性驱动器的平面弹性体 | |
| CN209189183U (zh) | 超声波换能器 | |
| CN100522391C (zh) | 相控聚焦装置 | |
| CN103341241B (zh) | 一种高强度聚焦超声换能器阵列 | |
| US7602672B2 (en) | Quasi-self focusing high intensity and large power ultrasonic transducer | |
| CN103028203A (zh) | 超声减脂治疗头及其工作方法 | |
| CN209499886U (zh) | 一种聚焦超声治疗头 | |
| CN1470299A (zh) | 高强度聚焦超声肿瘤治疗用换能器阵列 | |
| CN202198993U (zh) | 一种多平面阵列聚焦定位治疗设备 | |
| CN203342224U (zh) | 一种高强度聚焦超声换能器阵列 | |
| CN202236919U (zh) | 超声减脂治疗头 | |
| CN110293536B (zh) | 一种微纳机器人控制系统 | |
| CN100586508C (zh) | 相控聚焦高强度超声换能器阵列 | |
| CN115833646A (zh) | 多二维旋转超声相控阵的机电联合控制的声悬浮装置 | |
| EP3325178A1 (en) | Power density control for wireless power transfer | |
| CN107919812B (zh) | 一种基于压电精密驱动的直线双向作动器及其工作方法 | |
| CN204522037U (zh) | 一种用于超声理疗仪的矩阵式探头 | |
| CN110871159A (zh) | 超声波换能器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090805 Termination date: 20141023 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |