CN201173815Y - 用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置 - Google Patents

用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置 Download PDF

Info

Publication number
CN201173815Y
CN201173815Y CNU2008200797273U CN200820079727U CN201173815Y CN 201173815 Y CN201173815 Y CN 201173815Y CN U2008200797273 U CNU2008200797273 U CN U2008200797273U CN 200820079727 U CN200820079727 U CN 200820079727U CN 201173815 Y CN201173815 Y CN 201173815Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
amplifier
resistance
interface
port
chip
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
Application number
CNU2008200797273U
Other languages
English (en)
Inventor
胡秉谊
彭大静
王叔洋
周焜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CNU2008200797273U priority Critical patent/CN201173815Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201173815Y publication Critical patent/CN201173815Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置，属于医疗超声治疗仪器检测领域，控制电路(2)一方面通过控制信号采集器(1)的运动来控制水听器在需要采样的区域上作匀速运动，另一方面从水听器获得的超声声场的压电信号通过接口(J101)传送到控制电路中，经过多路放大器、检波器后输送到单片机控制芯片(U101)，使其通过控制A/D转换的时间，实现在匀速运动过程中对需采样的区域进行均匀采样，采样结束后把得到的数据通过接口(J103)送至PC(3)机中，从而实现对超声声场的均匀采样，并实时地将采样得到的数据送至PC机中，把采样得到信号以图像的形式展现出来，形象地描绘出超声声场的焦域。

Description

用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置
技术领域
本实用新型属于医疗超声治疗仪器检测领域，特别涉及到超声聚焦刀探头的超声声场测量技术。
背景技术
对超声聚焦刀探头焦域的正确扫描是保证超声聚焦刀治疗的有效性和安全性的一个至关重要的因素。
对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号CN1453562A，公开日为2003年11月5日，专利名称为：医用超声设备声输出测量系统，该专利自述为：“一种医用超声设备声输出测量系统，主要包括：三维声场扫描步进电机驱动和控制系统，存储示波器-计算机系统、测量水听和参考水听器、附属设备、机械构架、具有11个自由度的被测探头和测量水听器双向坐标精密定向和定位系统，测量水听器与参考水听器固定在具有11个自由度的被测探头和测量水听器双向坐标精密定向和定位系统上，测量水听器和参考水听器电缆与存储示波器-计算机系统信号输入端连接，三维声场扫描步进电机驱动和控制系统通过RS232接口经电缆与存储示波器-计算机系统信号输出端连接，三维声场扫描步进电机驱动和控制系统经驱动电缆和信号电缆与具有11个自由度的被测探头和测量水听器双向坐标精密定向和定位系统连接，附属设备与存储示波器-计算机系统相连。”
其不足之处是：利用三维扫描机构对探头区域进行X、Y、Z三个方向的逐点扫描，扫描得到的压电信号经电缆输入示波器，但是一方面因为示波器的处理速度较慢，如果输入缓冲区被写满了，则不能再向输入缓冲区中写入，否则会导致超时错误，另一方如果控者命令示波器将大批数据传送给控者进行处理，示波器需要较长的时间才能够将数据准备好，由于示波器在一个时间内只能处理一条命令，在将信号传输到控者的过程中，则不能接受从水听器传来的信号。综合示波器的以上特点和测量声场时由水听器采集到的信号量非常大这一特点，采用此种方法在测量声场时不能在匀速运动过程中实现均匀采样，且由于测量时间长，测量工作量大，所以不能保证测量过程中采集的信号的稳定性，且信号的实时性较差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：如何在对超声聚焦刀探头的超声声场测量中实现在匀速运动过程中实现均匀采样且能实时性的传递数据。
本实用新型一方面利用单片机控制芯片来控制信号采集器，使得在扫描过程中，信号采集器中的运动装置带动水听器作匀速运动。另一方面利用单片机控制芯片对水听器采集到的压电信号实现等间隔等时间的均匀采样，并实时的将转换后的信号传输到PC机中进行存储和处理，这样就解决了在匀速运动过程中实现均匀采样这个问题，保证了采集到的信号的稳定性。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：
用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置包括：信号采集器、控制电路、PC机三个部分，控制电路包括：单片机控制芯片(U101)、接口(J101)、接口(J102)、接口(J103)、放大器(U102B)、放大器(U102A)、检波器(D101)、检波器(D102)，各器件之间的连接关系是：
单片机控制芯片(U101)的端口(PD4)、(PD5)、(PD6)、(PD7)分别与芯片(U103)的端口(1A)、(2A)、(4A)、(3A)相连，芯片(U103)的端口(1Y)、(1Z)、(2Y)、(2Z)、(3Y)、(3Z)、(4Y)、(4Z)与接口(J102)相连，接口(J102)要通过信号电缆和驱动电缆与信号采集器的步进电机连接；
由水听器对超声声场采集到的压电模拟信号经水听器电缆从接口(J101)输入，电阻(R106)的一端与电阻(R108)的一端连接后与接口(J101)相连，电阻(R108)的另一端接地，电阻(R106)的另一端与放大器(U102B)的正向输入端相连，电阻(R107)的一端与放大器(U102B)的正向输入端相连，另一端接地，放大器(U102B)的输出端连接检波器(D101)的正极，检波器(D101)的负极接单片机控制芯片(U101)的端口(PA0)，电容(C103)的一端接检波器(D102)的负极，另一端接地，电容(C104)的一端接检波器(D101)的负极，另一端接地，放大器(U102B)的反向输入端与电阻(R113)的一端连接后再与放大器(U102B)的输出端相连，电阻(R113)的另一端与放大器(U102A)的正向输入端连接，放大器(U102A)的输出端连接检波器(D102)的正极，检波器(D102)的负极接单片机控制芯片(U101)的端口(PA1)，电阻(R102)一端接(VCC)，另一端接放大器(U102A)的正的电源端，电容(C105)一端接放大器(U102A)的正的电源端，另一端接地，电阻(R103)一端接放大器(U102A)的输出端，另一端接放大器(U102A)的反向输入端，电阻(R104)一端接地，另一端接放大器(U102A)的反向输入端，电阻(R105)的一端与电容(C106)的一端相连后接放大器(U102A)的负的电源端，电阻(R105)的另一端接(VEE)，电容(C106)的另一端接地；
单片机控制芯片(U101)的端口(PD2)、(PD1)、(PD3)、(PD0)分别与芯片(U104)的端口(T1in)、(T2in)、(R1out)、(R2out)相连，芯片(U104)的端口(T1out)、(T2out)、(R1in)、(R2in)与接口(J103)相连，接口(J103)要通过电缆与PC机连接。
本实用新型的有益效果是：能够在采样后实时的将采集到的信号传输到PC机内，这样就解决了传统方法通过示波器处理传输信号的实时性以及信号稳定性的问题。而且，采用此结构不需要示波器，且对PC机的要求不高，这样就大大的降低了成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置的信号流程图。
图2是用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置的结构示意图。
图3是用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置的控制电路的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型设计的一种用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置，由信号采集器、控制电路、PC机三个部分构成。
如图1所示，PC机向控制电路发出开始控制命令。控制电路向信号采集器发出步进电机的驱动信号，控制信号采集器运动。信号采集器将由水听器采集到的模拟信号传送到控制电路进行处理。控制电路将接收到的模拟信号进行处理后传送到PC机。
在图2中，步进电机A和步进电机B通过控制电路2上的接口J102与单片机控制芯片U101相连，单片机控制芯片U101将脉冲信号通过接口J102输入到步进电机A和B，单片机控制芯片U101通过控制脉冲信号的频率和数量来控制步进电机的运动。步进电机A和步进电机B分别控制X轴和Y轴的运动，水听器固定在X轴上，从而达到控制水听器在需要采样的区域上做匀速运动的目的。从水听器获得的超声声场的压电信号通过接口J101送到放大器U103B，经放大后分为两路信号，一路经检波器D106送至单片机控制芯片U101，另一路经放大器U103A后再经检波器D107送至单片机控制芯片U101。单片机控制芯片U101通过控制A/D转换的时间，实现在匀速运动过程中对需采样的区域进行均匀采样。采样结束后立即把采样得到的数据通过接J103送至PC机中，从而实现了对超声声场的均匀采样，并实时地将采样得到的数据送至PC中存储显示，形象地描绘出超声声场的焦域。
图3是用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置的控制电路的电路原理图。
单片机控制芯片(U101)的端口(PD4)、(PD5)、(PD6)、(PD7)分别与芯片(U103)的端口(1A)、(2A)、(4A)、(3A)相连，芯片(U103)的端口(1Y)、(1Z)、(2Y)、(2Z)、(3Y)、(3Z)、(4Y)、(4Z)与接口(J102)相连，接口(J102)通过信号电缆和驱动电缆与信号采集器的步进电机连接；单片机控制芯片U101通过精确控制脉冲信号的频率和输出数量，从而精确的控制步进电机的运动，使其带动水听器在需要采样的区域上面作匀速运动。
由水听器对超声声场采集到的压电模拟信号经水听器电缆从接口(J101)输入，电阻(R106)的一端与电阻(R108)的一端连接后与接口(J101)相连，电阻(R108)的另一端接地，电阻(R106)的另一端与放大器(U102B)的正向输入端相连，电阻(R107)的一端与放大器(U102B)的正向输入端相连，另一端接地，放大器(U102B)的输出端连接检波器(D101)的正极，检波器(D101)的负极接单片机控制芯片(U101)的端口(PA0)，电容(C103)的一端接检波器(D102)的负极，另一端接地，电容(C104)的一端接检波器(D101)的负极，另一端接地，放大器(U102B)的反向输入端与电阻(R113)的一端连接后再与放大器(U102B)的输出端相连，电阻(R113)的另一端与放大器(U102A)的正向输入端连接，放大器(U102A)的输出端连接检波器(D102)的正极，检波器(D102)的负极接单片机控制芯片(U101)的端口(PA1)，电阻(R102)一端接(VCC)，另一端接放大器(U102A)的正的电源端，电容(C105)一端接放大器(U102A)的正的电源端，另一端接地，电阻(R103)一端接放大器(U102A)的输出端，另一端接放大器(U102A)的反向输入端，电阻(R104)一端接地，另一端接放大器(U102A)的反向输入端，电阻(R105)的一端与电容(C106)的一端相连后接放大器(U102A)的负的电源端，电阻(R105)的另一端接(VEE)，电容(C106)的另一端接地；通过单片机控制芯片U101控制A/D转换的时间来实现对水听器采集到的信号的均匀采样。
单片机控制芯片(U101)的端口(PD2)、(PD1)、(PD3)、(PD0)分别与芯片(U104)的端口(T1in)、(T2in)、(R1out)、(R2out)相连，芯片(U104)的端口(T1out)、(T2out)、(R1in)、(R2in)与接口(J103)相连，接口(J103)要经过电缆与PC机连接。
单片机控制芯片U101将PA0口输入的信号经过A/D转换后由PD2口输出，经过U104的T1in口进入，再由U104的T1out口输出到接口J103，最后接至PC机；单片机控制芯片U101将PA1口输入的信号经过A/D转换后由PD1口输出，经过U104的T2in口进入，再由U104的T2out口输出到接口J103，最后接至PC机。PC机的控制信号经接口J103的R1in口和R2in口输入，相应地由R1out和R2out输出至U101的PD3和PD4口。
在此次设计中单片机控制芯片U101采用ATMEGA16芯片，芯片U102采用LMH6643MA芯片，芯片U103采用AM26LS31C芯片，芯片U104采用MAX232芯片，也可以根据不同需求采用别的可实现相同功能的芯片。

Claims (1)

1.用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置，该采集装置包括信号采集器、控制电路、PC机三个部分，其特征是，控制电路包括：单片机控制芯片(U101)、接口(J101)、接口(J102)、接口(J103)、放大器(U102B)、放大器(U102A)、检波器(D101)、检波器(D102)，各器件之间的连接关系是：
单片机控制芯片(U101)的端口(PD4)、(PD5)、(PD6)、(PD7)分别与芯片(U103)的端口(1A)、(2A)、(4A)、(3A)相连，芯片(U103)的端口(1Y)、(1Z)、(2Y)、(2Z)、(3Y)、(3Z)、(4Y)、(4Z)与接口(J102)相连，接口(J102)要通过信号电缆和驱动电缆与信号采集器的步进电机连接；
由水听器对超声声场采集到的压电模拟信号经水听器电缆从接口(J101)输入，电阻(R106)的一端与电阻(R108)的一端连接后与接口(J101)相连，电阻(R108)的另一端接地，电阻(R106)的另一端与放大器(U102B)的正向输入端相连，电阻(R107)的一端与放大器(U102B)的正向输入端相连，另一端接地，放大器(U102B)的输出端连接检波器(D101)的正极，检波器(D101)的负极接单片机控制芯片(U101)的端口(PAO)，电容(C103)的一端接检波器(D102)的负极，另一端接地，电容(C104)的一端接检波器(D101)的负极，另一端接地，放大器(U102B)的反向输入端与电阻(R113)的一端连接后再与放大器(U102B)的输出端相连，电阻(R113)的另一端与放大器(U102A)的正向输入端连接，放大器(U102A)的输出端连接检波器(D102)的正极，检波器(D102)的负极接单片机控制芯片(U101)的端口(PA1)，电阻(R102)一端接(VCC)，另一端接放大器(U102A)的正的电源端，电容(C105)一端接放大器(U102A)的正的电源端，另一端接地，电阻(R103)一端接放大器(U102A)的输出端，另一端接放大器(U102A)的反向输入端，电阻(R104)一端接地，另一端接放大器(U102A)的反向输入端，电阻(R105)的一端与电容(C106)的一端相连后接放大器(U102A)的负的电源端，电阻(R105)的另一端接(VEE)，电容(C106)的另一端接地；
单片机控制芯片(U101)的端口(PD2)、(PD1)、(PD3)、(PDO)分别与芯片(U104)的端口(T1in)、(T2in)、(R1out)、(R2out)相连，芯片(U104)的端口(T1out)、(T2out)、(R1in)、(R2in)与接口(J103)相连，接口(J103)要通过电缆与PC机连接。
CNU2008200797273U 2008-04-02 2008-04-02 用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置 Expired - Fee Related CN201173815Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200797273U CN201173815Y (zh) 2008-04-02 2008-04-02 用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2008200797273U CN201173815Y (zh) 2008-04-02 2008-04-02 用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201173815Y true CN201173815Y (zh) 2008-12-31

Family

ID=40200942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2008200797273U Expired - Fee Related CN201173815Y (zh) 2008-04-02 2008-04-02 用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201173815Y (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249367A (zh) * 2011-04-02 2011-11-23 河海大学常州校区 水处理中超声声强检测与控制方法
CN102662007A (zh) * 2012-05-23 2012-09-12 北京理工大学 相控阵超声换能器声场扫查方法
CN102865919A (zh) * 2012-09-10 2013-01-09 河海大学常州校区 超声波声场三维成像虚拟实验室
CN109030048A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 杭州电子科技大学 一种变幅杆式声化学系统辐射声场评价方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102249367A (zh) * 2011-04-02 2011-11-23 河海大学常州校区 水处理中超声声强检测与控制方法
CN102249367B (zh) * 2011-04-02 2013-04-24 河海大学常州校区 水处理中超声声强检测与控制方法
CN102662007A (zh) * 2012-05-23 2012-09-12 北京理工大学 相控阵超声换能器声场扫查方法
CN102865919A (zh) * 2012-09-10 2013-01-09 河海大学常州校区 超声波声场三维成像虚拟实验室
CN102865919B (zh) * 2012-09-10 2014-05-28 河海大学常州校区 超声波声场三维成像虚拟实验室
CN109030048A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 杭州电子科技大学 一种变幅杆式声化学系统辐射声场评价方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106840290B (zh) 一种高精度四声道气体超声波流量变送器
CN104772550B (zh) 一种焊接过程多信号采集与焊接平台运动控制系统
CN102116246B (zh) 水力发电机组效率监测装置、系统及方法
CN201173815Y (zh) 用于超声聚焦刀探头声场测量的数据采集装置
CN202838339U (zh) 基于dsp和fpga的高速数据采集处理系统
CN105424173A (zh) 水下空间内的声场测量及可视化系统、建模及清洁方法
CN105652315B (zh) 地下工程施工过程中多通道声发射监测系统及定位方法
CN101344460A (zh) 水下机器人传感器故障诊断方法及系统
CN102135619A (zh) 一种生物声纳探测装置及其探测方法
CN104655722A (zh) 一种声波无损检测方法、装置及系统
CN103308828A (zh) 基于cpld的变压器局部放电电-声信号同步监测装置
CN102353959A (zh) 水下高速目标轨迹测量系统
CN202133774U (zh) 水下高速目标轨迹测量系统
CN201666859U (zh) 多功能混凝土强度测试仪
CN116990543A (zh) 一种多声道超声测速装置及测速方法
CN102788843A (zh) 一种预应力管道压浆质量低频超声阵列检测装置
CN206773103U (zh) 测试带宽的设备及系统
CN108957464A (zh) 四点阵探鱼声呐
CN205562588U (zh) 一种防洪大坝水流速的高频声学监测设备
CN102721864A (zh) 高频电弧信号错时采集系统及方法
CN107064938A (zh) 一种低功耗声纳高度计
CN104407051B (zh) 一种无线声波检测装置及方法
CN203606507U (zh) 一种多道的地震物理模型数据采集装置
CN102158290A (zh) 水声数据传输装置
CN202133773U (zh) 高速水下目标轨迹测量系统数据采集控制传输装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081231

Termination date: 20110402