CN208334286U - 超声换能器频率特性的检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超声换能器频率特性的检测装置，属于超声测量技术领域。本实用新型的一种超声换能器频率特性的检测装置，包括：声压检测模块，用于检测声压；控制模块，用于控制超声换能器以不同工作频率工作，并控制记录声压检测模块检测不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压；处理模块，其与声压检测模块和控制模块连接，用于根据不同的工作频率和与不同工作频率相对应的多个焦点的声压，形成工作频率与声压的对应关系表，并将在不同工作频率下的多个声压进行对比，得到焦点的最大声压，并根据最大声压、工作频率与声压的对应关系表，获取与最大声压相对应的最佳工作频率。
Description
技术领域
本实用新型属于超声测量技术领域，具体涉及一种超声换能器频率特性的检测装置，可用于超声换能器的性能评价。
背景技术
由于超声波可通过高频振动作用于传声媒介当中，以引起传声媒介之间发生不同的效应，其已经在基础学科研究和工程应用开发中表示出非常广阔的应用前景，诊断超声与治疗超声的兴起与发展更是将超声波的应用推广到了医学应用领域。
目前，超声波的产生主要依靠的是超声换能器，超声换能器不仅是一种能够将电信号转换为声信号的器件，还是一种非线性时变系统，其在不同的工作频率下阻抗等特性差别很大，因此，超声换能器在应用中通常需要进行频率特性分析及阻抗匹配，以使超声换能器在最佳工作频率点时进行工作，使其具有大的机械振幅和高的电机转换效率。然而，现有技术中，对于超声换能器在多大工作频率范围内均可以高效的输出超声波，以及在何种频率下可以得到最大的超声输出，这些都是未知的。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能够准确地获取超声换能器的最佳工作频率及正常工作频率带宽的超声换能器频率特性的检测装置。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是一种超声换能器频率特性的检测装置，包括：
声压检测模块，用于检测声压；
控制模块，用于控制超声换能器以不同工作频率工作，并控制所述声压检测模块检测不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压；
处理模块，其与所述声压检测模块和控制模块连接，用于根据不同的工作频率和与不同工作频率相对应的多个所述焦点的声压，形成工作频率与声压的对应关系表，并将在不同工作频率下的多个声压进行对比，得到所述焦点的最大声压，并根据所述最大声压、所述工作频率与声压的对应关系表，获取与所述最大声压相对应的最佳工作频率。
优选的是，还包括：
信号发生器，其与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下，为所述超声换能器提供不同工作频率的信号。
优选的是，还包括：
信号放大器，其与所述信号发生器连接，用于放大所述信号发生器所发出的不同工作频率的信号，并将放大后的不同工作频率的信号提供给所述超声换能器。
优选的是，还包括：
三维运动模块，其与所述控制模块和所述声压检测模块连接，用于在所述控制模块的控制下，驱动声压检测模块运动。
优选的是，还包括：
采集模块，其与所述处理模块连接，用于根据预设采集频率，采集所述声压检测模块所检测的不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压，以使所述处理模块对不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压进行处理。
优选的是，所述声压检测模块包括：水听器。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型所提供的检测超声换能器频率特性的检测装置，其主要是通过分析对比不同工作频率下的超声换能器的焦点处的声压大小，来获取焦点处的最大声压，并根据最大声压获取与该最大声压相对应的工作频率，即超声换能器的最佳工作频率，以使在实际的应用过程中，可以使超声换能器在最佳工作频率点时进行工作，使其具有大的机械振幅和高的电机转换效率。并可通过频率特性的检测可评估超声换能器带宽等重要技术指标。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1的超声换能器频率特性的检测方法的流程图；
图2为本实用新型的实施例2的超声换能器频率特性的检测装置的示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种超声换能器频率特性的检测方法，具体包括如下步骤：
S1、检测超声换能器在不同工作频率下时焦点的多个声压。
具体的，本实施例以超声换能器频率特性的检测装置(以下简称频率特性检测装置)为执行主体，此时频率特性检测装置会先向超声换能器提供一个初始工作频率，以使该超声换能器在初始工作频率下发射超声；然后，频率特性检测装置会对超声换能器在初始工作频率下形成的声场中的各个位置的声压进行检测，并将检测到的各个位置的声压进行对比，以得到超声换能器在初始工作频率下的最大声压，以及与该最大声压相对应的位置—焦点。需要说明的是，为使检测超声换能器频率特性的步骤更加简单，在此之后，频率特性检测装置将只检测超声换能器的焦点在不同工作频率下的声压。
其中，在超声换能器的工作功率、阻抗匹配参数等工作参数不变的情况下，频率特性检测装置检测超声换能器的焦点在不同工作频率下的声压的步骤具体可分为以下两个步骤：
S01、根据预定工作频率变化量，调整上一次超声换能器的工作频率，以得到本次的工作频率。
其中，预定工作频率变化量是指每次对超声换能器的工作频率进行调整后，调整后所得到的本次工作频率相对于上一次的工作频率的增加量或减少量，例如：当预定工作频率变化量为3时，频率特性检测装置根据预定工作频率变化量，在上一次超声换能器的工作频率的数值上加3或减3，即可得到本次的工作频率。
S02、判断本次的工作频率是否达到预定截止频率，若本次的工作频率达到预定截止频率，则停止检测焦点的声压；反之，则使超声换能器在本次的工作频率下工作，并检测焦点的声压，返回步骤S01。
需要说明的是，当步骤S01中的预定工作频率变化量为增加量时，该预定截止频率的数值较大，其可为超声换能器的最大工作频率，当然，本实施例中的预定截止频率的数值并不局限于超声换能器的最大工作频率，其可以根据实际情况进行设定，在此不做限定。
S2、形成工作频率与声压的对应关系表，并将在不同工作频率下的多个声压进行对比，得到焦点的最大声压。
具体的，根据步骤S1所检测到的超声换能器在不同工作频率下时焦点的多个声压，形成工作频率与声压的对应关系表；同时，频率特性检测装置还会将在不同工作频率下时焦点的多个声压进行对比，以得到焦点的最大声压。
S3、根据步骤S2所得到的最大声压、工作频率与声压的对应关系表，获取与最大声压相对应的最佳工作频率。
由此可以看出，本实施例所提供的检测超声换能器频率特性的检测方法，其主要是通过分析对比不同工作频率下的超声换能器的焦点处的声压大小，来获取焦点处的最大声压，并根据最大声压获取与该最大声压相对应的工作频率，即超声换能器的最佳工作频率，以使在实际的应用过程中，可以使超声换能器在最佳工作频率点时进行工作，使其具有大的机械振幅和高的电机转换效率。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供一种超声换能器频率特性的检测装置，包括：声压检测模块、控制模块、处理模块。
具体的，声压检测模块用于检测声压；控制模块用于控制超声换能器以不同工作频率工作，并控制声压检测模块检测不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压；处理模块与声压检测模块和控制模块连接，用于根据不同的工作频率和与不同工作频率相对应的多个焦点的声压，形成工作频率与声压的对应关系表，并将在不同工作频率下的多个声压进行对比，得到焦点的最大声压，并根据最大声压、工作频率与声压的对应关系表，获取与最大声压相对应的最佳工作频率；其中，本实施例中的控制模块、处理模块均可为计算机。
其中，本实施例中的声压检测模块可以为水听器，当然，其还可以为其他器件，只要其能够对超声换能器的声压进行检测即可，在此不做限定。
其中，本实施例优选的，超声换能器频率特性的检测装置还包括：信号发生器，其与控制模块连接，用于在控制模块的控制下，为超声换能器提供不同工作频率的信号。
其中，本实施例优选的，超声换能器频率特性的检测装置还包括：信号放大器，其与信号发生器连接，用于放大信号发生器所发出的不同工作频率的信号，并将放大后的不同工作频率的信号提供给超声换能器。
其中，本实施例优选的，超声换能器频率特性的检测装置还包括：三维运动模块，其与控制模块和声压检测模块连接，用于在控制模块的控制下，驱动声压检测模块运动。
其中，本实施例优选的，超声换能器频率特性的检测装置还包括：采集模块，其与所述处理模块连接，用于根据预设采集频率，采集所述声压检测模块所检测的不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压，以使所述处理模块对不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压进行处理。
其中，本实施例优选的，超声换能器频率特性的检测装置还包括：容器，用于容纳传声媒质，以便于所述声压检测模块检测放置在所述容器中的超声换能器在不同工作频率下焦点的声压。
为了更清楚本实施例的意图，以下对本实施例的超声换能器频率特性的检测装置的工作原理进行说明。
第一步、首先，在控制模块的控制下，信号发生器向信号放大器发送初始工作频率信号给信号放大器，此时，信号放大器会将初始工作频率信号进行放大，并将放大后的初始工作频率信号提供给超声换能器；然后，控制模块控制三维运动模块驱动声压检测模块运动，以使该声压检测模块对超声换能器在初始工作频率下形成的声场中的各个位置的声压进行检测，同时控制模块控制采集模块按照一定的采集频率，采集声压检测模块所检测到的各个位置的声压，并将其采集到的数据传输至处理模块；最后，处理模块将采集模块采集到的各个位置的声压进行对比，以得到超声换能器在初始工作频率下的最大声压，以及与该最大声压相对应的位置—焦点，需要注意的是，此时，控制模块控制三维运动模块驱动声压检测模块运动至该焦点位置，以便于后续对焦点的声压进行检测。
第二步、首先，在控制模块的控制下，信号发生器向信号放大器发送不同工作频率信号给信号放大器，此时，信号放大器会将其所接收到的不同工作频率信号进行放大，并将放大后的不同工作频率信号提供给超声换能器；然后，控制模块控制声压检测模块检测不同频率下工作的超声换能器的焦点的声压，此时，控制模块还会控制采集模块按照一定的采集频率，采集声压检测模块所检测到的不同频率下工作的超声换能器的焦点的声压；最后，处理模块获取采集模块中的所有数据，根据不同的工作频率和与不同工作频率相对应的多个焦点的声压，形成工作频率与声压的对应关系表，并将在不同工作频率下的多个声压进行对比，得到焦点的最大声压，并根据最大声压、工作频率与声压的对应关系表，获取与最大声压相对应的最佳工作频率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，包括：
声压检测模块，用于检测声压；
控制模块，用于控制超声换能器以不同工作频率工作，并控制记录所述声压检测模块检测不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压；
处理模块，其与所述声压检测模块和控制模块连接，用于根据不同的工作频率和与不同工作频率相对应的多个所述焦点的声压，形成工作频率与声压的对应关系表，并将在不同工作频率下的多个声压进行对比，得到所述焦点的最大声压，并根据所述最大声压、所述工作频率与声压的对应关系表，获取与所述最大声压相对应的最佳工作频率。
2.根据权利要求1所述的超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，还包括：
信号发生器，其与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下，为所述超声换能器提供不同工作频率的信号。
3.根据权利要求2所述的超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，还包括：
信号放大器，其与所述信号发生器连接，用于放大所述信号发生器所发出的不同工作频率的信号，并将放大后的不同工作频率的信号提供给所述超声换能器。
4.根据权利要求1所述的超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，还包括：
三维运动模块，其与所述控制模块和所述声压检测模块连接，用于在所述控制模块的控制下，驱动声压检测模块运动。
5.根据权利要求1所述的超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，还包括：
采集模块，其与所述处理模块连接，用于根据预设采集频率，采集所述声压检测模块所检测的不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压，以使所述处理模块对不同工作频率下工作的超声换能器的焦点的声压进行处理。
6.根据权利要求1所述的超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，还包括：容器，用于容纳传声媒质，以便于所述声压检测模块检测放置在所述容器中的超声换能器在不同工作频率下焦点的声压。
7.根据权利要求1所述的超声换能器频率特性的检测装置，其特征在于，所述声压检测模块包括：水听器。
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| CN201820922168.1U CN208334286U (zh) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | 超声换能器频率特性的检测装置 |
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| CN110609094A (zh) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 重庆海扶医疗科技股份有限公司 | 超声换能器频率特性的检测方法及其装置 |
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