[发明专利]一种超声换能器获取谐振频率及校准功率方法和系统

说明书

本发明涉及一种超声换能器获取谐振频率及校准功率方法和系统，包括：步骤S1、上位机根据谐振频率参考值确定扫频范围；步骤S2、上位机基于扫频范围向主控单元下发扫频指令；步骤S3、主控单元根据扫频指令对超声波换能器进行扫频以获得与扫频指令对应的阻抗数据；步骤S4、上位机根据阻抗数据和扫频指令确定超声波换能器的实际谐振频率。本发明可基于谐振频率参考值设定扫频范围，并基于扫频范围扫描出超声波换能器的实际谐振频率，使输出能量最大化，提高电声转化效率，且获取效率高，误差小。

技术领域

本发明涉及超声换能器的技术领域，更具体地说，涉及一种超声换能器获取谐振频率及校准功率方法和系统。

背景技术

随着现代科学技术的进步，近些年超声波在医学中的使用范围日益广泛，已远远超出原来理疗科的一般超声理疗用法，已广泛用于超声成像、超声诊断、超声治癌、泌尿系碎石、口腔医学、基础及实验医学等。超声波换能器是一种将电信号转换成超声波信号的器件，在超声波应用中需要对超声换能器进行频率特性分析、功率校准，良好的频率及阻抗匹配电路有利于优化超声波发射波形，提高电声转化效率，以达到更高的传输效率。然而，目前的方法采用手动调节记录的方式，效率太低，误差太大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种超声换能器获取谐振频率及校准功率方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种超声换能器获取谐振频率及校准功率方法，包括：

步骤S1、上位机根据所述谐振频率参考值确定扫频范围；

步骤S2、所述上位机基于所述扫频范围向主控单元下发扫频指令；

步骤S3、所述主控单元根据所述扫频指令对超声波换能器进行扫频以获得与所述扫频指令对应的阻抗数据；

步骤S4、所述上位机根据所述阻抗数据和所述扫频指令确定所述超声波换能器的实际谐振频率。

在本发明所述的超声换能器获取谐振频率及校准功率方法中，所述步骤S4之后还包括：

步骤S5、所述上位机将所述实际谐振频率和与所述实际谐振频率对应的谐振阻抗值发送给所述主控单元；

步骤S6、所述主控单元将所述实际谐振频率和所述谐振阻抗值存储至所述超声波换能器中的存储器中。

在本发明所述的超声换能器获取谐振频率及校准功率方法中，所述步骤S3包括：

步骤S31、所述主控单元根据所述扫频指令，获取初始输出电压、初始驱动频率、自增频率值和最大驱动频率；

步骤S32、所述主控单元根据所述初始输出电压和所述初始驱动频率控制超声波驱动电路输出的驱动信号；

步骤S33、所述主控单元获取所述超声波换能器返回的电流采样值，并根据所述电流采样值计算出与所述初始驱动频率对应的初始阻抗，并将所述初始阻抗发送给所述上位机；

步骤S34、所述主控单元根据所述自增频率值重复步骤S31至步骤S33进行频率扫描，直至达到最大驱动频率，以获得所述阻抗数据。

在本发明所述的超声换能器获取谐振频率及校准功率方法中，所述方法还包括：

步骤SS1、所述上位机根据所述超声波换能器的输出功率量程分成若干个目标功率；

步骤SS2、所述上位机将所述若干个目标功率发送给所述主控单元；

步骤SS3、所述主控单元根据所述若干个目标功率进行功率校准，以获得与所述若干个目标功率对应的若干个电压数据；

步骤SS4、所述上位机根据所述若干个目标功率和所述若干个电压数据，获得与目标功率对应的电压数据组。