基于激光全息法的聚焦换能器近场声特性分析

研究了基于激光全息法的低频聚焦换能器近场测量方法,分析了利用激光全息法测量近声场特性时的基本原理,构建了一套实验测量系统。为验证该方法的可行性与准确性,利用激光测振仪对1个由25个压电小柱按5×5排布构成,频率为80kHz且表面带有自聚焦声透镜的聚焦换能器的声场进行实验测试和推算,获得了距离该换能器辐射凹面中心50mm处振动膜片上的声压幅度和相位分布,推算出此聚焦换能器声轴线上的声压分布与焦点处声压分布,同时使用COMSOL模型仿真与水听器测试,对比验证了激光全息近场测量后远场外推结果的高准确性。     

聚焦换能器声功率近场互谱测量方法研究

针对辐射力天平法与量热法只能获得单一声功率量值,而高强度聚焦声场中焦平面扫描易损坏水听器的问题,开展基于近场互谱的声功率测量研究。搭建单水听器近场互谱测量系统,对声场预聚焦区域两平行平面进行声场扫描;基于互谱声强原理计算电声强频谱,进而通过水听器声压灵敏度幅频响应计算声强与声功率。通过单边互功率谱极坐标变换水听器幅频响应修正的方法,解决非线性声场中水听器幅频响应不平坦带来测量误差的问题。与基于浮力变化原理的量热法对比,超声功率测量偏差小于10%,验证近场互谱法测量高强度聚焦超声功率的有效性。     

基于近场声全息的聚焦换能器声场测量方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)被广泛应用于医疗领域,但聚焦换能器焦点处的声强比较大,直接测量容易造成水听器损坏.为了间接获得焦点处声压,将全息测量面近似等效为声源面,结合空间傅里叶变换算法,提出了一种高测量效率的聚焦换能器声场测量方法.以球面自聚焦换能器为对象,进行声场测量方法的仿真研究和实验验证.结果表明,该方法比积分法...     

高强度聚焦超声换能器的新型设计

采用高强度聚焦超声（HIFU）治疗局部肿瘤，如何增强对病变区域的辐照效果，而尽量减少对健康区域的辐照损伤是一个很重要的问题。文章基于目前常用的凹球面自聚焦换能器，提出了解决上述问题的方案，设计了新型的换能器，对其工作方式及声场特性进行了研究。结果表明：采用多换能器轮流发射的方式进行治疗是一种行之有效的解决方案。     

双频高强度聚焦超声换能器应用研究进展

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound,HIFU)消融实体肿瘤已在临床治疗中展示出良好的应用前景。HIFU消融肿瘤技术由于其使靶区肿瘤组织瞬时升温至60℃以上,产生不可逆性凝固性坏死,同时不影响靶区外正常组织而被广泛应用。目前治疗用超声主要使用单频率高强度聚焦超声,但其临床应用的主要限制是靶区组织消融时间较长,靶区外正常组织损伤风险较大。缩短靶区组织消融时间,对于提高HIFU治疗效率,更好地应用于临床较为关键。在总结HIFU换能器的特性和影响HIFU治疗因素的基础上,综述了应用不同类型的双频HIFU换能器强空化和缩短靶区组织消融时间等方面的研究进展。     

动态聚焦超声换能器的研究与设计

介绍了为超声激活血卟啉抗肿瘤效应而研究的动态聚焦超声换能器。它是由６个等间距，等宽度的同心圆环和１个中心圆片组成的７元平面 能器阵。通过改变辐射孔径和每个阵元电激励信号的延迟时间，实现动态聚焦衣在各聚焦处声强度一致，导出了聚焦声场声压分布表达式，并设计出换能器的具体结构参数。     

水浸聚焦探头声束轴线声场的编程计算

运用菲涅尔环带法,建立了计算水浸聚焦声束轴线上的声压分布的数学模型,按照这一数学模型编程计算的声束轴线上的声压分布规律与实测结果相符合。     

有限幅度聚焦声束时域模型的一点改进

Jahanggir在一篇文献中,对聚焦声场进行了数值模拟。本文对其中衍射积分部分进行了简化,提出了用一重积分求解的方法,这有利于降低数组维数,减少计算的工作量。     

变孔径环形超声换能器的聚焦性能仿真研究

在河工模型地形测量应用中,为适应提高方位向分辨率和减小盲区的要求,提出一种变孔径环形超声换能器的设计,并分析了该换能器的聚焦性能及其随目标点距离变化的情况。该换能器使用环形结构,能得到方位向的高分辨率,提高地形成像的质量;利用变孔径技术,又保证在对较大起伏地形进行成像时,保持了最佳的显示效果。分析结果表明,设计的超声换能器在提供较高方位向分辨率的同时,有效地减小了近场盲区,满足河工模型地形测量的要求,并为其它成像系统和医学应用提供参考。     

压电换能器的声非线性

压电换能器的声非线性倪以发吴文虬章德（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１引言近几十年来，在许多领域中非线性效应的理论和应用得到了广泛的重视，如超声成像、声参量阵、无损检测等。这就要求在测量时，需排除系统本身产生的非线性、包...     

球面聚焦超声换能器的电声特性和测量方法的研究

研究介绍了圆形孔径的球面聚焦压电换能器的基本电声参数：输出声功率、辐射电导、电声效率、自由场发射电流(电压)响应、自由场电压灵敏度、有效面积、有效孔径、声焦距、声束宽度和阻抗(导纳)等电声特性及其测量方法,详细地论述了基于辐射力天平法和自易校准法的测量原理和方法,讨论了它们的内在联系。给出了换能器自易校准中的衍射修正系数和平均反射系数的公式、计算方法和系列数据图表。试验结果表明了测量原理和方法的合理性和可行性。     

矩形换能器参量阵近场声场研究

采用参量阵探测海底掩埋物体时,常常碰到的是浅海情况.此时参量阵在近场就被海底界面截断,因此声纳指标的设计常常必须考虑参量阵近场的特性.通常探掩埋物的声纳都采用矩形阵,因此本文主要讨论矩形换能器的参量阵近场.     

10MHz短脉冲超声聚焦换能器的工艺及效果

文章报导了为生物医学研究用的聚焦换能器,可以在水中发出延续时间为一个半周期,主频为10MHz的超声脉冲。文中介绍了研制工艺,并给出换能器以下的物理特性：1．用光学法拍摄的换能器在水中的聚焦过程;2．激发换能器的电脉冲波形及接收电压的波形和幅值;3．对于试样的探测结果。     

用于肿瘤治疗的高强度聚焦超声换能器及其温度场测量

高强度聚焦超声（HIFU）作为一种具有巨大潜力的、无损的、有效的肿瘤治疗手段,已得到普遍认同。本文介绍了所研制的HIFU治疗系统,对其关键部分高强度聚焦超声换能器的温度场特性,从理论上和实验上进行了深入的研究,并提出了超声声场的理论算法.     

用于眼球测量的聚焦超声换能器声学参量测量方法的研究

脉冲时域测试系统是一种新颖的宽带测试系统，对高频（例如７ＳＭＨＺ以上）测试尤其适用。通过计算机对脉冲响应的富氏变换，而自动获取换能器的宽频带参数，这种方法速度快、频带宽、功能多及操作简易。本文通过对一种用于眼球测量的８．３ＭＨＺ聚焦超声换能器（进口仪器配套件），用连续波与脉冲波两种测量方法，校正若干主要声学参量。结果表明；二者的接收频响特性相当吻合。     

非同频水平正交超声束的声化学效应

本文采用碘释放法观察到两个非同频超声束水平正交幅照的声化学产额能获得明显的增强效应     

声参量换能器阵的研制

为了实现水下掩埋目标的三维探测和满足海底地质调查的需要，我们已成功地研制了用于Ｄ＆Ｚ－１声参量多频海底测绘系统的声参量阵。在我国东海和澳大利亚悉尼港的实验中得到了非常满意的结果。声参量阵在低频段能形成高指向性，小旁瓣及宽频带声辐射，它与同频率的线性发射阵相比具有体积小，重量轻等优点。该基阵内的振子采用了半波长复合棒换能器。整个基阵由聚氨脂密封。辐射面是带匹配层的矩形平面，所以本基阵具有：（１）电声转换效率高；（２）振子承受功率的能力大，在短脉冲条件（＜１ｍｓ）下，辐射声强可达１２．５Ｗ／ｃｍ２；…     

气介式功率超声复合换能器的声辐射特性研究

本文对气介式功率超声复合换能器的辐射声场进行了理论计算并与实验结果进行了对比。该复合换能器由夹心式纵向振动半波长换能器及弯曲振动的薄圆盘组成。从理论上推出了弯曲振动辐射圆盘在不同边界条件下的辐射声场分布及其共振频率方程。理论分析结果表明,固定边界弯曲振动圆盘辐射声场的指向性最佳,并且指向性的理论计算结果与实验结果符合很好。     

声换能器匹配网络的设计

本文探讨了水声换能器的信号发射特性，并论述了使这类特性满足所需带通响应指标的各种方法。此项技术所依据的是无源网络理论，对此，我们通过功率换能器的设计来进行说明。     

微探头导管超声换能器声束前向扫描改进的研究

将常规微探头导管侧向90#扫描声束的换能器改制,评价导管前方探测病变的可行性。将侧向90#的微探头换能器改成扫描声束前向45#或30#。通过声场测量设备和实验验证前向角度的准确性。换能器晶片发射声束前向30#的改制获得成功。改制后探头的阻抗、指向性等主要的声学物理量与改制前没有明显变化。在输尿管内,与常规扫描声束侧向90#的探头相比,大约可前向延伸探测2.8mm￣3.4mm的区域,扫描声束可以越过导管探头前端的金属盲端。从而可以观察到导管前方一定区域的病变,初步解决了输尿管狭窄和肾脏上盏内部分盲区用导管超声探测的难点。