压电瞬态响应在换能器声功率测量中的应用

发布时间：2019-02-14 19:24

【摘要】：探索一种简便的聚焦超声功率测量方法,利用压电陶瓷片直接接收超声信号,通过机电类比得到压电瞬态响应由压电片在声波作用力下引起受迫振动产生的电压响应与固有振动产生的高频衰减响应叠加而成,分析输出压电信号与换能器声功率之间的换算关系。对输出压电信号进行二次包络提取,获得表征声功率变化的电压幅度曲线,分别找出不同换能器驱动电压下包络曲线的最大峰值电压,将其平方值与声功率计所测声功率进行线性拟合,并对理论关系式中的比例系数进行标定。实验结果所得线性拟合度较高,且标定后所得声功率与声功率计所测值相对误差低于8.7%,证明了通过压电瞬态响应测量换能器声功率具有可行性。
[Abstract]:A simple and convenient method for measuring the power of focused ultrasound is explored. The ultrasonic signal is received directly by using piezoelectric ceramic chip. By electromechanical analogy, the piezoelectric transient response is obtained from the superposition of the voltage response caused by the forced vibration of the piezoelectric plate under the acoustic force and the high frequency attenuation response caused by the inherent vibration. The conversion relationship between the output piezoelectric signal and the acoustic power of the transducer is analyzed. The output piezoelectric signal is extracted by quadratic envelope extraction, and the voltage amplitude curve is obtained to characterize the change of acoustic power. The maximum peak voltage of the envelope curve under different transducer driving voltage is found respectively. The square value is linearly fitted to the acoustic power measured by the acoustic power meter, and the proportional coefficient in the theoretical relation is calibrated. The experimental results show that the linear fitting is high, and the relative error between the calibrated acoustic power and the measured value of the acoustic power meter is lower than 8.7, which proves the feasibility of measuring the acoustic power of the transducer by the piezoelectric transient response.
【作者单位】： 重庆医科大学生物医学工程学院省部共建国家重点实验室培育基地-重庆市超声医学工程重点实验室重庆市生物医学工程学重点实验室;超声医疗国家工程研究中心;
【基金】：国家重点基础研究发展规划项目(973项目)(2011CB707900) 国家重大科研仪器设备研制专项项目(81127901) 国家自然科学基金面上项目(11274404);国家自然科学基金项目(81201102) 重庆市教委科学研究项目(KJ1500204)资助
【分类号】：TB552

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本文编号：2422523