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超聲換能器參數(shù)測試

發(fā)布時間:2020-07-13 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】超聲行業(yè)與電子行業(yè)息息相關(guān),其核心器件換能器的好壞,直接決定了超聲產(chǎn)品的性能。換能器頻率較高,如何準確測試換能器的功率、效率,一直是行業(yè)難點。本文將為您提供優(yōu)質(zhì)解決方案。
    
一、超聲換能器
 
超聲換能器是一種將電磁能轉(zhuǎn)化為機械能(聲能)的裝置。廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、探傷、海洋探測等眾多行業(yè)。超聲診斷中,首先必須向被測物發(fā)射超聲波,然后接收被測物信息的反射回波。起信息轉(zhuǎn)換作用的是超聲換能器,由它完成一種電-聲和聲-電轉(zhuǎn)換,換能器的性能狀況直接關(guān)系著超聲設(shè)備的性能。
 
超聲換能器的功率、電聲效率是衡量其性能的重要指標,其工作頻率常見的有: 15KHz、 20KHz 、28KHz、 35KHz、 40KHz 、55KHz 、70KHz等,高頻功率測試一直是困擾電子行業(yè)的難點。
 
二、高頻功率測試
 
超聲換能高頻功率測試首先需要有高帶寬,高精度的功率測試儀器。PA8000功率分析儀,精度高達0.01%,帶寬最高可達5MHz,并采用了幅頻響應(yīng)自動補償技術(shù),能夠明顯改善整個測量頻率范圍內(nèi)的幅頻響應(yīng)曲線,即使是在測量高頻信號時,也能保證高精度測量。適用于大部分超聲換能器件測試。
 
 超聲換能器參數(shù)測試
圖1  PA8000幅頻響應(yīng)曲線示意圖
 
三、瞬態(tài)最大功率分析
 
對于超聲器械,尤其是醫(yī)療超聲產(chǎn)品,其作用對象一般為皮膚器官等非均勻介質(zhì)。硬度,密度等都不相同,所以功率是在動態(tài)變化的。這就要求測試設(shè)備的更新率要盡可能快,分析出瞬態(tài)功率變化曲線。這樣才能準確評估超聲器械的工作功率的最大值。
 
PA8000采用大規(guī)模數(shù)據(jù)處理技術(shù),數(shù)據(jù)更新率最快可達1ms,每秒鐘1000個功率點繪制出的瞬態(tài)功率曲線,能夠準確評估被測物的功率變化特性。
 
 超聲換能器參數(shù)測試
圖2  1ms更新率與10ms更新率對比
 
四、高頻相位補償
 
對于超聲換能器這種幾十kHz的高頻信號,延時對效率的影響非常大,實際測試時,ns的延時就可能會造成效率誤差在1%級別。這就要求測試儀器需要有延時校正功能,將儀器本身以及使用外部傳感器時引入的延時進行校正。
 
PA8000功率分析儀支持延時校正功能,可以手動將延時數(shù)據(jù)輸入到儀器中進行校正,保證高頻測試精度。并提供傳感器相位校準服務(wù),ZLG致遠電子與國內(nèi)檢測機構(gòu)有多年合作,熟悉整套校準流程,可提供整套高頻測試方案。
 
超聲換能器參數(shù)測試
圖3  延時校準報告截圖
 
隨著超聲技術(shù)、SiC、GaN等新材料的廣泛應(yīng)用,高頻測試的需求越來越多。但是研究高頻信號對于測試設(shè)備的要求非常高。致遠電子PA8000功率分析儀、示波記錄儀等產(chǎn)品已在高頻測試領(lǐng)域有了深厚積累和眾多成功案例,助力電力電子技術(shù)的革新突破。
 
 
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