一種醫(yī)用水聽器聲壓靈敏度及指向性測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)用超聲檢測(cè)用水聽器的性能檢測(cè)裝置，特別是一種醫(yī)用水聽器聲壓靈敏度及指向性測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水聽器又稱水下傳聲器，是把水下聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的換能器。其是利用材料的特性以及它與周圍環(huán)境相互作用產(chǎn)生的種種調(diào)制效應(yīng)，探測(cè)液體中壓力、聲音等信號(hào)的儀器。在民用領(lǐng)域，水聽器可以通過(guò)檢測(cè)水聲信號(hào)進(jìn)行石油勘探、海洋生物監(jiān)測(cè)、海底考察等。在軍事領(lǐng)域，水聽器作為聲納系統(tǒng)的最前端，承擔(dān)著探測(cè)敵方目標(biāo)信號(hào)的作用。將水聽器用于醫(yī)學(xué)上，則可以用來(lái)檢測(cè)醫(yī)用超聲設(shè)備中的超聲，以測(cè)定這些超聲值是否在安全的接收范圍之內(nèi)。
[0003]醫(yī)療超聲的應(yīng)用，是一種對(duì)超聲聲場(chǎng)的精確應(yīng)用，從理論上說(shuō)，這種應(yīng)用首先要對(duì)醫(yī)療超聲聲場(chǎng)有著完整準(zhǔn)確的描述和測(cè)量才行。但是，由于超聲測(cè)量的特殊性和人體組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致了對(duì)人體中超聲聲場(chǎng)的精確描述和測(cè)量都極其困難。
[0004]在這樣的情況下，醫(yī)療超聲的醫(yī)學(xué)應(yīng)用就走在了前面，并且取得了令世人注目的成績(jī)，其診斷和治療效果得到醫(yī)學(xué)界的廣泛認(rèn)同。然而，在我們己經(jīng)確定了醫(yī)療超聲功效的情況下，
對(duì)其聲學(xué)測(cè)量依然處在不成熟、不完善的階段，己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能同醫(yī)療超聲的成功應(yīng)用相比，可以說(shuō)，在醫(yī)療超聲的應(yīng)用方面，醫(yī)學(xué)家所做的貢獻(xiàn)要大于聲學(xué)家。如以前的聲場(chǎng)空間測(cè)量采用螺桿驅(qū)動(dòng)空間掃瞄方式，其精度和測(cè)量范圍受限，遠(yuǎn)達(dá)不到IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0005]眾所周知，醫(yī)用超聲設(shè)備在疾病診斷與治療時(shí)，為了保證診斷與治療的效果，需要超聲的圖像清晰，然而，圖像越清晰，診斷超聲設(shè)備的輸出聲功率將越大，過(guò)大的超聲輸出功率將會(huì)對(duì)人體組織產(chǎn)生生物變化，甚至可能造成胎兒的畸形等。因此，既要保證安全，又要達(dá)到圖像清晰和生物效應(yīng)成了一對(duì)矛盾的主體。為了保障安全使用超聲設(shè)備，行業(yè)內(nèi)提出了醫(yī)用超聲設(shè)備所使用超聲的安全閾值的問(wèn)題。為此，利用水聽器來(lái)對(duì)醫(yī)用超聲設(shè)備的超聲聲場(chǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確保臨床應(yīng)用中安全性的研究，變得越來(lái)越重要。
[0006]作為一種重要的裝備，水聽器必須保證良好的性能。因此，在水聽器的生產(chǎn)、使用過(guò)程中都必須對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。而水聽器的聲壓靈敏度和指向性的檢測(cè)則是較為重要的被測(cè)指標(biāo)。
[0007]傳統(tǒng)的水聽器聲壓靈敏度測(cè)試方法中，振動(dòng)液柱法是一種比較常用的方法。該方法的原理是在振動(dòng)臺(tái)上安放一只液柱缸，在液柱缸中盛入液體，水聽器懸掛于液體中。在液柱缸底部安裝一只加速度計(jì)，用于測(cè)量液柱缸的加速度。當(dāng)液柱缸隨振動(dòng)臺(tái)一起振動(dòng)時(shí)，水聽器所在位置的聲壓發(fā)生變化，該聲壓可以由液柱高度、水聽器深度以及液柱振動(dòng)的加速度計(jì)算得出。從而可以得出水聽器的靈敏度。也可采用比較法測(cè)試，將一只標(biāo)準(zhǔn)水聽器和待測(cè)水聽器放入液柱缸的同一深度，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)水聽器測(cè)量聲壓，再計(jì)算出待測(cè)水聽器的聲壓靈敏度(彭保進(jìn)等，光纖水聽器靈敏度測(cè)試研究，光子學(xué)報(bào)，vol.34，pp.1633-1638)。
[0008]然而，上述方法的最大缺點(diǎn)是需要大功率的振動(dòng)臺(tái)。例如，一只直徑15cm，壁厚Icm,高30cm左右的液柱缸，裝入水后，其質(zhì)量就在12kg以上。需要較大功率的振動(dòng)臺(tái)才可以驅(qū)動(dòng)，這樣的振動(dòng)臺(tái)不僅體積大、占用空間較多，而且價(jià)格昂貴。如果采用進(jìn)口設(shè)備，僅振動(dòng)臺(tái)就需要數(shù)萬(wàn)元人民幣。
[0009]2010年8月25日公開的申請(qǐng)?zhí)枮?01010033969.0的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，其發(fā)明創(chuàng)造的名稱為“一種水聽器聲壓靈敏度測(cè)試裝置”，其包括基礎(chǔ)；安裝于基礎(chǔ)上的振動(dòng)臺(tái)，用于產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)；安裝于振動(dòng)臺(tái)上方的液柱缸，作為測(cè)試的容器；安裝于基礎(chǔ)上的水聽器夾具，用于夾持待測(cè)水聽器；安裝于水聽器夾具上的標(biāo)準(zhǔn)水聽器，用于測(cè)量聲壓；以及連接液柱缸及基礎(chǔ)的彈簧，用于調(diào)制液柱缸的工作狀態(tài)并防止側(cè)翻。所述振動(dòng)臺(tái)具有可移動(dòng)部分，該可移動(dòng)部分進(jìn)一步通過(guò)一個(gè)法蘭盤與液柱缸連接，以保證液柱缸的重心與振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)方向重合。
[0010]上述水聽器聲壓靈敏度測(cè)試裝置，振動(dòng)臺(tái)功率小，體積小，可以通過(guò)更換不同性能的彈簧來(lái)調(diào)整振動(dòng)臺(tái)和液柱缸的工作特性。同時(shí)，還可以通過(guò)在液柱缸的周向均勻安裝彈簧的方法防止液柱缸的側(cè)翻。
[0011]2011年12月14日公開的第201110121836.3號(hào)中國(guó)發(fā)明專利，其發(fā)明創(chuàng)造的名稱為“水聽器指向性測(cè)試裝置”，其包括安裝于下基礎(chǔ)上的振動(dòng)臺(tái)，用于產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào)；安裝于振動(dòng)臺(tái)上方的液柱缸，作為測(cè)試的容器；安裝于上基礎(chǔ)上的旋轉(zhuǎn)支架，用于夾持和轉(zhuǎn)動(dòng)待測(cè)水聽器；其中，所述旋轉(zhuǎn)支架包括支撐桿、安裝于支撐桿端部的外環(huán)、安裝于外環(huán)內(nèi)部的內(nèi)環(huán)，套于內(nèi)環(huán)外部的皮帶、安裝在支撐桿上的電機(jī)和安裝于內(nèi)環(huán)上的皮筋。
[0012]上述指向性測(cè)試裝置，可以使用振動(dòng)臺(tái)和液柱缸，通過(guò)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)水聽器指向性的測(cè)試。這是降低水聽器的測(cè)試成本、推廣水聽器的研究領(lǐng)域所必需解決的重要技術(shù)問(wèn)題。解決水聽器指向性測(cè)試中體積大、成本高昂、誤差較大的問(wèn)題。
[0013]上述水聽器聲壓靈敏度測(cè)試裝置及指向性測(cè)試裝置，均存在著如下不足:
1.振動(dòng)臺(tái)容易左右晃動(dòng)，在聲壓靈敏度測(cè)試裝置中，雖然增加了彈簧，能防止側(cè)翻，但仍會(huì)左右晃動(dòng)，影響聲壓靈敏度或指向性測(cè)試的準(zhǔn)確性。
[0014]2.上述裝置功能單一，要么只能測(cè)試聲壓靈敏度，要么只能測(cè)試指向性，如果需要同時(shí)聲壓靈敏度和指向性，以及其他功能，則需要配備多臺(tái)測(cè)試裝置，占用空間，同時(shí)增加了成本的投入。
[0015]3.水聽器穩(wěn)固性差，易松脫，影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。上述兩個(gè)測(cè)試裝置中，水聽器均是通過(guò)細(xì)線綁在水聽器夾具或用膠帶粘貼在水聽器夾具上，使用一段時(shí)間后，水聽器便會(huì)容易松脫，從而影響測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種醫(yī)用水聽器聲壓靈敏度及指向性測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置功能多樣，既能進(jìn)行聲壓靈敏度，也能進(jìn)行指向性測(cè)試，節(jié)省空間，成本投入低；同時(shí)，水聽器固定穩(wěn)固，不易松脫，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。進(jìn)一步，振動(dòng)臺(tái)，不易左右晃動(dòng)，測(cè)試精確度高。
[0017]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種醫(yī)用水聽器聲壓靈敏度及指向性測(cè)試裝置，包括液柱缸，所述液柱缸的底部正中心開設(shè)有一個(gè)變徑凹槽，該變徑凹槽包括位于下方的小凹槽和位于小凹槽上方的大凹槽；所述小凹槽底部固定連接有彈簧，所述大凹槽內(nèi)放置有與彈簧固定連接的激振器；所述液柱缸內(nèi)部設(shè)置有底部能與激振器相耦合的彈性薄板，彈性薄板的兩端與液柱缸的兩側(cè)內(nèi)壁密封固定連接；液柱缸的正上方設(shè)置有上基礎(chǔ)，該上基礎(chǔ)底部固定設(shè)置有中空且能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)支架，旋轉(zhuǎn)支架伸入液柱缸內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)支架的底部側(cè)壁上設(shè)置有高度等高的固定夾具和能夠旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)夾具；所述固定夾具和旋轉(zhuǎn)夾具均為圓柱形套筒，每個(gè)圓柱形套筒內(nèi)均設(shè)置有一個(gè)圓柱形的楔形塊，每個(gè)楔形塊均帶有一個(gè)中心插孔；每個(gè)楔形塊的側(cè)壁外周均設(shè)置有若干個(gè)條狀凹槽。
[0018]所述旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)由設(shè)置在上基礎(chǔ)與旋轉(zhuǎn)支架之間的第一電機(jī)所驅(qū)動(dòng)。
[0019]所述旋轉(zhuǎn)夾具的旋轉(zhuǎn)由設(shè)置于旋轉(zhuǎn)支架空腔內(nèi)的第二電機(jī)所驅(qū)動(dòng)。
[0020]所述激振器為壓電陶瓷片。
[0021]所述激振器粘貼在彈性薄板的底部。
[0022]本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有如下有益效果: