一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)。本發(fā)明包括管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置、微型水泵、醫(yī)用水槽和主控系統(tǒng)。微型水泵通過軟管與醫(yī)用水槽相連接；微型水泵的泵出口通過軟管與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置中的耦合劑管路接口相連；管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置包括主管體、可拆卸噴頭、電氣適配接口和耦合劑管路接口；主控系統(tǒng)包括超聲發(fā)射/接收器、高頻信號采集器、單軸運(yùn)動(dòng)控制器、超聲測距模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、嵌入式控制器和顯示屏。本發(fā)明利用較細(xì)的管狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對狹小腔體內(nèi)部材料的超聲檢測；利用單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)點(diǎn)聚焦超聲探頭的自動(dòng)聚焦功能；利用高頻測距超聲探頭精確記錄信號采集的空間位置，便于實(shí)現(xiàn)薄層材料定征時(shí)所需的數(shù)據(jù)獲取。
【專利說明】一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲測量領(lǐng)域，特別涉及一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]骨關(guān)節(jié)炎是一種常見的關(guān)節(jié)疾病，嚴(yán)重影響病人的生活質(zhì)量?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證實(shí)骨關(guān)節(jié)炎中最重要的一個(gè)變化就是軟骨退化。目前用于診斷軟骨病變的主要手段是采用X射線成像，但這種方法只能用于晚期病變的診斷。鼻腔炎癥、口腔炎癥等疾病診斷的標(biāo)準(zhǔn)化要求對于組織病變進(jìn)行更具數(shù)理性的描述，這就需要對于腔體內(nèi)炎癥部位腫大程度、腫脹類型進(jìn)行定量分析。隨著超聲醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，尤其是近年來超聲組織定征技術(shù)的進(jìn)步，利用超聲波進(jìn)行組織病變的診斷成為研究的熱點(diǎn)。
[0003]另一方面，在高頻超聲精確測量領(lǐng)域，在一些管體或腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)部材料的檢測環(huán)節(jié)，大多采用超聲外部入射的測量手段，由于高頻超聲的衰減與傳播深度有關(guān)，內(nèi)壁材料的損傷信號因?yàn)樾盘査p可能被噪聲所淹沒。但從腔體內(nèi)部測量卻礙于測量裝置的尺寸過大或無耦合物質(zhì)搭載聲波而無法完成。因此，需要管式結(jié)構(gòu)的探測裝置來完成腔體內(nèi)壁材料的精確定征。
[0004]目前，許多科研 單位都在研發(fā)利用點(diǎn)聚焦超聲探頭進(jìn)行薄層材料定征的相關(guān)技術(shù)。浙江大學(xué)的居冰峰、白小龍等在專利201210530937.0,201210042497.4、201310121229.6中詳細(xì)介紹了點(diǎn)聚焦探頭用于薄層材料定征的相關(guān)方法，但其所提技術(shù)均要求探頭超聲聲束軸線垂直于待測材料表面，無法突破上述問題。因此，需要一種小型的超聲測量裝置實(shí)現(xiàn)腔體內(nèi)壁材料的定征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，是提供一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)。
[0006]一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)，包括管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置、微型水泵、醫(yī)用水槽和主控系統(tǒng)；
微型水泵通過軟管與醫(yī)用水槽相連接，軟管一端接在醫(yī)用水槽側(cè)壁上的出口，另一端接在微型水泵的輸入口 ；微型水泵的泵出口通過軟管與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置中的耦合劑管路接口相連；微型水泵將耦合劑從醫(yī)用水槽泵入管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置，并最終由可拆卸噴頭上的噴口噴出；
管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置包括主管體、可拆卸噴頭、電氣適配接口和耦合劑管路接口 ；主管體內(nèi)部設(shè)置有耦合劑管路、單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置、點(diǎn)聚焦超聲探頭、高頻超聲測距探頭、測距用聲反射鏡、密封卡盤及線纜內(nèi)管；單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置沿主管體軸線方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軸的穿過密封卡盤的主軸孔位后，與點(diǎn)聚焦超聲探頭相連接；使得點(diǎn)聚焦超聲探頭能沿主管體軸線方向；測距用聲反射鏡安裝在單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)端；測距用聲反射鏡位于單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的一側(cè)，且與高頻超聲測距探頭位于同一側(cè)；高頻超聲測距探頭設(shè)置在主管體內(nèi)，固定在主管體內(nèi)的密封卡盤的探頭卡孔上，并與主管體相對靜止；高頻超聲測距探頭所發(fā)射聲束傳播方向與主管體軸線方向平行，并垂直于測距用聲反射鏡鏡面；密封卡盤通過卡孔設(shè)置在主管體的內(nèi)壁上；線纜內(nèi)管通過卡盤固定在主管體內(nèi)部，且線纜內(nèi)管內(nèi)部設(shè)置有單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的控制線纜、點(diǎn)聚焦超聲探頭的信號線、高頻超聲測距探頭的信號線.可拆卸噴頭呈管裝，其頭部為半球形，且其管側(cè)壁具有噴口 ；可拆卸噴頭內(nèi)設(shè)置有定征用聲反射鏡，定征用聲反射鏡鏡面法線與可拆卸噴頭管狀部分的軸線呈45度角；噴口中心點(diǎn)與可拆卸噴頭管狀部分的軸線組成的平面，與定征用聲反射鏡鏡面垂直；
主管體與可拆卸噴頭之間采用螺紋結(jié)構(gòu)連接，主管體末端具有外螺紋，可拆卸噴頭管狀部分具有與該外螺紋匹配的內(nèi)螺紋；主管體與可拆卸噴頭連接后，點(diǎn)聚焦超聲探頭的運(yùn)動(dòng)方向與定征用聲反射鏡鏡面法線方向之間的夾角為45度；點(diǎn)聚焦超聲探頭發(fā)射的聚焦聲束經(jīng)定征用聲反射鏡反射后，聚焦聲束以主管體徑向方向?yàn)橹行木€傳播，并從可拆卸噴頭的噴口射出；經(jīng)待測材料反射的回波聲束由可拆卸噴頭的噴口進(jìn)入主管體內(nèi)，并經(jīng)過定征用聲反射鏡反射回到點(diǎn)聚焦超聲探頭；密封卡盤與可拆卸噴頭形成空腔；耦合劑管路盤繞在線纜內(nèi)管上，其出口端部固定在密封卡盤的管路孔位上，且耦合劑管路的出口端部在密封卡盤與可拆卸噴頭形成的空腔內(nèi)；
主控系統(tǒng)包括超聲發(fā)射/接收器、高頻信號采集器、單軸運(yùn)動(dòng)控制器、超聲測距模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、嵌入式控制器和顯示屏；其中，超聲發(fā)射/接收器用于控制點(diǎn)聚焦超聲探頭的超聲發(fā)射和回波信號接收，并對回波信號調(diào)理放大；高頻信號采集器用于將調(diào)理放大后的回波信號數(shù)字采樣，并傳送至嵌入式控制器；單軸運(yùn)動(dòng)控制器用于驅(qū)動(dòng)和控制單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的精確運(yùn)動(dòng)；超聲測距模塊控制高頻超聲測距探頭發(fā)射和接收高頻超聲，測量單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)位移，并將該運(yùn)動(dòng)位移的信息傳送到嵌入式控制器；超聲發(fā)射/接收器、單軸運(yùn)動(dòng)控制器、超聲測距模塊的通信線路集中于接線端子，接線端子通過線纜和電氣適配器與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置的電氣適配接口相連，具體的:線纜的一端與接線端子相連，另一端與電氣適配器相連，電氣適配器與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置的電氣適配接口相連；在管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置內(nèi)部，單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的控制線纜、點(diǎn)聚焦超聲探頭的信號線、高頻超聲測距探頭的信號線集中連接到電氣適配接口 ；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)微型水泵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊由驅(qū)動(dòng)接口經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線纜與微型水泵相連，顯示屏則負(fù)責(zé)測量參數(shù)和測量過程的控制交互以及測量結(jié)果的顯示。
[0007]微型水泵將醫(yī)用水槽內(nèi)的耦合劑通過耦合劑管路接口泵送進(jìn)管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置內(nèi)的耦合劑管路，并由耦合劑管路的出口端部進(jìn)入密封卡盤與可拆卸噴頭形成的空腔，在該空腔充盈后，最終由可拆卸噴頭上的噴口噴出，進(jìn)而到達(dá)待測材料表面。
[0008]所述管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置的主管體和可拆卸噴頭的管壁由耐腐蝕的醫(yī)用金屬材料或耐腐蝕的醫(yī)用高分子材料制成，對人體無毒、無刺激性。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明利用定征用聲反射鏡實(shí)現(xiàn)聚焦聲束的傳播方向調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)利用較細(xì)的管狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對狹小腔體內(nèi)部材料的超聲檢測；利用單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)點(diǎn)聚焦超聲探頭的自動(dòng)聚焦功能；利用高頻測距超聲探頭精確記錄信號采集的空間位置，便于實(shí)現(xiàn)薄層材料定征時(shí)所需的V(z，t)數(shù)據(jù)獲取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明可拆卸噴頭結(jié)構(gòu)布局示意圖；
圖4是本發(fā)明密封卡盤結(jié)構(gòu)布局示意圖；
圖5是本發(fā)明主控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)在人體膝關(guān)節(jié)中的測量應(yīng)用圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012]如圖1所示，一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)，包括管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101、微型水泵102、醫(yī)用水槽103和主控系統(tǒng)104。
[0013]微型水泵102通過軟管與醫(yī)用水槽103相連接，軟管108—端接在醫(yī)用水槽103側(cè)壁上的出口，另一端接在微型水泵102的輸入口 115 ;微型水泵102的泵出口 114通過軟管106與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101中的耦`合劑管路接口 113相連。微型水泵102將耦合劑(醫(yī)學(xué)應(yīng)用一般使用0.9%的生理鹽水)從醫(yī)用水槽103泵入管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101，并最終由可拆卸噴頭112上的噴口 208噴出。
[0014]如圖1和圖2所示，管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101包括主管體116、可拆卸噴頭112、電氣適配接口 111和耦合劑管路接口 113。
[0015]主管體116內(nèi)部設(shè)置有耦合劑管路201、單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202、點(diǎn)聚焦超聲探頭203、高頻超聲測距探頭204、測距用聲反射鏡205、密封卡盤206及線纜內(nèi)管207。單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202沿主管體116軸線方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軸的穿過密封卡盤206的主軸孔位401后，與點(diǎn)聚焦超聲探頭203相連接；使得點(diǎn)聚焦超聲探頭203能沿主管體116軸線方向；如圖2和圖4所示，測距用聲反射鏡205安裝在單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202的運(yùn)動(dòng)端，或通過夾具213設(shè)置在點(diǎn)聚焦超聲探頭203的柱體上，使得測距用聲反射鏡205位于單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202的一側(cè)，且與高頻超聲測距探頭204位于同一側(cè)；高頻超聲測距探頭204設(shè)置在主管體116內(nèi)，固定在主管體116內(nèi)的密封卡盤206的探頭卡孔403上，并與主管體116相對靜止；高頻超聲測距探頭204所發(fā)射聲束傳播方向與主管體116軸線方向平行，并垂直于測距用聲反射鏡205鏡面；密封卡盤206通過卡孔404設(shè)置在主管體116的內(nèi)壁上。線纜內(nèi)管207通過卡盤固定在主管體116內(nèi)部，且線纜內(nèi)管207內(nèi)部設(shè)置有單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202的控制線纜212、點(diǎn)聚焦超聲探頭203的信號線210、高頻超聲測距探頭204的信號線211 ；
如圖3所示，可拆卸噴頭112呈管裝，其頭部為半球形，且其管側(cè)壁具有噴口 208 ;可拆卸噴頭112內(nèi)設(shè)置有定征用聲反射鏡209，定征用聲反射鏡209鏡面法線302與可拆卸噴頭管狀部分的軸線301呈45度角；噴口 208中心點(diǎn)303與可拆卸噴頭112管狀部分的軸線301組成的平面，與定征用聲反射鏡209鏡面垂直。
[0016]如圖2和圖3所示，主管體116與可拆卸噴頭112之間采用螺紋結(jié)構(gòu)連接，主管體116末端具有外螺紋，可拆卸噴頭112管狀部分具有與該外螺紋匹配的內(nèi)螺紋。本發(fā)明實(shí)施例中，主管體116和可拆卸噴頭112的管壁由耐腐蝕的醫(yī)用金屬材料或耐腐蝕的醫(yī)用高分子材料制成，對人體無毒、無刺激性。
[0017]主管體116與可拆卸噴頭112連接后，點(diǎn)聚焦超聲探頭203的運(yùn)動(dòng)方向與定征用聲反射鏡209鏡面法線方向之間的夾角為45度；點(diǎn)聚焦超聲探頭203發(fā)射的聚焦聲束經(jīng)定征用聲反射鏡209反射后，聚焦聲束以主管體116徑向方向?yàn)橹行木€傳播，并從可拆卸噴頭112的噴口 208射出；經(jīng)待測材料反射的回波聲束由可拆卸噴頭112的噴口 208進(jìn)入主管體116內(nèi)，并經(jīng)過定征用聲反射鏡209反射回到點(diǎn)聚焦超聲探頭203。
[0018]主管體116與可拆卸噴頭112連接后，密封卡盤206與可拆卸噴頭112形成空腔；耦合劑管路201盤繞在線纜內(nèi)管207上，其出口端部214固定在密封卡盤206的管路孔位402上，且耦合劑管路201的出口端部214在密封卡盤206與可拆卸噴頭112形成的空腔內(nèi)；
微型水泵102將醫(yī)用水槽103內(nèi)的耦合劑通過耦合劑管路接口 113泵送進(jìn)管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101內(nèi)的耦合劑管路201，并由耦合劑管路201的出口端部214進(jìn)入密封卡盤206與可拆卸噴頭112形成的空腔，在該空腔充盈后，最終由可拆卸噴頭112上的噴口 208噴出，進(jìn)而到達(dá)待測材料表面。
[0019]如圖5所示，主控系統(tǒng)104包括超聲發(fā)射/接收器506、高頻信號采集器505、單軸運(yùn)動(dòng)控制器507、超聲測距模塊508、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊503、嵌入式控制器502和顯示屏501組成。其中，超聲發(fā)射/接收器506用于控制點(diǎn)聚焦超聲探頭203的超聲發(fā)射和回波信號接收，并對回波信號調(diào)理放大；高頻信號采集器505用于將調(diào)理放大后的回波信號數(shù)字采樣，并傳送至嵌入式控制器502 ;單軸運(yùn)動(dòng)控制器507用于驅(qū)動(dòng)和控制單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202的精確運(yùn)動(dòng)；超聲測距1旲塊508控制聞?lì)l超聲測距探頭204發(fā)射和接收聞?lì)l超聲，測量單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202的運(yùn)動(dòng)位移，并將該`運(yùn)動(dòng)位移的信息傳送到嵌入式控制器502 ;超聲發(fā)射/接收器506、單軸運(yùn)動(dòng)控制器507、超聲測距模塊508的通信線路集中于接線端子109，接線端子109通過線纜105和電氣適配器110，與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101的電氣適配接口111相連，具體的如圖1所示:線纜105的一端與接線端子109相連，另一端與電氣適配器110相連，電氣適配器110與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101的電氣適配接口 111相連；
如圖2所示，在管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置101內(nèi)部，單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置202的控制線纜212、點(diǎn)聚焦超聲探頭203的信號線210、高頻超聲測距探頭204的信號線211集中連接到電氣適配接口 111。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊503用于驅(qū)動(dòng)微型水泵102，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊503由驅(qū)動(dòng)接口 504經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線纜107與微型水泵102相連。顯示屏501則負(fù)責(zé)測量參數(shù)和測量過程的控制交互以及測量結(jié)果的顯示。
[0020]所述超聲發(fā)射/接收器506的發(fā)射脈沖寬度為IOns~20ms可調(diào)，接收放大器頻帶寬度大于200MHz ;高頻信號采集器505可采集峰-峰值為2V的信號，最高采樣頻率大于500MHz ;單軸運(yùn)動(dòng)控制器507為超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器或閉環(huán)壓電陶瓷控制器，高壓輸出25V~500V可調(diào)；超聲測距模塊508采用脈沖超聲發(fā)射模式，發(fā)射脈寬IOOns~IOOms可調(diào)，發(fā)射電壓大于25V;電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊503為直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，可接旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信號；嵌入式控制器502采用ARM9+DSP處理器，最大內(nèi)存支持16G，具備定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算能力，DSP主頻在400MHz以上。
[0021]如圖6所示，為本發(fā)明對人體膝關(guān)節(jié)中的關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行醫(yī)學(xué)檢查時(shí)的相關(guān)場景。類似關(guān)節(jié)內(nèi)窺鏡的應(yīng)用，檢測時(shí)需要將101管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置的頭部由微創(chuàng)口進(jìn)入關(guān)節(jié)腔601 ;通過對超聲回波的分析，引導(dǎo)探頭找到關(guān)節(jié)軟骨602的位置，矯正探頭姿態(tài)后完成測量。
[0022]以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)及應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其思想。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有所改變。因此，本發(fā)明實(shí)施例不應(yīng)理解為對本
【發(fā)明內(nèi)容】
的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)，其特征在于包括管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置、微型水泵、醫(yī)用水槽和主控系統(tǒng)； 微型水泵通過軟管與醫(yī)用水槽相連接，軟管一端接在醫(yī)用水槽側(cè)壁上的出口，另一端接在微型水泵的輸入口 ；微型水泵的泵出口通過軟管與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置中的耦合劑管路接口相連；微型水泵將耦合劑從醫(yī)用水槽泵入管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置，并最終由可拆卸噴頭上的噴口噴出； 管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置包括主管體、可拆卸噴頭、電氣適配接口和耦合劑管路接口 ；主管體內(nèi)部設(shè)置有耦合劑管路、單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置、點(diǎn)聚焦超聲探頭、高頻超聲測距探頭、測距用聲反射鏡、密封卡盤及線纜內(nèi)管；單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置沿主管體軸線方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軸的穿過密封卡盤的主軸孔位后，與點(diǎn)聚焦超聲探頭相連接；使得點(diǎn)聚焦超聲探頭能沿主管體軸線方向；測距用聲反射鏡安裝在單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)端；測距用聲反射鏡位于單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的一側(cè)，且與高頻超聲測距探頭位于同一側(cè)；高頻超聲測距探頭設(shè)置在主管體內(nèi)，固定在主管體內(nèi)的密封卡盤的探頭卡孔上，并與主管體相對靜止；高頻超聲測距探頭所發(fā)射聲束傳播方向與主管體軸線方向平行，并垂直于測距用聲反射鏡鏡面；密封卡盤通過卡孔設(shè)置在主管體的內(nèi)壁上；線纜內(nèi)管通過卡盤固定在主管體內(nèi)部，且線纜內(nèi)管內(nèi)部設(shè)置有單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的控制線纜、點(diǎn)聚焦超聲探頭的信號線、高頻超聲測距探頭的信號線.可拆卸噴頭呈管裝，其頭部為半球形，且其管側(cè)壁具有噴口 ；可拆卸噴頭內(nèi)設(shè)置有定征用聲反射鏡，定征用聲反射鏡鏡面法線與可拆卸噴頭管狀部分的軸線呈45度角；噴口中心點(diǎn)與可拆卸噴頭管狀部分的軸線組成的平面，與定征用聲反射鏡鏡面垂直； 主管體與可拆卸噴頭之間采用螺紋結(jié)構(gòu)連接，主管體末端具有外螺紋，可拆卸噴頭管狀部分具有與該外螺紋匹配的內(nèi)螺紋；主管體與可拆卸噴頭連接后，點(diǎn)聚焦超聲探頭的運(yùn)動(dòng)方向與定征用聲反射鏡鏡面法線方向之間的夾角為45度；點(diǎn)聚焦超聲探頭發(fā)射的聚焦聲束經(jīng)定征用聲反射鏡反射后，聚焦聲束以主管體徑向方向?yàn)橹行木€傳播，并從可拆卸噴頭的噴口射出；經(jīng)待測材料反射的回波聲束由可拆卸噴頭的噴口進(jìn)入主管體內(nèi)，并經(jīng)過定征用聲反射鏡反射回到點(diǎn)聚 焦超聲探頭；密封卡盤與可拆卸噴頭形成空腔；耦合劑管路盤繞在線纜內(nèi)管上，其出 口端部固定在密封卡盤的管路孔位上，且耦合劑管路的出口端部在密封卡盤與可拆卸噴頭形成的空腔內(nèi)； 主控系統(tǒng)包括超聲發(fā)射/接收器、高頻信號采集器、單軸運(yùn)動(dòng)控制器、超聲測距模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、嵌入式控制器和顯示屏；其中，超聲發(fā)射/接收器用于控制點(diǎn)聚焦超聲探頭的超聲發(fā)射和回波信號接收，并對回波信號調(diào)理放大；高頻信號采集器用于將調(diào)理放大后的回波信號數(shù)字采樣，并傳送至嵌入式控制器；單軸運(yùn)動(dòng)控制器用于驅(qū)動(dòng)和控制單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的精確運(yùn)動(dòng)；超聲測距模塊控制高頻超聲測距探頭發(fā)射和接收高頻超聲，測量單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)位移，并將該運(yùn)動(dòng)位移的信息傳送到嵌入式控制器；超聲發(fā)射/接收器、單軸運(yùn)動(dòng)控制器、超聲測距模塊的通信線路集中于接線端子，接線端子通過線纜和電氣適配器與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置的電氣適配接口相連，具體的:線纜的一端與接線端子相連，另一端與電氣適配器相連，電氣適配器與管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置的電氣適配接口相連；在管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置內(nèi)部，單軸精密運(yùn)動(dòng)裝置的控制線纜、點(diǎn)聚焦超聲探頭的信號線、高頻超聲測距探頭的信號線集中連接到電氣適配接口 ；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊用于驅(qū)動(dòng)微型水泵，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊由驅(qū)動(dòng)接口經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線纜與微型水泵相連，顯示屏則負(fù)責(zé)測量參數(shù)和測量過程的控制交互以及測量結(jié)果的顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于薄層材料定征的小型超聲測量系統(tǒng)，其特征在于:微型水泵將醫(yī)用水槽內(nèi)的耦合劑通過耦合劑管路接口泵送進(jìn)管式結(jié)構(gòu)的探頭裝置內(nèi)的耦合劑管路，并由耦合劑管路的出口端部進(jìn)入密封卡盤與可拆卸噴頭形成的空腔，在該空腔充盈后，最終由可拆卸噴頭上的噴 口噴出，進(jìn)而到達(dá)待測材料表面。
【文檔編號】A61B8/08GK103876782SQ201410070242
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】居冰峰, 孫安玉, 杜慧林, 白小龍, 孫澤青, 黃元 申請人:浙江大學(xué)