专利名称：相控聚焦装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种相控聚焦装置，特别是涉及了一种带有球面形压电陶瓷片的相控聚焦装置。
背景技术：
目前，HIFU(高能聚焦超声)抗癌热疗机中，相控聚焦装置中发射器的形状通常为凹面或凹面的组合，虽然这种形状的发射器在发射的方向上，其聚焦准确，但是在与发射方向垂直的方向上，其聚焦范围较窄，平面振元开角11°左右，只能在发射方向±5°的范围内产生聚焦，人们为了克服这一缺陷，采取了许多措施，进行了许多改进，例如为了增加发射器的聚焦范围。人们让发射器在电机的带动下进行旋转，虽然它解决了发射器聚焦范围过小的问题，但是它同时带来了新的弊病，如机械运动带来治疗时间的延长、在发射器旋转的瞬间遗失了目标、投照位置的变化增加了超声波传导通导被阻挡的几率；人们还采用改变相控角和频率等的方式来增加聚焦范围，但是大量的实验表明，上述方式达不到人们所企望的立体聚焦。由此可见，目前人们仍然没有从根本上解决发射器的聚焦范围过小的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有球面形压电陶瓷片的相控聚焦阵装置，以克服现有相控聚焦装置的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案本发明的一种相控聚焦装置，它包括发射器，发射器包括至少10个振元，每个振元包括基座、压电陶瓷片、频率源、功率器、电源、移相器和分频器，压电陶瓷片和频率源固定在基座上，基座固定在发射器上，电源分别与移相器和分频器的输入端相连，移相器和分频器的输出端分别与功率器的输入端相连，功率器的输出端与频率源相连，其中所述压电陶瓷片是半球面；本发明的一种相控聚焦装置，其中所述压电陶瓷片是一个半球壳；本发明的一种相控聚焦装置，其中所述压电陶瓷片的球面半径在15-60mm的范围内；本发明的一种相控聚焦装置，其中所述发射器包括10-500个振元；本发明的一种相控聚焦装置，其中所述振元在发射器中呈矩形、圆形、梯形或三角形均匀排列。
现有技术中的活塞式平面振元的半功率角只能为11°，而采用本发明的具有球面振元的相控聚焦装置时，则因在球面上任意点源具有任意方向，半功率开角现在可做到100-120°，可以满足治疗聚焦点阵的建立。建立的范围能容得下直径150mm的人体巨型肿瘤，因为在120°范围内可以在50-350mm的任意一个法线垂直平面上满足建立900个点阵的实际应用。
本发明的相控聚焦装置与现有的相控聚焦装置相比，由于本发明的相控聚焦装置中发射器的压电陶瓷片是球形面，因此带有半球面压电陶瓷片发射器的聚焦范围比现有的平面相控聚焦装置的聚焦范围扩大了许多，能够达到80°以上，最大115°，可以满足医用、军事和工业上的需要，而且，该设备自动化程度和精度较高，是人们在上述领域中最理想的装置。
图1是本发明的相控聚焦装置的示意图；图2是本发明的相控聚焦装置中一个振元的放大剖面正向示意图。
具体实施例方式
图1所示，本发明的相控聚焦装置包括发射器3，发射器3包括至少10个振元，振元的数量取决于聚焦后的声功率迭加值要满足实际应用。如图2所示，每个振元包括基座2、压电陶瓷片1、频率源6、功率器10、电源8、移相器7和分频器9，压电陶瓷片1和频率源6固定在基座2上，基座2固定在发射器3上，电源8分别与移相器7和分频器9的输入端相连，移相器7和分频器9的输出端分别与功率器10的输入端相连，功率器10的输出端与频率源6相连，压电陶瓷片1是一个半球壳，合理的加工工艺可使每个半球形片的开角＞120°，它的球面半径根据不同的需要进行选择，对于同一个相控聚焦装置来说，每个振元的压电陶瓷片1的球形半径是相同的，通常在15-60mm的范围内，相控聚焦装置中振元的个数根据具体的用途进行设计，相控聚焦装置一般包括10-500个振元，振元在发射器3的凹面中呈矩形、圆形、梯形或三角形均匀排列(图中未画出)。
工作原理电源8向移相器7和分频器6的输入端提供交流正弦波，在计算机(图中未画出)的控制下，移相器7和分频器9的输出端产生出设计好的相位和频率并将该相位和频率输送给功率器10的输入端，功率器10将上述两个信号经过合成后，输送给频率源6，频率源6向压电陶瓷片2提供经过相位控制和频率控制的波，用于聚焦，由于采用了半球形面的压电陶瓷片1，因此，本发明的相控聚焦装置的聚焦范围较宽。如图1所示，发射器3对远层面或近层面4上的照射物5进行照射聚焦，在计算机的控制下，通过控制相位和频率，可以使相控聚焦装置中不同振元的压电陶瓷片发出的波在如图1所示的角度范围内聚焦。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
1.一种相控聚焦装置，它包括发射器(3)，发射器(3)包括至少10个振元，每个振元包括基座(2)、压电陶瓷片(1)、频率源(6)、功率器(10)、电源(8)、移相器(7)和分频器(9)，其中压电陶瓷片(1)和频率源(6)固定在基座(2)上，基座(1)固定在发射器(3)上，电源(8)分别与移相器(7)和分频器(9)的输入端相连，移相器(7)和分频器(9)的输出端分别与功率器(10)的输入端相连，功率器(10)的输出端与频率源(6)相连，其特征在于所述压电陶瓷片(2)是半球面。
2.如权利要求1所述的相控聚焦装置，其特征在于所述压电陶瓷片(1)是一个半球壳。
3.如权利要求2所述的相控聚焦装置，其特征在于所述压电陶瓷片(1)的球面半径在15-60mm的范围内。
4.如权利要求3所述的相控聚焦装置，其特征在于所述基座(2)是轻靠背支架。
5.如权利要求4所述的相控聚焦装置，其特征在于所述发射器(3)包括10-500个振元。
6.如权利要求5所述的相控聚焦装置，其特征在于所述振元在发射器(3)中呈矩形、圆形、梯形或三角形均匀排列。
全文摘要
本发明涉及相控聚焦装置，它包括发射器，发射器包括至少10个振元，每个振元包括基座、压电陶瓷片、频率源、功率器、电源、移相器和分频器，压电陶瓷片和频率源固定在基座上，基座固定在发射器上，电源分别与移相器和分频器的输入端相连，移相器和分频器的输出端分别与功率器的输入端相连，功率器的输出端与频率源相连，其中所述压电陶瓷片是半球面，由于本发明的相控聚焦装置中发射器各振元的压电陶瓷片是球形面，因此该发射器的聚焦范围比现有的相控聚焦装置中发射器的聚焦范围扩大了许多，能够达到80°以上，可以满足医用、军事和工业上的需要，而且，该设备自动化程度和精度较高，是人们在上述领域中最理想的技术模式。
文档编号A61B18/00GK1935394SQ20061011396
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月23日 优先权日2006年10月23日
发明者何申戌 申请人:何申戌