[发明专利]一种标准超声功率源

说明书

一种标准超声功率源，包括：用于输入频率和功率参数的输入装置；用于产生正弦信号的DDS信号发生模块；用于根据输入的频率和功率参数计算获得正弦信号的频率和幅值、并输出至DDS信号发生模块使其产生相应的正弦信号的控制模块；用于对正弦信号进行功率放大的功率放大模块；用于根据放大后的正弦信号输出声波的超声换能器，其包括用于实现电声转换的压电晶片，以及串联在压电晶片与功率放大模块之间、用于实现阻抗匹配的电感器。由此，采用DDS信号发生模块，由控制模块根据输入的频率和功率参数自动控制频率和幅值的输出，相比起现有技术中采用函数信号发生器，无需根据高频毫伏表的测量电压进行手动调节，实现了标准超声功率源的自动化和智能化控制。

技术领域

本发明涉及一种超声装置，尤其涉及一种标准超声功率源。

背景技术

标准超声功率源是一种稳定的、已知输出超声声功率的超声功率源，其主要用作超声声功率测量的传递标准，以比对和校准各种超声声功率测量装置，如超声功率计。

如图1所示，市面上的标准超声功率源系统通常包括依次电连接的函数信号发生器(如安捷伦33250A)、功率放大器(如AR25A100)、匹配器和超声换能器，以及对匹配器输出的电压值进行测量的高频毫伏表(如URV55)，其具有以下缺陷：

一，采用函数信号发生器，需要根据高频毫伏表测出的电压值对函数信号发生器输出的频率和幅值进行手动调节，才能输出不同的超声功率。

二、函数信号发生器、功率放大器、匹配器和超声换能器均为独立仪器，其相互连接形成标准超声功率源系统，不能够携带至现场进行校准工作。

三，匹配器外置于超声换能器，其相互独立，不利于工作稳定性，且所占空间较大，不利于标准超声功率源的轻便化。

四，超声换能器的压电晶片01的结构如图2所示，在晶片的中央镀银形成一岛状电极011，岛状电极的周围设有一圈环形电极分割线013，环形电极分割线周围再设有一圈镀银的环形电极012，压电晶片的侧面和背面同样镀银，与环形电极共同形成接地电极；该压电晶片一般采用石英压电材料，转化效率低，压电晶片的电极一般采用镀银电极，抗氧化和抗腐蚀性能较差。

五，超声换能器的压电晶片的工作原理是接收电信号振动并发射出超声波，因此超声换能器的结构应该允许压电晶片振动但同时防止其振松掉落，图3为现有技术中的超声换能器的结构，为了允许压电晶片充分振动，将压电晶片设置于开口的套筒03的端部，套筒端部设有一沿径向向外的凹槽032，压电晶片01设置在该凹槽032内，通过往凹槽032内注入硅酮橡胶填充物(图中未示出)，填充在凹槽与压电晶片之间的缝隙中，起到固定和防水的作用，但在振动较大的情况下，该压电晶片仍然容易脱离硅酮橡胶调出套筒。

六，只能实现单一频率输出，且输出频率较低，一般不高于16MHz。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种标准超声功率源，以解决上述问题中的至少一个。

根据本发明的一个方面，提供了一种标准超声功率源，包括：

用于输入频率和功率参数的输入装置；

用于产生正弦信号的DDS信号发生模块；

用于根据输入的频率和功率参数计算获得正弦信号的频率和幅值、并输出至DDS信号发生模块使其产生相应的正弦信号的控制模块；

用于对正弦信号进行功率放大的功率放大模块；

用于根据放大后的正弦信号输出声波的超声换能器，其包括用于实现电声转换的压电晶片，以及串联在压电晶片与功率放大模块之间、用于实现压电晶片与功率放大模块之间的阻抗匹配的电感器。