[发明专利]一种超声换能器振幅补偿方法

说明书

本申请涉及一种超声换能器振幅补偿方法、装置、超声手术系统、计算机设备和存储介质，所述方法包括：获取当前超声换能器的目标振幅值和目标振幅值对应的初始驱动电流值，并获取当前超声换能器的当前频率裕度值、当前谐振频率值和当前静态电容值；根据当前频率裕度值、当前谐振频率值和当前静态电容值，确定当前超声换能器的预测振幅值；根据预测振幅值、目标振幅值以及初始驱动电流值，确定当前超声换能器的校准电流值，以使用校准电流值的校准电流对当前超声换能器进行振幅补偿。上述方法能够在超声换能器的性能衰退时重新确定校准电流，以使得将校准电流输入到超声换能器时超声换能器的振幅保持不变，实现超声换能器的振幅补偿。

技术领域

本申请涉及超声换能器技术领域，特别是涉及一种超声换能器振幅补偿方法、装置、超声手术系统、计算机设备和存储介质。

背景技术

当前，超声换能器在长时间使用后，特别是经过多次高温高压蒸汽灭菌后，其性能会逐渐衰退。具体体现在：超声换能器的阻抗逐渐增大从而导致振动时发热增加，超声换能器的品质因数值升高从而导致超声换能器频率带宽减小、有效机电耦合系数值k_eff下降，进而导致超声换能器的电能转换为机械能的效率降低等等。这些性能的变化会导致超声换能器长时间使用后，终端的振幅在相同的电流激励下逐渐增大。因此，超声换能器在长时间使用后需要进行振幅补偿，以便于控制超声换能器的振幅的稳定输出。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种超声换能器振幅补偿方法、装置、超声手术系统、计算机设备和存储介质，能够在超声换能器的性能衰退时重新确定输入到超声换能器的电流的电流值，以使得将重新确定后的电流值的电流输入到超声换能器时超声换能器的振幅保持不变，实现超声换能器的振幅补偿。

一种超声换能器振幅补偿方法，该方法包括：获取当前超声换能器的目标振幅值和目标振幅值对应的初始驱动电流值，并获取当前超声换能器的当前频率裕度值、当前谐振频率值和当前静态电容值；根据当前频率裕度值、当前谐振频率值和当前静态电容值，确定当前超声换能器的预测振幅值；根据预测振幅值、目标振幅值以及初始驱动电流值，确定当前超声换能器的校准电流值，以使用校准电流值的校准电流对当前超声换能器进行振幅补偿。

在其中一个实施例中，获取当前超声换能器的当前频率裕度值、当前谐振频率值和当前静态电容值，包括：对当前超声换能器进行频率扫描，得到当前谐振频率值和当前超声换能器的当前反谐振频率值；计算当前反谐振频率值与当前谐振频率值的差值，差值为当前频率裕度值；获取当前超声换能器的当前谐振频率值对应的电纳值，根据电纳值、当前谐振频率值确定当前静态电容值。

在其中一个实施例中，根据当前频率裕度值、当前谐振频率值和当前静态电容值，确定当前超声换能器的预测振幅值，包括：根据确定预测振幅值，X_f表示预测振幅值，ΔF表示当前频率裕度值，F_s表示当前谐振频率值，C₀表示当前静态电容值，a₁表示第一常量，b₁表示第二常量。

在其中一个实施例中，一种超声换能器振幅补偿方法，还包括：获取多个样本振幅值以及多个样本频率裕度值，各样本振幅值为将初始驱动电流值的电流输入到不同老化状态下的样本超声换能器时样本超声换能器的振幅值，各样本频率裕度值为对不同老化状态下的样本超声换能器进行频率扫描时得到的样本反谐振频率值和样本谐振频率值的差值；获取各样本谐振频率值，以及获取样本超声换能器的各样本谐振频率对应的样本静态电容值；获取各样本频率裕度值、各样本静态电容值以及各样本谐振频率的乘积；对各样本振幅值以及各乘积进行数据拟合，得到第一常量和第二常量。

在其中一个实施例中，b₁表示偏移量，Q表示当前超声换能器的当前谐振频率值对应的电量值，M表示当前超声换能器的当前谐振频率值对应的等效质量值。