關于超聲技術

超聲技術是一種應用廣泛的新技術，已經(jīng)在醫(yī)學、工業(yè)、科學研究等眾多領域得到了良好應用。而功率放大器作為超聲相關實驗系統(tǒng)所需儀器，在超聲領域研究中起著至關重要的作用。本次Aigtek安泰電子將過往部分超聲領域方向的實驗案例編輯為合集，希望能對從事超聲領域研究的工程師們有所幫助。

方向一：超聲無損檢測

超聲無損檢測（Ultrasonic Nondestructive Testing，簡稱UT）是一種常用的材料及構件內部缺陷檢測技術。它利用超聲波在材料中傳播的特性，通過接收回波信號來檢測材料內部的缺陷情況。

▼高壓放大器在孔道灌漿非線性超聲測試中的應用

本實驗利用非線性超聲波法，依據(jù)超聲波在入射到混凝土后產(chǎn)生的各種非線性超聲現(xiàn)象，此現(xiàn)象主要包括高階諧波、聲共振頻率漂移和混頻調幅下的旁頻等，來對混凝土的缺陷和損傷進行識別，該法在檢測材料的微小缺陷方面的靈敏程度比常規(guī)線性超聲法更高，更容易識別。

▼功率放大器在Lamb波的耐壓結構損傷識別研究中的應用

本實驗根據(jù)耐壓結構的結構特點，設計了一套耐壓結構損傷識別系統(tǒng)，在不考慮環(huán)境噪聲的情況下，利用壓電傳感器實時激發(fā)Lamb波并監(jiān)測結構響應，經(jīng)過數(shù)據(jù)收集和處理，從而判斷損傷參數(shù)，當有損傷產(chǎn)生時，結構會因此產(chǎn)生不連續(xù)性從而導致波在傳遞過程中發(fā)生散射和折射，從而導致波形發(fā)生變化，進而通過分析來確定其中包含的損傷信息。

方向二：超聲霧化

超聲霧化技術是一種利用超聲波能量產(chǎn)生微細液滴的技術，廣泛應用于醫(yī)學、生物科學、材料科學等領域。在超聲霧化過程中，功率放大器扮演著關鍵的角色，它能提供足夠的能量來驅動超聲發(fā)射裝置，實現(xiàn)有效的霧化效果。

▼功率放大器在微孔壓電超聲霧化效果影響中的應用

本實驗為明確液體物理性質等對微孔壓電超聲霧化效果的影響，搭建了微孔壓電超聲霧化效果測試系統(tǒng)，測量液體的表面張力、黏度、微孔直徑、驅動頻率、驅動電壓等對壓電微孔超聲霧化霧滴粒徑、霧化流量的影響，并分析霧化效果的變化趨勢。

方向三：超聲電機驅動

超聲電機是一種利用超聲波振動產(chǎn)生機械轉動或線性運動的電器設備。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應，將高頻交流電轉換為金屬彈性體的超聲振動，然后通過摩擦傳動將超聲振動轉化為轉子或動子的旋轉或直線運動，被廣泛應用于各個領域。

▼功率放大器在復合超聲電機正反向運動中的應用

本實驗用單路特殊激勵信號（由頻率比為1:2兩個正弦波形疊加而成）驅動彎彎復合超聲電機，測試其驅動足的運動軌跡和樣機基本輸出特性，驗證基于8字形振動軌跡的超聲電機的工作原理的可行性。

方向四：超聲加工

超聲加工是利用超聲波作用于材料表面或內部的過程，借助超聲波的機械振動能量來實現(xiàn)加工目的。在制造業(yè)中，它多用于金屬、陶瓷、玻璃等材料的切割、磨削、打磨等加工過程。

▼功率放大器在超聲輔助聚氨酯微孔陣列沖裁實驗中的應用

本實驗旨在，根據(jù)已有聚氨酯微孔陣列沖裁裝置設計配套的超聲模塊進行超聲輔助聚氨酯微孔陣列沖裁實驗，總結超聲振動的優(yōu)化作用，驗證其一般性優(yōu)化規(guī)律。

▼功率放大器在橢圓超聲輔助機械拋光中的應用

本實驗旨在，通過在一大塊壓電陶瓷上分割電極，實際上起到四片壓電陶瓷并列排放的效果，電極的材料為Ag，功率放大器驅動壓電陶瓷通過鍍膜的方法鍍在壓電陶瓷表面，壓電陶瓷和304不銹鋼基體通過環(huán)氧樹脂膠粘接，實現(xiàn)振動的傳遞。

▼基于壓電換能器的柔性電極加工實驗中功率放大器的應用

本實驗旨在，利用功率放大器對驅動電壓的放大實現(xiàn)壓電換能器的高效率機械振動，從而達到將石墨碾壓到柔性硅膠薄膜表面形成電極的目的。

方向五：超聲成像

超聲成像是一種無創(chuàng)檢查方法，通過超聲波的傳播和反射原理獲取人體內部結構的影像。功率放大器能夠提供足夠的功率輸出，使超聲波能夠穿透不同密度和厚度的組織以獲取清晰的圖像。

▼功率放大器在超聲探測磁聲成像方法中的應用

為檢測早期的惡性腫瘤，此次實驗提出一種基于低頻磁激勵與主動式超聲探測磁聲成像方法，引入彩色多普勒成像技術，對洛倫茲力引起的組織振動進行檢測。主動檢測可以使用低頻信號作為激勵，可提升能量轉化率。

方向六：超聲聚焦

超聲聚焦就是利用超聲波作為能源，將很多束超聲波從體外發(fā)射到身體里去，在發(fā)射透射過程中間發(fā)生聚焦，聚焦在一個點即腫瘤上，通過聲波和熱能轉化，在0.5～1秒內形成一個70℃～100℃高溫治療點。

▼射頻功率放大器在超聲實現(xiàn)離體腫瘤細胞研究的應用

細胞磺性標記所采用的標記物多為超順磁氧化鐵(SPIO)納米微粒，由于細胞膜表面和SPIO表面都帶負電荷，二者相互排斥，細胞在自然狀態(tài)難以攝取氧化鐵顆粒。葡聚糖包被的超小型超順磁納米粒子是目前應用最為廣泛的磁共振成像對比劑，而使用體積大些的葡聚糖包被的SPIO標記細胞時胞質內Fe顆粒較顆粒小者多，標記效果好。