Методи експериментального дослідження широкосмугових п’єзоелектричних випромінювачів для медицини
| Автори | С.А. Найда, Т.М. Желяскова, А.В. Дарчук, М.С. Найда, А.С. Найда, Г.А. Клюшніченко |
| Афіліація |
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", пр-т Берестейський, 37, 03056 Київ, Україна |
| Е-mail | nsa185921-ames@lll.kpi.ua |
| Випуск | Том 15, Рік 2023, Номер 3 |
| Дати | Одержано 17квітня 2023; у відредагованій формі 16 червня 2023; опубліковано online 30 червня 2023 |
| Цитування | С.А. Найда, Т.М. Желяскова та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 15 № 3, 03029 (2023) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.15(3).03029 |
| PACS Number(s) | 43.38. + n |
| Ключові слова | П’єзоелектричний перетворювач, П’єзоелектричний випромінювач, Метод двох вольтметрів та фазометру, Ватметр, Радіометр. |
| Анотація |
У статті розглядаються методи експериментального дослідження широкосмугових ультразвукових терапевтичних п’єзоперетворювачів, і пристрої, які забезпечують ці методи. Широкосмуговий п’єзоперетворювач, який досліджується, має смугу частот від 1 МГц до 3 МГц, і складається з пластинчатого п’єзоелементу з великою механічною добротністю і коефіцієнтом електромеханічного зв'язку з одним перехідним шаром із дюралюмінію, і двома коригуючими електричними ланками. Метод контролю акустичного контакту з тілом пацієнта, який застосовується у вузькосмугових п’єзоперетворювачах, для широкосмугових не підходить, тому було розроблено високочастотний ватметр, який, разом із радіометром, призначений для контролю ефективності терапевтичної процедури в ультразвукових терапевтичних приладах нового покоління для контролю контакту і одночасного вимірювання споживаної електричної і випромінюваної акустичної потужності. В основу роботи високочастотного ватметра покладена спрощена схема множення через квадрування, яка не потребує додаткових джерел живлення. Радіометр для вимірювання випромінюваної акустичної потужності реалізований у вигляді вільного поплавка, що забезпечує високу чутливість радіометра та портативність конструкції. Наведені схема і співвідношення важливого, саме для широкосмугових перетворювачів, методу вимірювання і аналізу їх амплітудно-частотних характеристик. В процесі виготовлення або експлуатації п’єзопретворювачів можуть виникнути відхилення їх параметрів від розрахованих. В такому випадку необхідно провести вимірювання основних електричних параметрів. Для цього був розроблений метод двох вольтметрів та фазометра, який базується на отриманні та обробці ампітудно-частотної характеристики активної та реактивної компонент електричного імпедансу п’єзоперетворювача, який теж детально описаний в статі. Крім того, наводяться результати експериментального дослідження широкосмугового терапевтичного випромінювача за допомогою зазначених пристроїв, і на основі запропонованих методів. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Синтез наночастинок срібла з використанням методології поверхні відгуку [03001-1-03001-4]2) Експериментальні дослідження властивостей наночастинок на основі міді для зберігання енергії [03002-1-03002-5]
3) Широкосмуговий мікросмужковий дільник потужності 1 x 8 Magic-T для використання в ІSM антенних решітках [03003-1-03003-6]
4) Управління енергією в електричних транспортних засобах з використанням вдосконаленого алгоритму глибокого підсилення [03004-1-03004-6]
5) Модель модифікованого вугільною пастою електрода з біовугілля для виявлення нітритів [03005-1-03005-4]
6) Моделювання газодифузійного шару паливного елемента з полімерної електролітної мембрани: обчислювальний підхід [03006-1-03006-3]
7) Методи подачі багатодіапазонної патч-антени круглої форми в діапазоні 5G, X і Ku для кількісного визначення їх впливу на характеристики антени [03007-1-03007-5]
8) Розробка та аналіз процесів перетворення енергії в гібридних системах трансмісії електромобілів [03008-1-03008-5]
9) Система для експлуатації сонячної енергії високочастотного перетворювача для електричної установки в електромобілі [03009-1-03009-5]
10) Дизайн гнучкої прямокутної антенної решітки з високим коефіцієнтом посилення для збору радіочастотної енергії та переносних пристроїв [03010-1-03010-6]
11) Ансамблевий підхід для прогнозування ємності електродних матеріалів на основі вуглецю, легованих гетероатомами [03011-1-03011-4]
12) Нова фрактальна патч-антена, що використовує дефектну структуру землі (DGS) з високою ізоляцією для додатків 5G [03012-1-03012-4]
13) Надширокосмугова (26-70 ГГц) мікросмугова патч-антена для додатків мобільного зв’язку 5G [03013-1-03013-4]
14) Дослідження та розробка багатодіапазонної трикутної патч-антени для додатків WLAN і Wi-Fi 2,45/5,8 ГГц [03014-1-03014-5]
15) Інтегрована широкосмугова антена високого коефіцієнта підсилення [03015-1-03015-5]
16) Передчасна ідентифікація поломки в перетворювачі джерела напруги на основі IGBT з фотоелектричною матрицею [03016-1-03016-5]
17) Компактний квадратний смуговий фільтр резонаторів із розділеним кільцем для застосування в X-діапазоні [03017-1-03017-4]
18) Автоматичний контролер транспортних засобів за допомогою програми датчика моргання очей [03018-1-03018-5]
19) Вивчення морфології поверхні з електричними та оптичними властивостями GO та rGO [03019-1-03019-4]
20) Синтез і характеристика наноматеріалів на основі графену для енергетичних застосувань [03020-1-03020-5]
21) Порівняльне дослідження ефективності різних модуляцій у FSO: зв'язок по турбулентному каналу з помилкою вказівки [03021-1-03021-6]
22) Прямокутна антена з прорізами (IMSRP) для дводіапазонних (28/38 ГГц) 5G MM Wave додатків [03022-1-03022-5]
23) Стратегії балансування навантаження для хмарних обчислень: дослідження на основі моделювання [03023-1-03023-4]
24) Оптичні властивості бінарних сполук GexSi1 – x в кремнії [03024-1-03024-4]
25) Золь-гель синтез наночастинок оксиду титану для фотонних і трансформаторних застосувань [03025-1-03025-5]
26) Відбиття макропористого кремнію, нанодротин та двошарової структури кремнію з ефективним середовищем [03026-1-03026-7]
27) Експериментальні дослідження динамічної поведінки імпульсів, що випромінюються лінійною системою електромеханічних перетворювачів [03027-1-03027-5]
28) Широкосмугова мікросмугова антенна решітка 1 x 2 із зв’язувачем для керування променем: застосування в діапазоні терагерц (ТГц) [03028-1-03028-5]
29) Вплив HPHT спікання на кристалічну структуру карбідів NbC і TaC у PcBN композитах систем cBN-NbC-Al і cBN–TaC–Al [03030-1-03030-4]
30) Аналіз ефективності легування на основі зарядової плазми нанодротяного польового транзистора [03031-1-03031-3]
31) Конструкція паразитного патча інтегрованої компактної з високою ізоляцією надширокосмугової (26 ГГц-50 ГГц) MIMO антени для програм 5G [03032-1-03032-6]
32) Зміна властивостей фериту зі структурою шпінелі внаслідок зміни розміру зерна, переваги розташування іонів металу [03033-1-03033-4]
33) Оптичні характеристики тонких плівок SnO2 як сонячних елементів, досліджених методом кутової спектроскопічної еліпсометрії [03034-1-03034-6]
34) Біорозкладні провідні нервові канали на основі вуглецево-апатит-біополімерних біоматеріалів: синтез та властивості [03035-1-03035-7]
35) Лазерна дифракція на частках порушеного поверхневого шару п’єзокераміки [03036-1-03036-7]
