CN119492910A 超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法及系统 （浙江大学温州研究院）

超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实本发明公开了一种基于离散傅里叶变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测可以用于计算超声波换能器在工作频率上的阻21.一种基于离散傅里叶变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法，2.根据权利要求1所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法，其特3.根据权利要求1所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法，其特4.根据权利要求1所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法，其特;其中：x[n]为收集到的第n组数据中的电压值或电流值，X[k5.根据权利要求4所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法，其特6.根据权利要求4所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方法，其特P=|U|x|I|xcos(φU_φI)7.一种基于离散傅里叶变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量系统，模数转换模块，用于将电压电流采样模块采样得到的电压值和电流值信号处理模块，利用数字化的电压值和电流值通过离散傅8.根据权利要求7所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量系统，其特39.根据权利要求7所述的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量系统，其特;其中：x[n]为收集到的第n组数据中的电压值或电流值，X[k4变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特法分离出特定频率的功率，无法进一步结合超声换能器的频率特定进行输出超声功率估1.功率测量精度和实时性不足。在医疗领域，超声治疗设[0005]2.阻抗动态变化问题。现有的功5[0007]4.采样电路性能要求高。传[0010]一种基于离散傅里叶变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量方[0012]进一步地，将电压值和电流值从模拟量转换为数字量需6[0017]一种基于离散傅里叶变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量系信号处理器)或FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程逻辑门阵列)等嵌入[0022]2.实时监测超声换能器的阻抗特性。7得ADC采样频率的要求降低到超声波工作频率的两倍以上即可，系统对ADC的硬件要求降合系数可估算超声波换能器的输出功率。本发明可广泛应用于超声治疗相关医疗设备中，[0028]图1为本发明超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特性实时测量系统的结构示意[0031]如图1所示，本发明基于离散傅里叶变换的超声波换能器瞬时输入功率及阻抗特电流电压采样模块1采集超声波换能器上的激励电压信号和相应的电流信号，同[0032]在采样过程中需要对电压信号和电流信号本身产生相同的相位偏移或者不产生8[0033]模数转换模块2将电流电压采样模块1采样得到的电流和电压模拟信号转换成数ADC芯片在10Msps对电流和电压模拟信号进行模数[0034]信号处理模块3可以是任何具备数据处理能力的计算单元，比如单片机、DSP或超声波换能器在工作频率上的输入功率和阻抗特性，总共分三个步骤包括数据采集存储w-o[0038]对超声波输出功率的测算仅需要超声波换能器在工作频率上的激励信号功率和1.基于离散傅里叶变换的瞬时输入功率测量方法。本发明用DFT对超声波换能器的电流和电压信号进行频域分析，从而实时计算出工作频率上的输9[0044]3.单频离散傅里叶变换。超声换功率产生响应，因此本发明通过计算单个频率点