一種醫用水聽器聲壓靈敏度及指向性測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫用超聲檢測用水聽器的性能檢測裝置，特別是一種醫用水聽器聲壓靈敏度及指向性測試裝置。
【背景技術】
[0002]水聽器又稱水下傳聲器，是把水下聲信號轉換為電信號的換能器。其是利用材料的特性以及它與周圍環境相互作用產生的種種調制效應，探測液體中壓力、聲音等信號的儀器。在民用領域，水聽器可以通過檢測水聲信號進行石油勘探、海洋生物監測、海底考察等。在軍事領域，水聽器作為聲納系統的最前端，承擔著探測敵方目標信號的作用。將水聽器用于醫學上，則可以用來檢測醫用超聲設備中的超聲，以測定這些超聲值是否在安全的接收范圍之內。
[0003]醫療超聲的應用，是一種對超聲聲場的精確應用，從理論上說，這種應用首先要對醫療超聲聲場有著完整準確的描述和測量才行。但是，由于超聲測量的特殊性和人體組織結構的復雜性，導致了對人體中超聲聲場的精確描述和測量都極其困難。
[0004]在這樣的情況下，醫療超聲的醫學應用就走在了前面，并且取得了令世人注目的成績，其診斷和治療效果得到醫學界的廣泛認同。然而，在我們己經確定了醫療超聲功效的情況下，
對其聲學測量依然處在不成熟、不完善的階段，己經遠遠不能同醫療超聲的成功應用相比，可以說，在醫療超聲的應用方面，醫學家所做的貢獻要大于聲學家。如以前的聲場空間測量采用螺桿驅動空間掃瞄方式，其精度和測量范圍受限，遠達不到IEC標準的要求。
[0005]眾所周知，醫用超聲設備在疾病診斷與治療時，為了保證診斷與治療的效果，需要超聲的圖像清晰，然而，圖像越清晰，診斷超聲設備的輸出聲功率將越大，過大的超聲輸出功率將會對人體組織產生生物變化，甚至可能造成胎兒的畸形等。因此，既要保證安全，又要達到圖像清晰和生物效應成了一對矛盾的主體。為了保障安全使用超聲設備，行業內提出了醫用超聲設備所使用超聲的安全閾值的問題。為此，利用水聽器來對醫用超聲設備的超聲聲場進行評價，以確保臨床應用中安全性的研究，變得越來越重要。
[0006]作為一種重要的裝備，水聽器必須保證良好的性能。因此，在水聽器的生產、使用過程中都必須對其性能進行測試。而水聽器的聲壓靈敏度和指向性的檢測則是較為重要的被測指標。
[0007]傳統的水聽器聲壓靈敏度測試方法中，振動液柱法是一種比較常用的方法。該方法的原理是在振動臺上安放一只液柱缸，在液柱缸中盛入液體，水聽器懸掛于液體中。在液柱缸底部安裝一只加速度計，用于測量液柱缸的加速度。當液柱缸隨振動臺一起振動時，水聽器所在位置的聲壓發生變化，該聲壓可以由液柱高度、水聽器深度以及液柱振動的加速度計算得出。從而可以得出水聽器的靈敏度。也可采用比較法測試，將一只標準水聽器和待測水聽器放入液柱缸的同一深度，通過標準水聽器測量聲壓，再計算出待測水聽器的聲壓靈敏度(彭保進等，光纖水聽器靈敏度測試研究，光子學報，vol.34，pp.1633-1638)。
[0008]然而，上述方法的最大缺點是需要大功率的振動臺。例如，一只直徑15cm，壁厚Icm,高30cm左右的液柱缸，裝入水后，其質量就在12kg以上。需要較大功率的振動臺才可以驅動，這樣的振動臺不僅體積大、占用空間較多，而且價格昂貴。如果采用進口設備，僅振動臺就需要數萬元人民幣。
[0009]2010年8月25日公開的申請號為201010033969.0的中國發明專利申請，其發明創造的名稱為“一種水聽器聲壓靈敏度測試裝置”，其包括基礎；安裝于基礎上的振動臺，用于產生振動信號；安裝于振動臺上方的液柱缸，作為測試的容器；安裝于基礎上的水聽器夾具，用于夾持待測水聽器；安裝于水聽器夾具上的標準水聽器，用于測量聲壓；以及連接液柱缸及基礎的彈簧，用于調制液柱缸的工作狀態并防止側翻。所述振動臺具有可移動部分，該可移動部分進一步通過一個法蘭盤與液柱缸連接，以保證液柱缸的重心與振動臺的振動方向重合。
[0010]上述水聽器聲壓靈敏度測試裝置，振動臺功率小，體積小，可以通過更換不同性能的彈簧來調整振動臺和液柱缸的工作特性。同時，還可以通過在液柱缸的周向均勻安裝彈簧的方法防止液柱缸的側翻。
[0011]2011年12月14日公開的第201110121836.3號中國發明專利，其發明創造的名稱為“水聽器指向性測試裝置”，其包括安裝于下基礎上的振動臺，用于產生振動信號；安裝于振動臺上方的液柱缸，作為測試的容器；安裝于上基礎上的旋轉支架，用于夾持和轉動待測水聽器；其中，所述旋轉支架包括支撐桿、安裝于支撐桿端部的外環、安裝于外環內部的內環，套于內環外部的皮帶、安裝在支撐桿上的電機和安裝于內環上的皮筋。
[0012]上述指向性測試裝置，可以使用振動臺和液柱缸，通過電機來實現水聽器指向性的測試。這是降低水聽器的測試成本、推廣水聽器的研究領域所必需解決的重要技術問題。解決水聽器指向性測試中體積大、成本高昂、誤差較大的問題。
[0013]上述水聽器聲壓靈敏度測試裝置及指向性測試裝置，均存在著如下不足:
1.振動臺容易左右晃動，在聲壓靈敏度測試裝置中，雖然增加了彈簧，能防止側翻，但仍會左右晃動，影響聲壓靈敏度或指向性測試的準確性。
[0014]2.上述裝置功能單一，要么只能測試聲壓靈敏度，要么只能測試指向性，如果需要同時聲壓靈敏度和指向性，以及其他功能，則需要配備多臺測試裝置，占用空間，同時增加了成本的投入。
[0015]3.水聽器穩固性差，易松脫，影響測試的準確性。上述兩個測試裝置中，水聽器均是通過細線綁在水聽器夾具或用膠帶粘貼在水聽器夾具上，使用一段時間后，水聽器便會容易松脫，從而影響測試數據的準確性。
【發明內容】
[0016]本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種醫用水聽器聲壓靈敏度及指向性測試裝置，該測試裝置功能多樣，既能進行聲壓靈敏度，也能進行指向性測試，節省空間，成本投入低；同時，水聽器固定穩固，不易松脫，測試數據準確。進一步，振動臺，不易左右晃動，測試精確度高。
[0017]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
一種醫用水聽器聲壓靈敏度及指向性測試裝置，包括液柱缸，所述液柱缸的底部正中心開設有一個變徑凹槽，該變徑凹槽包括位于下方的小凹槽和位于小凹槽上方的大凹槽；所述小凹槽底部固定連接有彈簧，所述大凹槽內放置有與彈簧固定連接的激振器；所述液柱缸內部設置有底部能與激振器相耦合的彈性薄板，彈性薄板的兩端與液柱缸的兩側內壁密封固定連接；液柱缸的正上方設置有上基礎，該上基礎底部固定設置有中空且能夠旋轉的旋轉支架，旋轉支架伸入液柱缸內部，旋轉支架的底部側壁上設置有高度等高的固定夾具和能夠旋轉的旋轉夾具；所述固定夾具和旋轉夾具均為圓柱形套筒，每個圓柱形套筒內均設置有一個圓柱形的楔形塊，每個楔形塊均帶有一個中心插孔；每個楔形塊的側壁外周均設置有若干個條狀凹槽。
[0018]所述旋轉支架的旋轉由設置在上基礎與旋轉支架之間的第一電機所驅動。
[0019]所述旋轉夾具的旋轉由設置于旋轉支架空腔內的第二電機所驅動。
[0020]所述激振器為壓電陶瓷片。
[0021]所述激振器粘貼在彈性薄板的底部。
[0022]本發明采用上述結構后，具有如下有益效果: