CN118067853A - 一种仿真环境下的超声换能器检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声换能器检测技术领域，提供了一种仿真环境下的超声换能器检测装置，包括仿真环境模型、中心转动组件、一体化调节测试组件和计算机测试系统，仿真环境模型包括电磁辐射腔体、高温腔体和仿生物体液腔体，中心转动组件中的转动壳体活动连接在中心腔体内，第一驱动件与中心管传动连接，所述转动壳体表面设置有四个直线导轨，一体化调节测试组件中的容纳槽用于放置超声换能器，驱动部与第二齿槽传动连接，用于驱使超声换能器进入上料腔体、电磁辐射腔体、高温腔体或仿生物体液腔体，计算机测试系统与超声换能器电性连接，用于检测超声换能器的运行参数或成像质量，具备使用方便、测试效率高和测试数据更加全面、系统和真实的特点。

Description

一种仿真环境下的超声换能器检测装置

技术领域

本发明涉及超声换能器检测技术领域，具体是涉及一种仿真环境下的超声换能器检测装置。

背景技术

专利号CN114858497A公开了一种超声换能器检测设备，其包括：调节装置，其包括固定平台以及相对设置在固定平台上的第一活动部和第二活动部，第一活动部用于安装超声换能器，同时，第一活动部构造成：可相对固定平台旋转，且，可沿固定平台的宽度方向移动；第二活动部用于安装反射板，同时，第二活动部构造成：可至少相对固定平台的长度方向移动；恒温检测腔体，其内用于填充恒温介质，固定平台设置在恒温检测腔体的顶部，并使超声换能器和反射板位于恒温介质内；控制装置，其与调节装置、恒温检测腔体以及超声换能器电连接，能够满足超声换能器更多的性能测试需求。

由于超声换能器在使用时不仅要具备一定的抗电磁干扰和耐高温能力，还要具备很好的防潮效果，尤其是在医疗或生物实验领域内使用的超声换能器，对超声换能器的检测指标要求较为苛刻，需要考虑医疗设备产生的电磁场以及在生物组织液内使用时对超声换能器的干扰程度，因此利用以上技术方案对超声换能器的检测无法更加真实的模拟出超声换能器真实的使用场景，得出的检测结果与实际具备一定的差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种仿真环境下的超声换能器检测装置，旨在解决当使用现有的一种仿真环境下的超声换能器检测装置存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种仿真环境下的超声换能器检测装置，包括仿真环境模型、中心转动组件、一体化调节测试组件和计算机测试系统，所述仿真环境模型包括密封壳和中心腔体，所述密封壳和中心腔体之间设置有上料腔体、电磁辐射腔体、高温腔体和仿生物体液腔体，所述上料腔体、电磁辐射腔体、高温腔体和仿生物体液腔体关于密封壳轴对称分布；

所述中心转动组件包括第一驱动件、转动壳体、直线导轨和中心管，所述第一驱动件安装在密封壳外侧，所述转动壳体活动连接在中心腔体内，所述中心管与转动壳体固定连接，所述第一驱动件与中心管传动连接，所述转动壳体表面设置有四个直线导轨；

所述一体化调节测试组件包括驱动部和移动夹持部，所述移动夹持部包括移动壳体、容纳槽、弧形夹块和第二齿槽，所述移动壳体表面设置有容纳槽，所述容纳槽用于放置超声换能器，所述弧形夹块安装在容纳槽内，所述移动壳体背离容纳槽的一侧设置有第二齿槽，所述驱动部与第二齿槽传动连接，用于驱使超声换能器进入上料腔体、电磁辐射腔体、高温腔体或仿生物体液腔体；

所述计算机测试系统安装在中心管端部，所述计算机测试系统与超声换能器电性连接，用于检测超声换能器的运行参数或成像质量。

作为本发明的进一步方案，所述驱动部包括第二驱动件、传动环、第一传动齿轮、第二传动齿轮和传动杆，所述第一传动齿轮和第二传动齿轮固定连接在传动杆表面，所述第二驱动件与传动环内侧传动连接，所述第一传动齿轮与传动环外侧传动连接，所述第二齿槽与第二传动齿轮传动连接，所述第二驱动件和传动环均安装在转动壳体表面。

作为本发明的进一步方案，所述中心转动组件还包括限位槽、圆盘、第一啮合齿和安装孔，所述转动壳体背离直线导轨的一侧设置有限位槽，所述传动环活动连接在限位槽内，所述圆盘固定连接在中心管端部，所述圆盘表面设置有第一啮合齿和安装孔，所述第一驱动件与第一啮合齿传动连接。

作为本发明的进一步方案，所述移动夹持部还包括电极柱、伸缩件和漏液孔，所述电极柱安装在容纳槽底部，所述超声换能器与电极柱电性连接，所述伸缩件连接在弧形夹块和容纳槽之间，所述容纳槽底部设置有漏液孔，所述伸缩件为弹簧。

作为本发明的进一步方案，所述计算机测试系统包括触控显示面板、导线和基座，所述触控显示面板安装在基座表面，所述基座与圆盘表面的安装孔固定连接，所述导线贯穿转动壳体，且导线连接在电极柱和触控显示面板之间。

作为本发明的进一步方案，所述仿真环境模型还包括反射层、保温层、开口、磁场发生器、空气加热器和液体循环系统，所述电磁辐射腔体和高温腔体内分别设置有反射层和保温层，所述上料腔体、电磁辐射腔体、高温腔体和仿生物体液腔体与中心腔体之间均设置有开口，所述移动壳体通过开口进入上料腔体、电磁辐射腔体、高温腔体或仿生物体液腔体内。

作为本发明的进一步方案，所述传动环两侧分别设置有内啮合齿和外啮合齿，所述第二驱动件与内啮合齿传动连接，所述第一传动齿轮与外啮合齿传动连接。

作为本发明的进一步方案，所述仿真环境模型还包括取放口、密封罩和承载架，所述密封壳表面与上料腔体对应的位置设置有取放口，所述密封壳背离取放口的一侧固定连接有密封罩，所述承载架固定连接在密封壳底部。

本发明的有益效果是：仿真环境模型、中心转动组件、一体化调节测试组件和计算机测试系统相互组合的设计，不仅能够同时对三个超声换能器分别置于电磁辐射腔体、高温腔体和仿生物体液腔体内进行测试，还能够自动将同一个超声换能器按照次序依次置于电磁辐射腔体、高温腔体和仿生物体液腔体内进行测试，一方面能够更为全面系统的检测超声换能器的抗电磁干扰能力、耐高温能力，另一方面能够真实的模拟超声换能器在仿生物体液体中的防潮效果，具备使用方便、测试效率高和测试数据更加全面、系统和真实的特点。

附图说明

图1为本发明实施例一种仿真环境下的超声换能器检测装置的爆炸图。

图2为本发明实施例中心转动组件的第一立体图。

图3为本发明实施例中心转动组件的第二立体图。

图4为本发明实施例一体化调节测试组件的立体图。

图5为本发明实施例驱动部的立体图。

图6为本发明实施例移动夹持部的立体图。

图7为本发明图4中a处的局部放大图。

图8为本发明实施例超声换能器与移动夹持部的安装示意图。

图9为本发明实施例计算机测试系统的立体图。

图10为本发明实施例中心转动组件、一体化调节测试组件和计算机测试系统装配后的第一立体图。

图11为本发明实施例中心转动组件、一体化调节测试组件和计算机测试系统装配后的第二立体图。

图12为本发明实施例中心转动组件、一体化调节测试组件和计算机测试系统装配后的剖视图。

图13为本发明实施例仿真环境模型的剖视图。

图14为本发明一种仿真环境下的超声换能器检测装置的立体图。

图15为本发明实施例一种仿真环境下的超声换能器检测装置的正视图。

图16为本发明实施例一种仿真环境下的超声换能器检测装置的第一剖视图。

图17为本发明实施例一种仿真环境下的超声换能器检测装置的第二剖视图。

附图标记：1-仿真环境模型、11-密封壳、111-中心腔体、112-上料腔体、113-电磁辐射腔体、114-高温腔体、115-仿生物体液腔体、116-反射层、117-保温层、118-开口、12-磁场发生器、13-空气加热器、14-液体循环系统、15-取放口、16-密封罩、17-承载架、2-中心转动组件、21-第一驱动件、22-转动壳体、221-直线导轨、222-限位槽、23-中心管、24-圆盘、241-第一啮合齿、242-安装孔、3-一体化调节测试组件、31-驱动部、311-第二驱动件、312-传动环、3121-内啮合齿、3122-外啮合齿、313-第一传动齿轮、314-第二传动齿轮、315-传动杆、32-移动夹持部、321-移动壳体、322-容纳槽、323-电极柱、324-弧形夹块、325-第二齿槽、326-伸缩件、327-漏液孔、4-计算机测试系统、41-触控显示面板、42-导线、43-基座、5-超声换能器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

请参阅图1至图17，本发明的一个实施例中，一种仿真环境下的超声换能器检测装置，包括仿真环境模型1、中心转动组件2、一体化调节测试组件3和计算机测试系统4，所述仿真环境模型1包括密封壳11和中心腔体111，所述密封壳11和中心腔体111之间设置有上料腔体112、电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115，所述上料腔体112、电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115关于密封壳11轴对称分布；

所述中心转动组件2包括第一驱动件21、转动壳体22、直线导轨221和中心管23，所述第一驱动件21安装在密封壳11外侧，所述转动壳体22活动连接在中心腔体111内，所述中心管23与转动壳体22固定连接，所述第一驱动件21与中心管23传动连接，所述转动壳体22表面设置有四个直线导轨221；

所述一体化调节测试组件3包括驱动部31和移动夹持部32，所述移动夹持部32包括移动壳体321、容纳槽322、弧形夹块324和第二齿槽325，所述移动壳体321表面设置有容纳槽322，所述容纳槽322用于放置超声换能器5，所述弧形夹块324安装在容纳槽322内，所述移动壳体321背离容纳槽322的一侧设置有第二齿槽325，所述驱动部31与第二齿槽325传动连接，用于驱使超声换能器5进入上料腔体112、电磁辐射腔体113、高温腔体114或仿生物体液腔体115；

所述计算机测试系统4安装在中心管23端部，所述计算机测试系统4与超声换能器5电性连接，用于检测超声换能器5的运行参数或成像质量。

进一步的，所述中心转动组件2还包括限位槽222、圆盘24、第一啮合齿241和安装孔242，所述转动壳体22背离直线导轨221的一侧设置有限位槽222，所述传动环312活动连接在限位槽222内，所述圆盘24固定连接在中心管23端部，所述圆盘24表面设置有第一啮合齿241和安装孔242，所述第一驱动件21与第一啮合齿241传动连接。

进一步的，所述移动夹持部32还包括电极柱323、伸缩件326和漏液孔327，所述电极柱323安装在容纳槽322底部，所述超声换能器5与电极柱323电性连接，所述伸缩件326连接在弧形夹块324和容纳槽322之间，所述容纳槽322底部设置有漏液孔327，所述伸缩件326为弹簧。

进一步的，所述仿真环境模型1还包括取放口15、密封罩16和承载架17，所述密封壳11表面与上料腔体112对应的位置设置有取放口15，所述密封壳11背离取放口15的一侧固定连接有密封罩16，所述承载架17固定连接在密封壳11底部。

在本发明实施例中，当需要安装超声换能器5，利用第二驱动件311将移动壳体321移动至上料腔体112内，然后通过开口118将弧形夹块324向两侧拨开，接着将超声换能器5放入容纳槽322内，并且使超声换能器5的电极接口与电极柱323接触，然后松开弧形夹块324，利用伸缩件326的弹力驱使弧形夹块324将超声换能器5固定。

请参阅图2至图12，本发明的一个实施例中，所述驱动部31包括第二驱动件311、传动环312、第一传动齿轮313、第二传动齿轮314和传动杆315，所述第一传动齿轮313和第二传动齿轮314固定连接在传动杆315表面，所述第二驱动件311与传动环312内侧传动连接，所述第一传动齿轮313与传动环312外侧传动连接，所述第二齿槽325与第二传动齿轮314传动连接，所述第二驱动件311和传动环312均安装在转动壳体22表面。

进一步的，所述传动环312两侧分别设置有内啮合齿3121和外啮合齿3122，所述第二驱动件311与内啮合齿3121传动连接，所述第一传动齿轮313与外啮合齿3122传动连接。

在本发明实施例中，第二驱动件311通过内啮合齿3121带动传动环312旋转，旋转的传动环312通过外啮合齿3122和第一传动齿轮313带动传动杆315和第二传动齿轮314旋转，旋转的第二传动齿轮314通过第二齿槽325带动移动壳体321在直线导轨221内移动。

请参阅图13至图17，本发明的一个实施例中，所述计算机测试系统4包括触控显示面板41、导线42和基座43，所述触控显示面板41安装在基座43表面，所述基座43与圆盘24表面的安装孔242固定连接，所述导线42贯穿转动壳体22，且导线42连接在电极柱323和触控显示面板41之间。

进一步的，所述仿真环境模型1还包括反射层116、保温层117、开口118、磁场发生器12、空气加热器13和液体循环系统14，所述电磁辐射腔体113和高温腔体114内分别设置有反射层116和保温层117，所述上料腔体112、电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115与中心腔体111之间均设置有开口118，由于每个开口118尺寸一致，因此附图13中只标记了一处，所述移动壳体321通过开口118进入上料腔体112、电磁辐射腔体113、高温腔体114或仿生物体液腔体115内。

在本发明实施例中，反射层116一方面能够防止电磁场外露，另一方面能够使电磁场充分接触超声换能器5，保温层117能够防止热量散失，减少能量损耗，仿生物体液按照哺乳动物组织液的成份进行配置，用于模拟超声换能器5在医疗或生物领域应用的真实场景，从而能够更加真实的检测出超声换能器5的防潮效果。

工作原理：当需要安装超声换能器5，利用第二驱动件311将移动壳体321移动至上料腔体112内，然后通过开口118将弧形夹块324向两侧拨开，接着将超声换能器5放入容纳槽322内，并且使超声换能器5的电极接口与电极柱323接触，然后松开弧形夹块324，利用伸缩件326的弹力驱使弧形夹块324将超声换能器5固定，然后第一驱动件21通过第一啮合齿241带动转动壳体22和移动壳体321旋转90度，并且按照以上操作方法依次将超声换能器5安装在四个容纳槽322内，紧接着利用第二驱动件311驱使移动壳体321分别移动至上料腔体112、电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115内，接着分别启动磁场发生器12、空气加热器13和液体循环系统14，磁场发生器12通电后在电磁辐射腔体113内产生一定强度的磁场，空气加热器13通电后将高温腔体114内的空气加热的一定温度，液体循环系统14将仿生物体液注入仿生物体液腔体115内，将三个超声换能器5分别在电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115内静置1h，紧接着关闭磁场发生器12和空气加热器13，并利用液体循环系统14将仿生物体液腔体115内的液体抽走，通过触控显示面板41对三个超声换能器5进行测试，然后根据以上方法将三个超声换能器5依次在电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115内静置1h，最终每个超声换能器5都对应输出三种测试结果，通过三种测试结果进行判断超声换能器5的抗电磁干扰能力、耐高温能力和防潮效果。

综上所述，仿真环境模型1、中心转动组件2、一体化调节测试组件3和计算机测试系统4相互组合的设计，不仅能够同时对三个超声换能器5分别置于电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115内进行测试，还能够自动将同一个超声换能器5按照次序依次置于电磁辐射腔体113、高温腔体114和仿生物体液腔体115内进行测试，一方面能够更为全面系统的检测超声换能器5的抗电磁干扰能力、耐高温能力，另一方面能够真实的模拟超声换能器5在仿生物体液体中的防潮效果，具备使用方便、测试效率高和测试数据更加全面、系统和真实的特点。

对于本领域技术人员而言，虽然说明了本发明的几个实施方式以及实施例，但这些实施方式以及实施例是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等效的范围内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，包括仿真环境模型(1)、中心转动组件(2)、一体化调节测试组件(3)和计算机测试系统(4)，所述仿真环境模型(1)包括密封壳(11)和中心腔体(111)，所述密封壳(11)和中心腔体(111)之间设置有上料腔体(112)、电磁辐射腔体(113)、高温腔体(114)和仿生物体液腔体(115)，所述上料腔体(112)、电磁辐射腔体(113)、高温腔体(114)和仿生物体液腔体(115)关于密封壳(11)轴对称分布；

所述中心转动组件(2)包括第一驱动件(21)、转动壳体(22)、直线导轨(221)和中心管(23)，所述第一驱动件(21)安装在密封壳(11)外侧，所述转动壳体(22)活动连接在中心腔体(111)内，所述中心管(23)与转动壳体(22)固定连接，所述第一驱动件(21)与中心管(23)传动连接，所述转动壳体(22)表面设置有四个直线导轨(221)；

所述一体化调节测试组件(3)包括驱动部(31)和移动夹持部(32)，所述移动夹持部(32)用于放置超声换能器(5)，所述驱动部(31)与移动夹持部(32)传动连接，用于驱使超声换能器(5)进入上料腔体(112)、电磁辐射腔体(113)、高温腔体(114)或仿生物体液腔体(115)；

所述计算机测试系统(4)安装在中心管(23)端部，所述计算机测试系统(4)与超声换能器(5)电性连接，用于检测超声换能器(5)的运行参数或成像质量。

2.根据权利要求1所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述移动夹持部(32)包括移动壳体(321)、容纳槽(322)、弧形夹块(324)和第二齿槽(325)，所述移动壳体(321)表面设置有容纳槽(322)，所述容纳槽(322)用于放置超声换能器(5)，所述弧形夹块(324)安装在容纳槽(322)内，所述移动壳体(321)背离容纳槽(322)的一侧设置有第二齿槽(325)，所述驱动部(31)与第二齿槽(325)传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述驱动部(31)包括第二驱动件(311)、传动环(312)、第一传动齿轮(313)、第二传动齿轮(314)和传动杆(315)，所述第一传动齿轮(313)和第二传动齿轮(314)固定连接在传动杆(315)表面，所述第二驱动件(311)与传动环(312)内侧传动连接，所述第一传动齿轮(313)与传动环(312)外侧传动连接，所述第二齿槽(325)与第二传动齿轮(314)传动连接，所述第二驱动件(311)和传动环(312)均安装在转动壳体(22)表面。

4.根据权利要求3所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述中心转动组件(2)还包括限位槽(222)、圆盘(24)、第一啮合齿(241)和安装孔(242)，所述转动壳体(22)背离直线导轨(221)的一侧设置有限位槽(222)，所述传动环(312)活动连接在限位槽(222)内，所述圆盘(24)固定连接在中心管(23)端部，所述圆盘(24)表面设置有第一啮合齿(241)和安装孔(242)，所述第一驱动件(21)与第一啮合齿(241)传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述移动夹持部(32)还包括电极柱(323)、伸缩件(326)和漏液孔(327)，所述电极柱(323)安装在容纳槽(322)底部，所述超声换能器(5)与电极柱(323)电性连接，所述伸缩件(326)连接在弧形夹块(324)和容纳槽(322)之间，所述容纳槽(322)底部设置有漏液孔(327)，所述伸缩件(326)为弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述计算机测试系统(4)包括触控显示面板(41)、导线(42)和基座(43)，所述触控显示面板(41)安装在基座(43)表面，所述基座(43)与圆盘(24)表面的安装孔(242)固定连接，所述导线(42)贯穿转动壳体(22)，且导线(42)连接在电极柱(323)和触控显示面板(41)之间。

7.根据权利要求6所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述仿真环境模型(1)还包括反射层(116)、保温层(117)、开口(118)、磁场发生器(12)、空气加热器(13)和液体循环系统(14)，所述电磁辐射腔体(113)和高温腔体(114)内分别设置有反射层(116)和保温层(117)，所述上料腔体(112)、电磁辐射腔体(113)、高温腔体(114)和仿生物体液腔体(115)与中心腔体(111)之间均设置有开口(118)，所述移动壳体(321)通过开口(118)进入上料腔体(112)、电磁辐射腔体(113)、高温腔体(114)或仿生物体液腔体(115)内。

8.根据权利要求3所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述传动环(312)两侧分别设置有内啮合齿(3121)和外啮合齿(3122)，所述第二驱动件(311)与内啮合齿(3121)传动连接，所述第一传动齿轮(313)与外啮合齿(3122)传动连接。

9.根据权利要求1所述的一种仿真环境下的超声换能器检测装置，其特征在于，所述仿真环境模型(1)还包括取放口(15)、密封罩(16)和承载架(17)，所述密封壳(11)表面与上料腔体(112)对应的位置设置有取放口(15)，所述密封壳(11)背离取放口(15)的一侧固定连接有密封罩(16)，所述承载架(17)固定连接在密封壳(11)底部。