超声波成像装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种超声波成像装置及系统，涉及超声成像技术领域，装置包括：超声波激发电路、超声换能器、收发隔离电路和FPGA模块；超声波激发电路向超声换能器发射窄脉冲信号，以激励超声换能器向目标检测物体发射超声波信号；收发隔离电路接收目标检测物体在接收到超声波信号后所反射的多路回波信号，FPGA模块对多路回波信号进行数字信号处理，得到目标检测物体对应的成像信号。本实用新型专利技术采用超声波激发电路发射窄脉冲信号，激励微型电容式超声换能器向目标检测物体发射超声波，可以提高探测精度，并采用收发隔离电路接收目标检测物体反射回的回波信号，结合FPGA模块对回波信号的处理，大大提高了信号处理速度，及成像效率。

【技术实现步骤摘要】
超声波成像装置及系统
本技术涉及超声成像
，尤其是涉及一种超声波成像装置及系统。
技术介绍
超声成像技术在医学诊断、无损检测、超声显微镜和水下探测等多个领域内具有广泛的应用前景。超声成像系统的性能取决于超声换能器、信号处理电路、图像处理的方法和声学封装的技术水平。其中超声换能器能够发射超声波和检测超声波，实现电声转换和声电转换，是超声成像诊断设备的核心部件。超声换能器的发展对提高超声检测技术和设备的发展起着决定性的作用。但现有的超声波成像装置中大多数利用传统的压电式超声波换能器，传统的压电式超声波换能器由于种种限制已不能满足现代超声检测的需求，在信号处理方面使用DSP数字信号处理芯片，处理速度较慢，传统收发一体电路多采用开关隔离法实现发射和接收模式的隔离，但其电路结构复杂，成本较高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种超声波成像装置及系统，采用超声波激发电路发射窄脉冲信号，激励微型电容式超声换能器向目标检测物体发射超声波，可以提高探测精度，并采用收发隔离电路接收目标检测物体反射回的回波信号，结合FPGA模块对回波信号的处理，大大提高了信号处理速度，及成像效率。第一方面，本技术实施例提供了一种超声波成像装置，包括：超声波激发电路、超声换能器、收发隔离电路和FPGA模块；超声波激发电路与超声换能器连接；超声波激发电路向超声换能器发射窄脉冲信号，以激励超声换能器向目标检测物体发射超声波信号；收发隔离电路接收目标检测物体在接收到超声波信号后所反射的多路回波信号，并将多路回波信号向FPGA模块发送；FPGA模块对多路回波信号进行数字信号处理，得到目标检测物体对应的成像信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，超声波换能器包括：底座、支撑杆和方形换能器阵列；支撑杆垂直安装于底座上；支撑杆可沿水平方向进行360度旋转；方形换能器阵列与支撑杆的端部活动连接；方形换能器阵列包括：16个并联组合的圆形超声波发射头。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：低噪声放大器和高速AD转换器；低噪声放大器分别与收发隔离电路、高速AD转换器连接；低噪声放大器接收收发隔离电路所发送的回波信号，并将回波信号进行放大处理；高速AD转换器将放大处理后的信号转换为数字信号，并将数字信号发送至FPGA模块。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，FPGA模块包括：带通滤波器、加法器和正交解调器；带通滤波器接收多路回波信号，并对多路回波信号进行滤波处理，将滤波处理后的多路信号输入加法器中；加法器对多路信号进行运算，得到一路信号输入至正交解调器；正交解调器对一路信号进行载波分量去除，生成成像信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括：STM控制模块和显示装置；STM控制模块分别与FPGA模块及显示装置连接；STM控制模块接收FPGA模块所发送的成像信号，并根据成像信号控制显示装置对目标检测物体进行图像显示。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，FPGA模块还与超声波激发电路连接；超声波激发电路接收FPGA模块所发送的发射脉冲控制指令，根据发射脉冲控制指令向超声波换能器发射窄脉冲信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：电源模块；电源模块与超声波激发电路连接；电源模块为超声波激发电路充电。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：按键调控模块；按键调控模块与STM控制模块连接；按键调控模块用于接收用户的调控操作指令，并将调控操作指令发送至STM控制模块；STM控制模块根据调控操作指令执行相应的功能。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，显示装置包括：LCD显示屏、OLED显示屏、LED显示屏中至少一种。第二方面，本技术实施例还提供一种超声波成像系统，包括监控中心以及一个或者多个如第一方面所述的超声波成像装置；超声波成像装置与监控中心通信连接。本技术实施例带来了以下有益效果：本技术实施例提供的超声波成像装置中，包括超声波激发电路、超声换能器、收发隔离电路和FPGA模块；其中，超声波激发电路与超声换能器连接；超声波激发电路向超声换能器发射窄脉冲信号，以激励超声换能器向目标检测物体发射超声波信号；收发隔离电路接收目标检测物体在接收到超声波信号后所反射的多路回波信号，并将多路回波信号向FPGA模块发送；FPGA模块对多路回波信号进行数字信号处理，得到目标检测物体对应的成像信号。本技术采用超声波激发电路发射窄脉冲信号，激励微型电容式超声换能器向目标检测物体发射超声波，可以提高探测精度，并采用收发隔离电路接收目标检测物体反射回的回波信号，结合FPGA模块对回波信号的处理，大大提高了信号处理速度，及成像效率。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种超声波成像装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的另一种超声波成像装置的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种超声波成像装置中超声换能器的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种超声换能器中方形换能器阵列的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种超声波成像装置中超声波激发电路的结构示意图；图6为本技术实施例提供的一种超声波成像装置中收发隔离电路的结构示意图；图7为本技术实施例提供的一种超声波成像装置中FPGA模块正交解调示意图；图8为本技术实施例提供的一种超声波成像系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。目前，现有的超声波成像装置中大多数利用传统的压电式超声波换能器，由于种种限制已不能满足现代超声检测的需求，使用DSP数字信号处理芯片，处理速度较慢，传统收发一体电路多采用开关隔离法实现发射和接收模式的隔离，其电路结构复杂，成本较高。基于此，本技术实施例提供了一种超声波成像装置及系统，采用超声波激发电路发射窄脉冲信号，激励微型电容式超声换能器向目标检测物体发射超声波，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波成像装置，其特征在于，包括：超声波激发电路、超声换能器、收发隔离电路和FPGA模块；所述超声波激发电路与所述超声换能器连接；所述超声波激发电路向所述超声换能器发射窄脉冲信号，以激励所述超声换能器向目标检测物体发射超声波信号；所述收发隔离电路接收所述目标检测物体在接收到所述超声波信号后所反射的多路回波信号，并将所述多路回波信号向所述FPGA模块发送；所述FPGA模块对所述多路回波信号进行数字信号处理，得到所述目标检测物体对应的成像信号。

【技术特征摘要】
1.一种超声波成像装置，其特征在于，包括：超声波激发电路、超声换能器、收发隔离电路和FPGA模块；所述超声波激发电路与所述超声换能器连接；所述超声波激发电路向所述超声换能器发射窄脉冲信号，以激励所述超声换能器向目标检测物体发射超声波信号；所述收发隔离电路接收所述目标检测物体在接收到所述超声波信号后所反射的多路回波信号，并将所述多路回波信号向所述FPGA模块发送；所述FPGA模块对所述多路回波信号进行数字信号处理，得到所述目标检测物体对应的成像信号。2.根据权利要求1所述的超声波成像装置，其特征在于，所述超声波换能器包括：底座、支撑杆和方形换能器阵列；所述支撑杆垂直安装于所述底座上；所述支撑杆可沿水平方向进行360度旋转；所述方形换能器阵列与所述支撑杆的端部活动连接；所述方形换能器阵列包括：16个并联组合的圆形超声波发射头。3.根据权利要求1所述的超声波成像装置，其特征在于，还包括：低噪声放大器和高速AD转换器；所述低噪声放大器分别与所述收发隔离电路、所述高速AD转换器连接；所述低噪声放大器接收所述收发隔离电路所发送的回波信号，并将所述回波信号进行放大处理；所述高速AD转换器将所述放大处理后的信号转换为数字信号，并将所述数字信号发送至所述FPGA模块。4.根据权利要求1所述的超声波成像装置，其特征在于，所述FPGA模块包括：带通滤波器、加法器和正交解调器；所述带通滤波器接收所述多路回波信号，并对所述多路回波信号进行滤波处理，将滤波处理后的多路信号输入所述加法器中；所述加法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣耀，刘文超，郑李兴，何仲涛，叶先万，李宣成，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42