超声设备、产生超声波的方法技术

本发明专利技术提供一种超声设备、产生超声波的方法，属于超声技术领域，其可至少部分解决现有的超声设备产生的超声波能量较低的问题。本发明专利技术实施例的超声设备包括：边界单元，用于盛装超声介质，所述边界单元的用于接触超声介质的表面，为能反射超声波的反射面；超声发射单元，用于通过驱动所述反射面振动向所述边界单元内的超声介质发射超声波，且至少部分所述超声波被所述反射面反射后能达到其它反射面；控制单元，用于确定振动系统的共振频率，并控制所述超声发射单元发射包括所述共振频率的成分的超声波，其中，所述振动系统包括所述超声介质、所述边界单元。所述边界单元。所述边界单元。

【技术实现步骤摘要】
超声设备、产生超声波的方法


[0001]本专利技术属于超声
，具体涉及一种超声设备、产生超声波的方法。

技术介绍

[0002]超声波是指频率大于20kHz(千赫兹)的声波，其具有许多不同于可听声波的性质。利用超声波，尤其是聚焦的超声波，可进行疾病治疗(如高强度聚焦超声波治疗)、物理研究、材料处理等许多应用。
[0003]在许多应用中，提高超声波的能量(声强)，尤其是提高聚焦的超声波的焦点的能量是很重要的，但很多情况下，超声波的能量仍然无法达到所期望的值。

技术实现思路

[0004]本专利技术至少部分解决现有的超声设备产生的超声波能量较低的问题，提供一种可达到更高能量的超声设备、产生超声波的方法。
[0005]本专利技术的一个方面提供一种超声设备，其包括：
[0006]边界单元，用于盛装超声介质，所述边界单元的用于接触超声介质的表面为能反射超声波的反射面；
[0007]超声发射单元，用于通过驱动所述反射面振动向所述边界单元内的超声介质发射超声波，且至少部分所述超声波被所述反射面反射后能达到其它反射面；
[0008]控制单元，用于确定振动系统的共振频率，并控制所述超声发射单元发射包括所述共振频率的成分的超声波，其中，所述振动系统包括所述超声介质、所述边界单元。
[0009]可选的，所述反射面为具有焦点的弧面。
[0010]可选的，所述反射面为球面，或包括球心的球面的一部分。
[0011]可选的，所述球面的直径为具有所述共振频率的超声波的波长的整数倍。
[0012]可选的，所述超声介质包括水、体模、生物体组织中的任意一种。
[0013]可选的，所述共振频率在20kHz至10MHz之间。
[0014]可选的，所述反射面的体模量不超过所述超声介质的体模量的10倍。
[0015]可选的，所述反射面的体模量超过所述超声介质的体模量的10倍；
[0016]所述控制单元用于控制所述超声发射单元发射频率等于所述共振频率的超声波。
[0017]可选的，所述超声发射单元包括用于发射超声波的发射面；
[0018]所述发射面为所述反射面；
[0019]所述振动系统包括超声发射单元。
[0020]本专利技术的另一个方面提供一种产生超声波的方法，其采用上述的超声设备实现，所述方法包括：
[0021]所述控制单元确定所述振动系统的共振频率；
[0022]所述控制单元控制所述超声发射单元发射包括所述共振频率的成分的超声波。
[0023]本专利技术实施例的超声设备中，通过控制单元可获得振动系统(如边界单元、超声介
质等)当前的共振频率，从而使超声发射单元发射频率等于该共振频率的超声波；通过反射面的作用，超声波可在振动系统中多次往复传播，并向振动系统传递能量；而由于超声波的频率等于振动系统的共振频率，故超声波的传播可引发振动系统的共振，振动系统的共振又可反过来增强超声波，使振动系统的振幅和其中超声波的能量逐渐增强，从而在发射的超声波能量不变的情况下，大大提高实际超声波的能量(尤其是聚焦的超声波在焦点处的能量)，使超声波实现更好的处理效果，如达到更好的聚焦超声波治疗效果和超声波处理效果，或者在焦点处达到更高的温度、压力，以引发新的声学现象等。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的一种超声设备中反射面的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例的另一种超声设备中反射面的结构示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例的另一种超声设备中反射面的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例的一种超声设备的组成示意框图；
[0028]其中，附图标记为：10、反射面。
具体实施方式
[0029]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
[0030]可以理解的是，此处描述的具体实施例和附图仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。
[0031]可以理解的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
[0032]可以理解的是，为便于描述，本专利技术的附图中仅示出了与本专利技术相关的部分，而与本专利技术无关的部分未在附图中示出。
[0033]可以理解的是，本专利技术的实施例中所涉及的每个单元、模块可仅对应一个实体结构，也可由多个实体结构组成，或者，多个单元、模块也可集成为一个实体结构。
[0034]实施例1：
[0035]参照图1至图4，本专利技术实施例提供一种超声设备。
[0036]具体的，超声设备是用于在所需范围内产生超声波的设备，其产生的超声波可用于疾病治疗(如高强度聚焦超声波治疗)、物理研究、材料处理等。
[0037]本专利技术实施例的超声设备包括：
[0038]边界单元，用于盛装超声介质，边界单元的用于接触超声介质的表面为能反射超声波的反射面10。
[0039]超声发射单元，用于通过驱动反射面10振动向边界单元内的超声介质发射超声波，且至少部分超声波被反射面10反射后能达到其它反射面10。
[0040]控制单元，用于确定振动系统的共振频率，并控制超声发射单元发射包括共振频率的成分的超声波，其中，振动系统包括超声介质、边界单元。
[0041]本专利技术实施例的超声设备中，超声发射单元用于产生超声波，其具体可为超声换能器等形式。
[0042]边界单元则用于盛放传播超声波的超声介质(如脱气水)，即将超声介质限定在其边界(反射面10)内，而超声发射单元发出的超声波必须引起反射面10的振动，从而将超声波传入边界单元内的超声介质中。而且，边界单元与超声介质接触的表面为能反射超声波的反射面10，即超声介质中的超声波传播至反射面10时会被反射回去，且通过设计超声发射单元的发射方向、边界单元(反射面10)的形状等，需要保证在至少部分反射面10处，被反射的超声波不是直接射出，而是会反射到其它反射面10上，发生多次反射。
[0043]其中，超声设备在使用时会形成振动系统，振动系统是指在超声波传播的预定范围内的全部对象，其至少包括以上超声介质和边界单元。
[0044]而若超声介质中还设有靶区目标，则靶区目标也是振动系统的一部分。其中，靶区目标是指位于靶区(如聚焦的超声波的焦点处)的目标，或者说是超声波的处理对象，其具体可为待治疗的人体部位、需要通过超声波进行处理的材料等。
[0045]当然，振动系统中也可没有靶区目标，例如边界单元中可只有超声介质，而超声设备是用于研究超声介质中(如聚焦的超声波的焦点处)的声致发光等现象的。
[0046]以上振动系统中的各对象均会受到超声波的影响，故若将其视为一个整体，则该整体具有特定的共振频率，即振动系统可在该共振频率下发生共振。当然，共振频率的具体值是根据振动系统情况的不同而不同的，例如，当采用的超声介质不同、超声介质的用量不同、环境的温度/压力不同、靶区目标不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声设备，其特征在于，包括：边界单元，用于盛装超声介质，所述边界单元的用于接触超声介质的表面为能反射超声波的反射面；超声发射单元，用于通过驱动所述反射面振动向所述边界单元内的超声介质发射超声波，且至少部分所述超声波被所述反射面反射后能达到其它反射面；控制单元，用于确定振动系统的共振频率，并控制所述超声发射单元发射包括所述共振频率的成分的超声波，其中，所述振动系统包括所述超声介质、所述边界单元。2.根据权利要求1所述的超声设备，其特征在于，所述反射面为具有焦点的弧面。3.根据权利要求2所述的超声设备，其特征在于，所述反射面为球面，或包括球心的球面的一部分。4.根据权利要求3所述的超声设备，其特征在于，所述球面的直径为具有所述共振频率的超声波的波长的整数倍。5.根据权利要求1所述的超声设备，其特征在于，所述超声介质包括水、体模、生...

【专利技术属性】
技术研发人员：何敏，孙偲能，宋丹，王智彪，
申请(专利权)人：重庆融海超声医学工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：