换能器静态电容确定方法技术

本申请提供一种换能器静态电容确定方法

【技术实现步骤摘要】
换能器静态电容确定方法、装置、电子设备及介质


[0001]本申请涉及智能医疗器械应用
，具体涉及一种换能器静态电容确定方法
、
装置
、
电子设备及介质
。

技术介绍

[0002]超声刀是一种常见的外科手术刀，具有创伤小
、
烟雾少
、
可凝血等特点，在外科手术中广泛应用
。
其工作原理是超声刀主机产生一定频率能量输出，通过换能器谐振转换为同等频率的机械纵波，带动超声刀头振动，其频率高
、
振幅小，对小面积人体组织产生切割凝血作用
。
[0003]已知的换能器等效电路如图1所示，其中，
R1为动态电阻，
C1为动态电容，
L1为动态电感，三者串联构成机械臂支路，并可以根据负载变化
。C0为静态电容，即电学臂支路
。
工作时，电源输出一定频率能量信号，该频率为
L1、R1、C1构成的谐振频率点即
f0＝
12
π
L1C1，此时等效电路产生谐振，理论阻抗
Z
＝
R1，换能器可以实现最优效率转换
。
[0004]但由于等效静态电容
C0的存在且无法消除，使得换能器等效回路呈容性，影响了机械臂的理想谐振，从而抑制了换能器的能量转换
。
通常，为了抑制
C0对换能器的影响，常用的做法为在等效回路并联或串联合适的电感
L0，使得
>L0和
C0也满足频率
f0谐振，此方法可抵消静态电容
C0的影响，但是在超声刀使用过程中，换能器的温度会升高，在换能器的温度改变后会使静态电容
C0增大，因而固定取值的电感
L0并不一定使电感
L0和静态电容
C0工作在谐振状态，可能存在影响换能器工作效率的问题
。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请提供一种换能器静态电容确定方法
、
装置
、
电子设备及介质，以解决上述技术问题
。
[0006]本申请提供的一种换能器静态电容确定方法，所述方法包括：
[0007]获取多组超声刀使用数据，每组所述超声刀使用数据包括使用所述超声刀进行切割时的当前档位电流
、
在所述超声刀使用过程中所述当前档位电流的当前累积激发时间
、
换能器的当前温度以及当前静态电容与初始静态电容之间的测试电容差值；
[0008]对多组所述超声刀使用数据进行拟合，确定三维曲面函数；
[0009]在任一次切割开始时，获取所述换能器的当前温度
、
当前档位电流以及所述当前档位电流的当前累积激发时间；
[0010]根据所述当前温度
、
所述当前档位电流
、
所述当前累积激发时间以及所述三维曲面函数，确定理论电容差值；
[0011]根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容
。
[0012]于本申请一实施例中，所述根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容之后，所述方法还包括：
[0013]获取所述换能器两端的电压以及经过所述换能器的总电流；
[0014]根据预设周期内所述换能器两端的电压确定电压最大值以及电压信号的角频率；
[0015]根据所述目标静态电容
、
所述总电流
、
所述电压最大值以及所述电压信号的角频率，确定机械臂支路电流；
[0016]确定所述电压与所述机械臂支路电流之间的相位差；
[0017]将所述电压以及所述机械臂支路电流之间的相位差调整为目标相位差
。
[0018]于本申请一实施例中，所述确定所述电压与所述机械臂支路电流之间的相位差，包括：
[0019]对所述机械臂支路电流以及所述电压进行快速傅里叶变换；
[0020]确定经过所述快速傅里叶变换的所述机械臂支路电流与所述电压之间的相位差
。
[0021]于本申请一实施例中，所述根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容，包括：
[0022]将所述理论电容差值与所述初始静态电容的和确定为所述目标静态电容
。
[0023]为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种换能器静态电容确定装置，包括：
[0024]第一数据获取模块，用于获取多组超声刀使用数据，每组所述超声刀使用数据包括使用所述超声刀进行切割时的当前档位电流
、
在所述超声刀使用过程中所述当前档位电流的当前累积激发时间
、
换能器的当前温度以及当前静态电容与初始静态电容之间的测试电容差值；
[0025]数据处理模块，用于对多组所述超声刀使用数据进行拟合，确定三维曲面函数；
[0026]第二数据获取模块，用于在任一次切割开始时，获取所述换能器的当前温度
、
当前档位电流以及所述当前档位电流的当前累积激发时间；
[0027]电容差值确定模块，用于根据所述当前温度
、
所述当前档位电流
、
所述当前累积激发时间以及所述三维曲面函数，确定理论电容差值；
[0028]目标电容确定模块，用于根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容
。
[0029]于本申请一实施例中，所述换能器静态电容确定装置还包括：
[0030]第三数据获取模块，用于获取所述换能器两端的电压以及经过所述换能器的总电流；
[0031]电压确定模块，用于根据预设周期内所述换能器两端的电压确定电压最大值以及电压信号的角频率；
[0032]电流确定模块，用于根据所述目标静态电容
、
所述总电流
、
所述电压最大值以及所述电压信号的角频率，确定机械臂支路电流；
[0033]相位差确定模块，用于确定所述电压与所述机械臂支路电流之间的相位差；
[0034]频率跟踪模块，用于将所述电压以及所述机械臂支路电流之间的相位差调整为目标相位差
。
[0035]于本申请一实施例中，所述相位差确定模块，包括：
[0036]数据处理单元，用于对所述机械臂支路电流以及所述电压进行快速傅里叶变换；
[0037]相位差确定单元，用于确定经过所述快速傅里叶变换的机械臂支路电流与所述电压之间的相位差
。
[0038]于本申请一实施例中，所述目标电容确定模块还用于：
[0039]将所述理论电容差值与所述初始静态电容的和确定为所述目标静态电容
。
[0040]为实现上述目的及其他相关目的，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
[0041]一个或多个处理器；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种换能器静态电容确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取多组超声刀使用数据，每组所述超声刀使用数据包括使用所述超声刀进行切割时的当前档位电流
、
在所述超声刀使用过程中所述当前档位电流的当前累积激发时间
、
换能器的当前温度以及当前静态电容与初始静态电容之间的测试电容差值；对多组所述超声刀使用数据进行拟合，确定三维曲面函数；在任一次切割开始时，获取所述换能器的当前温度
、
当前档位电流以及所述当前档位电流的当前累积激发时间；根据所述当前温度
、
所述当前档位电流
、
所述当前累积激发时间以及所述三维曲面函数，确定理论电容差值；根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容
。2.
根据权利要求1所述的换能器静态电容确定方法，其特征在于，所述根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容之后，所述方法还包括：获取所述换能器两端的电压以及经过所述换能器的总电流；根据预设周期内所述换能器两端的电压确定电压最大值以及电压信号的角频率；根据所述目标静态电容
、
所述总电流
、
所述电压最大值以及所述电压信号的角频率，确定机械臂支路电流；确定所述电压与所述机械臂支路电流之间的相位差；将所述电压以及所述机械臂支路电流之间的相位差调整为目标相位差
。3.
根据权利要求2所述的换能器静态电容确定方法，其特征在于，所述确定所述电压与所述机械臂支路电流之间的相位差，包括：对所述机械臂支路电流以及所述电压进行快速傅里叶变换；确定经过所述快速傅里叶变换的所述机械臂支路电流与所述电压之间的相位差
。4.
根据权利要求1所述的换能器静态电容确定方法，其特征在于，所述根据所述理论电容差值以及所述初始静态电容确定目标静态电容，包括：将所述理论电容差值与所述初始静态电容的和确定为所述目标静态电容
。5.
一种换能器静态电容确定装置，其特征在于，所述装置包括：第一数据获取模块，用于获取多组超声刀使用数据，每组所述超声刀使用数据包括使用所述超声刀进行切割时的当前档位电流
、
在所述超声刀使用过程中所述当前档位电流的当前累积激发时间
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺斌，张天航，田建均，
申请(专利权)人：重庆迈科唯医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：