Ультразвуковой сканирующий преобразователь Советский патент 1991 года по МПК A61B8/00 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к ультразвуковым устройствам для диагностики биологических объектов.

Целью изобретения является повышение качества изображения, надежности и долговечности преобразователя.

На фиг. 1 изображен преобразователь, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Ультразвуковой сканирующий преобразователь содержит герметичный корпус 1, в котором установлен барабан 2 с пъезоэле- ментом 3, согласующий трансформатор 4, оптоэлектронный датчик 5 углового положения барабана 2, электродвигатель 6 с валом 7. Корпус 1 заполнен акустически прозрачной жидкостью.

Барабан 2 предназначен для закрепления на нем пьезоэлемента 3 и демпфирующего слоя 8. На торце барабана 2, обращенном к оптоэлектронному датчику 5 углового положения барабана, нанесена светлая метка. Барабан 2 жестко установлен на валу 7, который вращается на дёух подшипниках 9 в герметичном корпусе 1.

Оптоэлектронный датчик углового положения барабана 2. состоящий из светодиода и фотодиода, жестко установлен в корпусе 1 на шайбе 10, работает на отражении света от светлой метки и служит для синхронизации положения барабана 2 с моментом начала возбуждения пьезоэлемента 3 от электронного блока (не показан). Оптоэлектронный датчик 5 положения подключен через гермоввод 11 к электронному блоку.

Согласующий трансформатор 4 необходим для согласования выходного сопротивления возбуждающего генератора электронного блока с сопротивлением пьес ел

CJ

VI

зоэлемента 3. а также для бесконтактной передачи энергии вращающемуся пьезоэле- менту 3 и эхосигналов пьезоэлемента 3 в схему электронного блока.

Первичная обмотка согласующего трансформатора 4 укреплена на-шайбе 10, ее концы выведены через гермоввод 11. Вторичная обмотка трансформатора 4 укреплена на сердечнике 12, жестко установленном на валу 7. Выводы вторичной обмотки трансформатора подведены к пье- зоэлементу 3.

Синхронный тихоходный бесколлекторный электродвигатель 6 служит для привода барабана 2 с пьезоэлементом 3. Ротор 13 электродвигателя также представляет собой барабан, жестко закрепленный на валу 7. В пазы барабана вклеено 12 постоянных магнитов 14 таким образом, что их полюса N и S чередуются. Статор электродвигателя 6 представляет собой двенадцать катушек 15, намотанных на Н-образные сердечники из материала АРМКО. Катушки 15 включены параллельно и через одну встречно. Концы статорной обмотки выводятся из герметичного корпуса 1 через гермоввод 11. Электродвигатель питается переменным напряжением 12 В синусоидальной формы, частотой 36 Гц, при этом двигатель вращается с частотой 360 об/мин.

В герметичном корпусе 1 имеется отверстие, закрываемое заглушкой 16, для заливки внутренней полости корпуса акустически прозрачной жидкостью.

Ультразвуковой сканирующий преобразователь работает следующим образом.

При подаче питания электродвигателю в катушках 15 статора возникает вращающееся магнитное поле, которое, взаимодействуя с магнитным полем постоянных магнитов 14 ротора 13, приводит его во вращение, передающееся барабану 2 с пьезоэлементом 3 и сердечнику 12 с вторичной обмоткой согласующего трансформатора 4. При вращении барабана 2 светлая метка, нанесенная на его торце, проходит напротив оптоэлектронного датчика 5 углового положения барабана. Свет, непрерывно излучаемый светодиодом датчика 5, отражается от этой светлой метки и попадает на его фотодиод, в котором вырабатывается импульс, запускающий в электронном блоке прибора генератор зондирующих импульсов. Импульсы высокого напряжения поступают на первичную обмотку согласующего трансформатора 4, передаются во вторичную обмотку и на пьезоэлемент 3, возбуждая в нем ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания распространяются в акустически прозрачной жидкости, заполняющей корпус 1, и излучаются через стенку в исследуемый объект.

Выполнение всей конструкции внутри

одного герметичного корпуса 1 вследствие этого отсутствие сальника обеспечивает высокую герметичность корпуса 1, исключающую попадание внутрь него воздуха и

продуктов распада сальника, и надежный акустический контакт независимо от срока службы. Отраженные от структурных нео- днородностей эхосигналы возвращаются к пьезоэлементу 3 через стенку корпуса 1 и

акустически прозрачную жидкость, преобразуются им в электрические колебания и через согласующий трансформатор передаются в электронный блок прибора.

Генератор зондирующих импульсов работает строго определенное время, за которое пьезоэлемент 3 с барабаном 2 поворачивается на угол 90°. Таким образом осуществляется сканирование ультразвуковым лучом в пределах угла 90°.

Благодаря использованию оесколлек- торного синхронного двенадцатиполюсно- го электродвигателя 6 и жесткой связи его ротора 13 с барабаном 2 с пьезоэлементом 3 обеспечивается высокая равномерность

скорости вращения пьезоэлемента 3 и тем самым исключаются искажения изображения по углу вращения.

Формула изобретения

Ультразвуковой сканирующий преобразователь, содержащий корпус, в котором расположены барабан с пьезоэлементом, согласующий трансформатор, привод для вращения барабана и оптоэлектронный датQ чик углового положения барабана, при этом барабан с пьезоэлементом расположен в герметичной части корпуса, отличающийся тем, что. с целью повышения качества изображения, надежности, и долговечности

5 преобразователя, привод для вращения барабана выполнен в виде бесконтактного электродвигателя, вращающаяся часть согласующего трансформатора установлена на валу ротора между барабаном и электроQ двигателем, при этом согласующий транс- Форматор и электродвигатель также находятся в герметичном корпусе, заполненном иммерсионной средой, оптоэлектронный датчик углового положения

е расположен на барабане, а неподвижные части согласующего трансформатора и электродвигателя закреплены на внутренней поверхности корпуса

16

J В

Ю У if 12 Фиг.1

11

15 6 1

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в медицине при ультразвуковой диагностике биологических объектов. Целью изобретения является повышение качества изображения, надежности и долговечности преобразователя. Цель достигается благодаря тому, что привод для вращения барабана с пьезо- элементом выполнен в виде бесконтактного электродвигателя. Вращающаяся часть согласующего трансформатора установлена на валу ротора между барабаном и электродвигателем. На барабане с пьезоэле- ментом расположен оптоэлектронный датчик углового положения. Барабан с элементом, согласующий трансформатор и электродвигатель расположены в герметичном корпусе, заполненном иммерсионной средой. Неподвижные части согласующего трансформатора и электродвигателя закреплены на внутренней поверхности корпуса. 2 ил.

15

Фиг. 2