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市场渠道合作【德国】在物体中创建全息超声场的设备及方法

本发明通过声全息图,以简单和高成本效益的方式来构造声场;已用3D打印技术制作全息图,其典型材料和可实现分辨率为水性应用提供了高达10 MHz的声全息图;与现有换能器相比,它允许使用更简单和更便宜的技术来生成更复杂的声场,适用于超声波治疗领域。

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T2018080019
德国
整体方案
面议
产品
机械电子

方案描述

技术详述
一、技术背景超声波正被用于许多领域,从医学成像和治疗到非破坏性测试、无接触颗粒处理或工业环境中的空间选择性加热。通常,这些应用需要形成(包括聚焦)超声场。与具有固定透镜或相控阵列换能器(PAT)的现有换能器相比,本发明允许使用更简单和更便宜的技术来生成更复杂的声场。二、技术介绍我们开发了一种新方法,即通过声全息图,以简单和高成本效益的方式来构造声场。这些全息图可以在整块塑料薄板的任意声场中编码,并且利用单个换能器重建声场。我们成功地演示了透射和反射全息图。这种全息图可以大面积提供波阵面操纵,并且根据制造方法,可以达到105个单独像素,比PAT高几个数量级。因此任何压力分布都可以使用一个压电传感器产生。与现有的换能器阵列相比,声全息图以低成本和低系统复杂度提供高度定义的超声场。我们用3D打印技术制作全息图,其典型材料和可实现分辨率为水性应用提供了高达10 MHz的声全息图。图1显示了此方法。图1 全息超声场创建的方法可见,从图像中创建透射全息图的工作流程,然后使用单元件换能器进行3D打印和图像重建。我们认为这种方法可以应用在医疗成像、治疗和手术中。我们也看到了在非接触式粒子处理、能量转移和无损检测方面的潜在应用。
技术优势
本技术具有以下优势:使用一个传感器实现任意的声压和相位分布。与透镜类似,全息图被插入到光束路径中形成声场。因此不需要对换能器进行改装;通过3D打印快速简单的制作;在不增加成本或复杂度情况下,可以方便扩展到大面积和高像素数量;水环境下,超声波在近场中的衍射极限分辨率高达10MHz。
适用对象
本发明适用于超声波治疗领域,特别是基于超声波的能量传输或超声波成像领域。