超聲儀原理及故障判斷課件

1、超聲儀原理及故障判斷超聲儀原理及故障判斷2022/9/102超聲診斷儀的組成(1)探頭(2)電路板(3)顯示器2022/9/44超聲診斷儀的組成(1)探頭2022/9/103探頭壓電振子 匹配層 聚焦件 背襯塊2022/9/45探頭壓電振子 匹配層 聚焦件 背襯塊2022/9/104壓電振子 -換能器的核心目前壓電振子常用的材料是人造壓電陶瓷系超聲波的發(fā)生設(shè)備2022/9/46壓電振子 2022/9/105匹配層 是位于壓電振子前面的一層或多層 的聲學(xué)材料。作用：使高聲阻抗的壓電振子與低聲阻抗 的人體組織間達(dá)到阻抗匹配，以提 高聲能的最大傳輸效率。組成：通常用四分之一波長(zhǎng)厚度的阻抗匹 配層來實(shí)

2、現(xiàn)。2022/9/47匹配層 2022/9/106聲透鏡 位置：在探頭的匹配層與人體組織間； 材料：常用塑料或樹脂制成； 作用：聲聚焦和換能器的保護(hù)層； 原理：透鏡材料的聲速大于周圍介質(zhì)聲 速時(shí)聲束可折射效應(yīng)發(fā)生會(huì)聚。2022/9/48聲透鏡 位置：在探頭的匹配層與人2022/9/107背襯塊 位置：位于壓電振子背后； 材料：由鎢粉與環(huán)氧樹脂組成的強(qiáng)吸聲物； 作用：防消除后向干擾；實(shí)現(xiàn)窄脈沖， 提高縱向分辨力； 原理：透吸收背向聲波，使之能量消耗。2022/9/49背襯塊 位置：位于壓電振子背后；探頭主要特性1、工作頻率：指機(jī)械諧振頻率衰減大的組織用低頻衰減小的高頻 深度淺用高頻深度深時(shí)用低頻

3、2、頻帶寬度3、靈敏度：最大探測(cè)深度上，發(fā)現(xiàn)最小病灶的能力取決于換能器的換能性能和輻射效率等聲學(xué)特性4、分辨率探頭主要特性1、工作頻率：指機(jī)械諧振頻率2022/9/109換能器的分類一、據(jù)工作原理 1脈沖反射式 有A超、M超和B超，B超探頭括 線陣、凸陣、相控陣等。 2多普勒式 有連續(xù)波和脈沖波多普勒探頭。 2022/9/411換能器的分類一、據(jù)工作原理2022/9/1010換能器的分類二、據(jù)控制掃查方式 1電子式 線陣型、相控陣型、凸陣型探頭。 2機(jī)械式 擺動(dòng)式、旋轉(zhuǎn)式探頭。2022/9/412換能器的分類二、據(jù)控制掃查方式2022/9/1011換能器的分類三、據(jù)晶片數(shù) 1單晶片 A超、M超

4、及擺動(dòng)式機(jī)械探頭。 2多晶片 線陣型、凸陣型、相控陣型等。2022/9/413換能器的分類三、據(jù)晶片數(shù)2022/9/1012擺動(dòng)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由一塊晶片組成；原理：微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片， 作來扇形回?cái)[動(dòng)；優(yōu)點(diǎn)：成本低，容易修復(fù)；缺點(diǎn)：噪聲大，磨損嚴(yán)重。2022/9/414擺動(dòng)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由一塊晶片組成；2022/9/1013旋轉(zhuǎn)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由多塊晶片組成；原理：微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)晶片， 作360度旋轉(zhuǎn)；優(yōu)點(diǎn)：噪聲小，磨損較輕；缺點(diǎn)：成本高，修復(fù)較難。2022/9/415旋轉(zhuǎn)式機(jī)械扇掃探頭構(gòu)成：由多塊晶片組成；2022/9/1014線陣型探頭構(gòu)成：由6-8個(gè)陣元沿一 直線排列組合；每

5、個(gè)陣元分割成若干窄條振子。原理：陣元組依一定順序工作，用電子開關(guān)輪番地接通，形成線性掃描。評(píng)估：近場(chǎng)視野大，易受肋骨、氣體影響。2022/9/416線陣型探頭構(gòu)成：由6-8個(gè)陣元沿一2022/9/1015凸陣型探頭構(gòu)成：陣元的窄條振子被均勻分布在凸形圓弧上；原理：同線陣，只是其波束是作扇形掃描；評(píng)估：能避開胸骨和肋骨遮擋，無噪音，可替代機(jī)械扇掃探頭。2022/9/417凸陣型探頭構(gòu)成：陣元的窄條振子被均勻分布2022/9/1016相控陣探頭構(gòu)成：與線陣類似，僅陣元數(shù)少些，故結(jié)構(gòu)緊湊。原理：通過適當(dāng)調(diào)整、控制各單元激勵(lì)信號(hào)的相延(或時(shí)延)，以實(shí)現(xiàn)聲速偏轉(zhuǎn)。評(píng)估：優(yōu)點(diǎn)與凸陣相似，但旁瓣較明顯。20

6、22/9/418相控陣探頭構(gòu)成：與線陣類似，僅陣元數(shù)少些超聲電路超聲電路板的構(gòu)成電路板工作原理基本故障分析超聲電路超聲電路板的構(gòu)成探頭接口板發(fā)射板接收板數(shù)字波束形成器前端控制板監(jiān)視器 后端處理器母板（背板）當(dāng)前主流超聲機(jī)型的結(jié)構(gòu)電源探頭接口板發(fā)射板接收板數(shù)字波束形成器前端控制板監(jiān)視器 后端處探頭接口1探頭接口2延遲電路高壓?jiǎn)卧?28128128FPGA ROMBUF48控制高壓電源EEPROM溫控10105I2C探頭接口板探頭選通開關(guān)高壓控制振元觸發(fā)控制溫度控制探頭識(shí)別探頭接口1探頭接口2延遲電路高壓?jiǎn)卧?28128128FPGTPG2FPGABUFTPG2TPG2時(shí)鐘發(fā)射驅(qū)動(dòng)發(fā)射驅(qū)動(dòng)發(fā)射驅(qū)動(dòng)

7、1616164848高壓接高壓電源 48探頭連接板 BUFEEPROM 48發(fā)射板提供觸發(fā)振元所需要的高壓提供觸發(fā)所需的時(shí)鐘信號(hào)TPG2FPGABTPG2TPG2時(shí)鐘發(fā)射驅(qū)動(dòng)發(fā)射驅(qū)動(dòng)發(fā)射驅(qū)發(fā)射/接收開關(guān)放大電路增益控制濾波48接收板發(fā)射接收選通信號(hào)放大增益控制濾波48接收板發(fā)射接收選通放大模數(shù)轉(zhuǎn)換波束形成Clock drvffFPGASRAMB 電壓控制校準(zhǔn)器波束板是超聲波束形成關(guān)鍵電路放大模數(shù)轉(zhuǎn)換波束Clock drvffFPGASRAMB 電HDDCD R/WATXPOWERIDECPUSDRAMSouderCardAGPGraphicBoard前后端鏈接卡主控卡后部處理器數(shù)據(jù)處理程序更新

8、故障診斷前后部通訊前部電路控制HDDCD R/WATXIDECPUSDRAMSouderA2022/9/1024顯示器-CRT 超聲診斷儀的顯示器通常是陰極射線管(CRT)，根據(jù)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的不同可分兩種，即靜電偏轉(zhuǎn)示波管和磁偏轉(zhuǎn)顯示管。2022/9/426顯示器-CRT 2022/9/1025顯示器 整個(gè)CRT由、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成。 基本工作原理 由加熱陰極發(fā)射出的電子被聚焦成為電子束，通過電場(chǎng)(示波管)或磁場(chǎng)(顯像管)的作用改變電子束運(yùn)動(dòng)方向(偏轉(zhuǎn))，并繼而轟擊涂有熒光物質(zhì)的屏幕的不同部位，使之發(fā)光，由這些光點(diǎn)在屏幕上組成一幅圖象。 2022/9/427顯示器 整個(gè)CRT由、2022/9/

9、10261、電子槍 電子槍由陰極、控制極和陽極組成。 通電后的電子槍燈絲，在高壓電場(chǎng)作用下，發(fā)射出電子，經(jīng)控制極和陽極的作用，集成一束。控制極的電壓一般負(fù)于陰極，對(duì)陰極電子流的大小進(jìn)行控制，顯示管的亮度調(diào)節(jié)就是改變這個(gè)電壓。陽極電壓用來控制電子流(或稱電子束)的粗細(xì)，故亦稱為聚焦陽極。2022/9/4281、電子槍 電子槍由陰2022/9/10272、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 使電子束在x方向和y方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而控制光點(diǎn)在熒光屏上的位置。 靜電偏轉(zhuǎn)型CRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對(duì)互相垂直的X方向和Y方向上的偏轉(zhuǎn)板組成，他們?cè)谕怆妶?chǎng)的作用下，能引起電子束的方向改變。磁偏轉(zhuǎn)型CRT的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由在管頸外兩側(cè)放置的一對(duì)

10、線圈組成，線圈有垂直和水平之分，一般稱為行偏轉(zhuǎn)線圈和幀偏轉(zhuǎn)線圈。在線圈中流過的電流大小控制著電子束偏轉(zhuǎn)的大小。2022/9/4292、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 使電子2022/9/10283、熒光屏 是將電能轉(zhuǎn)換為光能的一種器件，超聲圖像、波形及字符等就在這里顯示出來。 熒光屏位于顯示管的頂部，其內(nèi)面涂有熒光物質(zhì)，該物質(zhì)受電子束轟擊后就能發(fā)光。光點(diǎn)是組成圖像的基本要素，稱為像素；光點(diǎn)的明亮程度用灰階表示；光點(diǎn)的維持時(shí)間取決于顯示器熒光粉的余灰時(shí)間，實(shí)時(shí)超聲一般選用中短余輝的CRT。2022/9/4303、熒光屏 是將電顯示器LCD液晶顯示器，或稱LCD（Liquid Crystal Display），為平面超

11、薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設(shè)備。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。顯示器LCD液晶顯示器，或稱LCD（Liquid CrysLCD 特點(diǎn)機(jī)身薄，節(jié)省空間與比較笨重的CRT顯示器相比，液晶顯示器只要前者三分之一的空間。 省電，不產(chǎn)生高溫它屬于低耗電產(chǎn)品，可以做到完全不發(fā)熱(主要耗電和發(fā)熱部分存在于背光燈管或LED)，而CRT顯示器，因顯像技術(shù)不可避免產(chǎn)生高溫。 低輻射，益健康液晶顯示器的輻射遠(yuǎn)低于CRT顯示器（僅僅是低，并不是完全沒有輻射，電子產(chǎn)品多多少少

12、都有輻射），這對(duì)于整天在電腦前工作的人來說是一個(gè)福音。 畫面柔和不傷眼不同于CRT技術(shù)，液晶顯示器畫面不會(huì)閃爍，可以減少顯示器對(duì)眼睛的傷害，眼睛不容易疲勞。LCD 特點(diǎn)機(jī)身薄，節(jié)省空間LCD維護(hù)及保養(yǎng) 避免進(jìn)水避免長(zhǎng)時(shí)間工作避免硬碰傷注意除塵LCD維護(hù)及保養(yǎng) 避免進(jìn)水超聲診斷儀常見故障分析探頭故障：聲透鏡起泡或脫落外殼開裂導(dǎo)線襯套破損線纜斷裂探頭無法識(shí)別晶體損壞超聲診斷儀常見故障分析探頭故障：超聲診斷儀常見故障分析監(jiān)視器故障：黑屏偏色亮度、對(duì)比度衰減圖像拉動(dòng)或變形超聲診斷儀常見故障分析監(jiān)視器故障：超聲診斷儀常見故障分析干擾：1、顯示器出現(xiàn)干擾：電源電壓 、頻率相關(guān)引起顯示器本身故障2、掃描區(qū)出

13、現(xiàn)干擾：外界干擾源：大功率用電設(shè)備 變壓器 發(fā)射塔、基站 電腦 穩(wěn)壓器其他用電設(shè)備電源電壓 、頻率相關(guān)引起探頭開裂或?qū)Ь€絕緣層破損自身屏蔽電路板故障超聲診斷儀常見故障分析干擾：超聲診斷儀常見故障分析開機(jī)故障：1、按開機(jī)鍵無反應(yīng)電源開關(guān)保險(xiǎn)導(dǎo)線連接2、無法正常啟動(dòng)軟件硬盤控制電路板超聲診斷儀常見故障分析開機(jī)故障：超聲診斷儀常見故障分析死機(jī)：軟件硬盤操作不當(dāng)：不要操作太快 不要同時(shí)多項(xiàng)操作環(huán)境： 溫濕度 電壓 控制電路板超聲診斷儀常見故障分析死機(jī)：超聲診斷儀常見故障分析掃描圖像異常：1、發(fā)射 接收問題2、高壓控制3、探頭引起4、探頭連接板故障5、信號(hào)轉(zhuǎn)換控制超聲診斷儀常見故障分析掃描圖像異常：超聲診斷儀常見故障分析工作站：工作無法正常接收信號(hào)：信號(hào)線連接