一文看懂超聲換能器電參數測試要點

一、超聲換能器

超聲換能器是一種將電磁能轉化為機械能（聲能）的裝置。廣泛應用于醫療、探傷、海洋探測等眾多行業。超聲診斷中，首先必須向被測物發射 超聲波 ，然后接收被測物信息的反射回波。起信息轉換作用的是超聲換能器，由它完成一種電-聲和聲-電轉換，換能器的性能狀況直接關系著超聲設備的性能。

超聲換能器的功率、電聲效率是衡量其性能的重要指標，其工作頻率常見的有： 15KHz、 20KHz 、28KHz、 35KHz、 40KHz 、55KHz 、70KHz等，高頻功率測試一直是困擾電子行業的難點。

圖1  PA8000幅頻響應曲線示意圖

二、高頻功率測試

超聲換能高頻功率測試首先需要有高帶寬，高精度的功率測試儀器。PA8000功率分析儀，精度高達0.01%，帶寬最高可達5MHz，并采用了幅頻響應自動補償技術，能夠明顯改善整個測量頻率范圍內的幅頻響應曲線，即使是在測量高頻信號時，也能保證高精度測量。適用于大部分超聲換能器件測試。

圖2  1ms更新率與10ms更新率對比

三、瞬態最大功率分析

對于超聲器械，尤其是醫療超聲產品，其作用對象一般為皮膚器官等非均勻介質。硬度，密度等都不相同，所以功率是在動態變化的。這就要求測試設備的更新率要盡可能快，分析出瞬態功率變化曲線。這樣才能準確評估超聲器械的工作功率的最大值。

PA8000采用大規模數據處理技術，數據更新率最快可達1ms，每秒鐘1000個功率點繪制出的瞬態功率曲線，能夠準確評估被測物的功率變化特性。

圖3  延時校準報告截圖

四、高頻相位補償

對于超聲換能器這種幾十kHz的高頻信號，延時對效率的影響非常大，實際測試時，ns的延時就可能會造成效率誤差在1%級別。這就要求測試儀器需要有延時校正功能，將儀器本身以及使用外部傳感器時引入的延時進行校正。

PA8000功率分析儀支持延時校正功能，可以手動將延時數據輸入到儀器中進行校正，保證高頻測試精度。并提供傳感器相位校準服務，ZLG致遠電子與國內檢測機構有多年合作，熟悉整套校準流程，可提供整套高頻測試方案。

隨著超聲技術、SiC、GaN等新材料的廣泛應用，高頻測試的需求越來越多。但是研究高頻信號對于測試設備的要求非常高。致遠電子PA8000功率分析儀、示波記錄儀等產品已在高頻測試領域有了深厚積累和眾多成功案例，助力電力電子技術的革新突破。