一種自聚焦超聲換能器的製作方法
2023-12-07 09:27:01 1
專利名稱：一種自聚焦超聲換能器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療器械領域，特別涉及一種自聚焦超聲換能器。
背景技術：
通常對於大功率超聲聚焦的實現，可以通過平板陶瓷加聲透鏡、凹球面自聚焦、 相控聚焦等方式，但是，這些方式用於體外超聲治療，都存在不同的局限性，例如 平板壓電陶瓷加聲透鏡結構，如專利US005827204A所述，由於透鏡的聲能量損耗， 效率較低；大的凹球面是先壓制等直徑的圓柱體後，再通過機械加工的辦法製成球 面薄片，不僅製造成本高，而且由於圓柱體厚度比較大，壓制的時候密度很難一致， 導致加工成的球面有密度不均勻的現象；相控聚焦的應用，如專利CN101190436A 所述，在產生大功率焦點的同時，很難消除伴隨它的較強功率的旁瓣，使用很不方 便，而且為了實現電子控相，就要有很多組相關的信號元和功率放大器，使控制成 本增加。
為了解決這些問題，也有很多新式聚焦方法的嘗試，如專利CA1288765A所述， 採用的辦法是將多個小換能器安裝的一個大的錐形環上，實現幾何聚焦，這種方法 避免了聲透鏡、大凹球面、相控陣等的不足之處，但也帶來了新的問題，就是換能 器個體尺寸較大，有效發射面積卻比較小，在臨床治療，特別是自動化治療中使用 很不方便。
實用新型內容
本實用新型的目的在於為克服現有技術的上述不足，從而提供一種自聚焦超 聲換能器。
為實現上述目的，本實用新型提供的一種自聚焦超聲換能器，其特徵在於，該 自聚焦超聲換能器包括兩片或兩片以上扇形球面陶瓷薄片1和與扇形球面陶瓷薄 片相配合的輪轂式框架2，所述扇形球面陶瓷薄片1固定在輪轂式框架2上形成一大 口徑的自聚焦超聲換能器。
所述扇形球面陶瓷薄片1通過膠粘劑粘接到輪轂式框架2上，所述膠粘劑為絕 緣型粘接劑，具體根據需要的粘接強度和阻抗匹配來選擇。作為上述方案的一種優選，所述膠粘劑為環氧樹脂。 作為本實用新型的一種優選，所述扇形球面陶瓷薄片1為8片。 所述扇形球面陶瓷薄片1採壓電材料製成。所述壓電材料為PZT材料或PZT復
合材料。
所述的輪轂式框架2採不鏽鋼材料或鋁合金製成。
本實用新型的優點在於，本實用新型的自聚焦超聲換能器，由於採用了新型的 瓜皮式陶瓷片結構，使製造更大口徑的聚焦換能器、同時具有最大化發射面積成為 可能；且同組陶瓷片在粘接前可以經過篩選分組，使頻率阻抗等參數更具有一致性。
和現有技術相比，有如下優點
1、 與使用透鏡聚焦的大口徑換能器相比，本實用新型的自聚焦方式具有更 好的效率，更低的路徑能量損耗；
2、 與將單個聚焦片安裝到一個聚焦基體上的換能器(如專利CA1288765A 所描述)相比，具有更高的有效單位發射面積；
3、 與大口徑單片自聚焦換能器相比，具有加工容易成品率高的特點。 總之，本實用新型提供了一種大口徑的自聚焦超聲換能器，具有良好的聚焦性
能，較低的能量損耗，較大的有效發射面積，生產加工容易。
圖1是本實用新型的結構示意圖2是本實用新型扇形球面陶瓷薄片的結構示意圖3是用於切割本實用新型陶瓷片坯料的加工示意圖。
附圖標識
1、瓜皮式陶瓷片 2、輪轂式框架
具體實施方式
本實用新型的超聲換能器，如圖1所示，由若干扇形球面陶瓷薄片1和輪轂式
框架2構成； 一組瓜皮式的扇形球面陶瓷薄片，每片的形狀，如圖2所示。每組的
數量可以是2片或者更多片，本例為8片，通過環粘接劑粘接到輪轂式框架上的對 應位置。陶瓷片為PZT材料，也可以式其他壓電材料或者PZT複合材料，為了使壓 電片加工成型後有更高的密度一致性，可以採用如圖3所示的結構，來降低圓柱坯體的厚度，如本例採用每組8片的結構，每個坯料厚度h不到使用整體凹球面結構 坯料厚度的25%，這樣在同噸位壓力機下成型後，密度會更均勻；輪轂式框架為不鏽 鋼材料，也可以式鋁合金等其他金屬材料；粘接劑可以是環氧樹脂粘接劑，也可以 是其他絕緣型粘接劑，具體根據需要的粘接強度和阻抗匹配來選擇。
這種多元瓜皮式自聚焦換能器，自聚焦陶瓷片為類似西瓜皮的球面扇形， 一組 這樣的陶瓷片安裝在輪轂型的骨架上，各個單元之間及骨架中間通過環氧樹脂粘接。 避免了使用聲透鏡的平面陶瓷換能器的額外能量損耗，解決了使用大的單片球面聚 焦陶瓷片加工困難、成品率底等問題。
權利要求1、一種自聚焦超聲換能器，其特徵在於，該自聚焦超聲換能器包括兩片或兩片以上扇形球面陶瓷薄片(1)和與扇形球面陶瓷薄片(1)相配合的輪轂式框架(2)，所述扇形球面陶瓷薄片(1)固定在輪轂式框架(2)上形成一大口徑的自聚焦超聲換能器。
2、 根據權利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特徵在於，所述扇形球面陶瓷 薄片(1)通過膠粘劑粘接到輪轂式框架(2)上，所述膠粘劑為絕緣型粘接劑。
3、 根據權利要求2所述的自聚焦超聲換能器，其特徵在於，所述膠粘劑為環氧 樹脂。
4、 根據權利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特徵在於，所述扇形球面陶瓷 薄片(1)為8片。
5、 根據權利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特徵在於，所述扇形球面陶瓷 薄片(1)採壓電材料製成。
6、 根據權利要求5所述的自聚焦超聲換能器，其特徵在於，所述壓電材料為PZT 材料或PZT複合材料。
7、 根據權利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特徵在於，所述的輪轂式框架 (2)採不鏽鋼材料或鋁合金製成。
專利摘要本實用新型涉及一種自聚焦超聲換能器，該自聚焦超聲換能器包括兩片或兩片以上扇形球面陶瓷薄片(1)和與扇形球面陶瓷薄片相配合的輪轂式框架(2)，所述扇形球面陶瓷薄片(1)固定在輪轂式框架(2)上形成一大口徑的自聚焦超聲換能器。所述扇形球面陶瓷薄片(1)通過膠粘劑粘接到輪轂式框架(2)上，所述膠粘劑為絕緣型粘接劑，具體根據需要的粘接強度和阻抗匹配來選擇。所述扇形球面陶瓷薄片(1)採用壓電材料製成。所述的輪轂式框架(2)採不鏽鋼材料或鋁合金製成。本實用新型由於採用了新型的瓜皮式陶瓷片結構，使製造更大口徑的聚焦換能器、同時具有最大化發射面積成為可能；且同組陶瓷片在粘接前可以經過篩選分組，使頻率阻抗等參數更具有一致性。
文檔編號H04R17/00GK201379912SQ20082023394
公開日2010年1月13日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者於晉生, 孫德興, 春 李, 靈 肖, 雒自清 申請人:北京奧麥特科技有限公司