制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法技术

本发明专利技术为一种制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法，该治具由成型装置和灌注装置构成；成型装置包括一底板组件和能拆卸地连接于底板组件上方的成型组件；底板组件包括底板，底板的两端分别向上延伸设置有能拆卸的左侧板和右侧板，底板中包括有向上凸设的曲面凸出结构；成型组件与底板组件配合实现压电材料的弯曲成型；灌注装置包括底板组件和能拆卸地连接于底板组件的灌注组件，灌注组件与底板组件配合实现胶状背衬灌注和固化成型。该制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法实现了曲面阵超声换能器的压电材料的弯曲成型，同时能够实现背衬的浇注成型，能够高效地完成曲面阵超声换能器的制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及曲面阵超声换能器制作领域，尤其涉及一种制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法。
技术介绍
由于超声波在媒质中具有反射、折射、衍射、散射等传播规律，超声波在不同的介质中传播时，若从介质之间的界面斜射进入介质，会因为反射、折射等造成超声波的严重的衰减。现有超声探头多是线阵直方或者弧面探头，显示图像是二维信息图像，要实现外表面不规则的物体(如人体头部等)内部复杂结构精准的三维扫描或聚焦，现有超声探头很难与待测物体的表面进行有效贴合，平面四周的阵元发出的超声波均是斜射入物体中，会造成超声波在传播过程中严重的衰减，因此，生成图像不够清晰、准确，难以达到预计的目标。曲面阵超声换能器实现超声波垂直入射至具有不规则外表面的检测部位(比如人体大脑)，减少超声波在传播过程中的衰减，能够得到较好的检测的效果。曲面阵超声换能器与检测部位贴合的压电材料是曲面结构，如何实现曲面阵超声换能器的制作成为研究的关键。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法，实现曲面阵超声换能器的压电材料的弯曲成型，同时能够实现背衬的浇注成型，能够高效地完成曲面阵超声换能器的制作。本专利技术的目的是这样实现的，一种制作曲面阵超声换能器的治具，所述制作曲面阵超声换能器的治具由成型装置和灌注装置构成；所述成型装置包括一底板组件和能拆卸地连接于所述底板组件上方的成型组件；所述底板组件包括底板，所述底板中包括有向上凸设的曲面凸出结构，所述底板上位于所述曲面凸出结构的两侧设置有支架；所述成型组件与所述底板组件配合实现压电材料的弯曲成型；所述灌注装置包括所述底板组件和能拆卸地连接于所述底板组件的灌注组件，所述灌注组件与所述底板组件配合实现胶状背衬灌注和固化成型。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述底板包括底平板，所述底平板的上方设置所述曲面凸出结构，所述曲面凸出结构的凸出顶面为与被检测物体的外部轮廓相匹配的曲面；所述支架由所述底板的两端分别向上延伸设置、且能拆卸的左侧板和右侧板构成。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述左侧板和所述右侧板能拆卸地、且相对设置于所述曲面凸出结构的两侧，所述左侧板和所述右侧板的高度尺寸和宽度尺寸均相同，所述右侧板与所述左侧板相对的一侧设置有自顶部向下延伸设置的灌胶槽口。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述成型组件包括能拆卸地连接于所述左侧板和所述右侧板顶部的成型顶板，所述成型顶板上穿设有能上下移动的压紧杆，所述压紧杆螺旋穿过所述成型顶板，所述压紧杆的底端铰接于一压板的顶面上，所述压板的底面为与所述凸出顶面相匹配的内凹曲面。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述成型组件还包括能定位压电材料的定位块，所述凸出顶面的四周设置有与所述定位块相匹配的长条形曲面结构。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述压紧杆位于所述成型顶板的中间位置，所述压紧杆的顶端固定设置有便于操作的压紧手柄。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述灌注组件包括自所述底平板向上设置、且能密封连接于所述左侧板和所述右侧板两侧的前挡板和后挡板，所述灌注组件还包括与所述前挡板和所述后挡板平行设置的、且能固定穿设于所述左侧板和所述右侧板之间的定位杆，所述定位杆上穿设有多个竖直、且板面与所述左侧板、所述右侧板呈平行设置的电路板，相邻两个所述电路板之间均设置有压片，所述右侧板上自外向内水平穿设有能移动、且能压紧多个所述压片和多个所述电路板的固定杆。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述定位杆上靠近所述右侧板的一端穿设端部压片，所述固定杆位于所述灌注组件内部的一端抵靠压紧于所述端部压片。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述电路板的中部为能使胶状背衬流动通过的镂空结构。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述前挡板包括自下而上能拆卸地连接的前下密封挡板和前上定位挡板，所述后挡板包括自下而上能拆卸地连接的后下密封挡板和后上定位挡板，所述前上定位挡板和所述后上定位挡板上朝向所述电路板的一侧均设置有定位凸台。本专利技术的目的还可以这样实现，利用制作曲面阵超声换能器的治具的超声换能器的制作方法，包括以下步骤：步骤a：首先组装成型装置，将压电材料放在底板的曲面凸出结构的凸出顶面上，使用成型组件向下压覆压电材料，实现压电材料弯曲成型；步骤b：拆开成型装置，对成型后的压电材料进行焊线，再按照阵元数将焊线与电路板连接；步骤c:成型后的压电材料位置不变，再组装灌注装置，构成密封的胶状背衬的灌注腔；步骤d：自灌胶槽口向灌注腔内灌注胶状背衬材料；步骤e：背衬材料固化成型后，拆开灌注装置，将背衬四周毛刺刮平，并将电路板多于的部分减去，用电缆将电路板上的导线逐个连接，外壳封装，完成曲面阵超声换能器的制备。在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤a中，首先组装底板组件，将压电材料放在底板的曲面凸出结构上，使用定位块将压电材料位置固定后，将成型组件的成型顶板架设安装于左侧板和右侧板上，旋转压紧杆带动压板下移，由压板将压电材料压紧贴覆在曲面凸出结构的凸出顶面上，实现压电材料的弯曲成型。在本专利技术的一较佳实施方式中，将左侧板、右侧板安装于底板上，将多个压片和多个电路板依次交替穿设在定位杆上，并将定位杆固定穿设于左侧板和右侧板之间，再旋转固定杆使固定杆的端部固定顶紧在端部压片上，然后将前挡板、后挡板固定于左侧板和右侧板的两侧，构成密封的灌注腔。在本专利技术的一较佳实施方式中，步骤a中，在50℃～80℃下对压电材料进行弯曲成型，在紧压压紧杆对压电材料弯曲成型前，在压电材料表面和曲面凸出结构的凸出顶面上涂覆石蜡层。由上所述，本专利技术提供的制作曲面阵超声换能器的治具及超声换能器的制作方法，制作曲面阵超声换能器的治具包括底板组件和成型组件、灌注组件，一套治具能够实现曲面阵超声换能器的两个制作步骤；底板组件上设置与动物大脑相匹配的曲面凸出结构，配合其上部的成型组件实现压电材料的弯曲成型；同时灌注组件和底板组件的配合使用，实现压电材料上背衬的灌注成型；本专利技术提供的制作曲面阵超声换能器的治具拆装方便，制作曲面阵超声换能器的方法操作简单，适用范围广泛，有利于推广应用。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1a：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的成型装置的组装结构图。图1b：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的成型装置的结构爆炸图。图1c：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的底板结构图。图1d：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的压板结构图。图2a：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的灌注装置的组装结构图。图2b：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的灌注装置的结构爆炸图。图2c：为本专利技术的制作曲面阵超声换能器的治具的电路板结构图。图3：为本专利技术的曲面阵超声换能器制作方法中的灌注示意图。图4：为本专利技术的曲面阵超声换能器制作方法制备的曲面阵超声换能器的结构示意图。图中：101、成型装置；102、灌注装置；1、底板组件；11、底板；111、底平板；112、曲面凸出结构；1121、凸出顶面；1122、长条形曲面结构；12、左侧板；13、右侧板；131、灌胶槽口；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述制作曲面阵超声换能器的治具由成型装置和灌注装置构成；所述成型装置包括一底板组件和能拆卸地连接于所述底板组件上方的成型组件；所述底板组件包括底板，所述底板中包括有向上凸设的曲面凸出结构，所述底板上位于所述曲面凸出结构的两侧设置有支架；所述成型组件与所述底板组件配合实现压电材料的弯曲成型；所述灌注装置包括所述底板组件和能拆卸地连接于所述底板组件的灌注组件，所述灌注组件与所述底板组件配合实现胶状背衬灌注和固化成型。

【技术特征摘要】
1.一种制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述制作曲面阵超声换能器的治具由成型装置和灌注装置构成；所述成型装置包括一底板组件和能拆卸地连接于所述底板组件上方的成型组件；所述底板组件包括底板，所述底板中包括有向上凸设的曲面凸出结构，所述底板上位于所述曲面凸出结构的两侧设置有支架；所述成型组件与所述底板组件配合实现压电材料的弯曲成型；所述灌注装置包括所述底板组件和能拆卸地连接于所述底板组件的灌注组件，所述灌注组件与所述底板组件配合实现胶状背衬灌注和固化成型。2.如权利要求1所述的制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述底板包括底平板，所述底平板的上方设置所述曲面凸出结构，所述曲面凸出结构的凸出顶面为与被检测物体的外部轮廓相匹配的曲面；所述支架由所述底板的两端分别向上延伸设置、且能拆卸的左侧板和右侧板构成。3.如权利要求2所述的制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述左侧板和所述右侧板能拆卸地、且相对设置于所述曲面凸出结构的两侧，所述左侧板和所述右侧板的高度尺寸和宽度尺寸均相同，所述右侧板与所述左侧板相对的一侧设置有自顶部向下延伸设置的灌胶槽口。4.如权利要求2所述的制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述成型组件包括能拆卸地连接于所述左侧板和所述右侧板顶部的成型顶板，所述成型顶板上穿设有能上下移动的压紧杆，所述压紧杆螺旋穿过所述成型顶板，所述压紧杆的底端铰接于一压板的顶面上，所述压板的底面为与所述凸出顶面相匹配的内凹曲面。5.如权利要求4所述的制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述成型组件还包括能定位压电材料的定位块，所述凸出顶面的四周设置有与所述定位块相匹配的长条形曲面结构。6.如权利要求4所述的制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述压紧杆位于所述成型顶板的中间位置，所述压紧杆的顶端固定设置有便于操作的压紧手柄。7.如权利要求3所述的制作曲面阵超声换能器的治具，其特征在于：所述灌注组件包括自所述底平板向上设置、且能密封连接于所述左侧板和所述右侧板两侧的前挡板和后挡板，所述灌注组件还包括与所述前挡板和所述后挡板平行设置的、且能固定穿设于所述左侧板和所述右侧板之间的定位杆，所述定位杆上穿设有多个竖直、且板面与所述左侧板、所述右侧板呈平行设置的电路板，相邻两个所述电路板之间均设置有压片，所述右侧板上自外向内水平穿设有能移动、且...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱明，李永川，黄继卿，何华林，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44