2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法技术

本发明专利技术公开了一种2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法，可用于超声无损检测领域。超声传感器阵列包括压电陶瓷敏感单元、电极焊盘、上下表面电极、底层电路板、吸声背衬、匹配层以及封装外壳。阵列中阵元采用共线连接方法，按行和列分别将地线和信号线连接在一起，配合每行和每列的可控电子开关，可分别实现激励电路对阵列中任意单阵元和任意多阵元的选通和激励，达到不同的孔径效应。本发明专利技术中的超声传感器阵列采用双激励电路，激励阵元采用寻址选通模式，为压电陶瓷超声传感器阵列提供了一种激励机制，减少了阵元引线数量和激励电路规模，灵活的激励机制使超声传感器阵列的孔径调整更加方便。列的孔径调整更加方便。列的孔径调整更加方便。

【技术实现步骤摘要】
2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法


[0001]本专利技术属于超声检测
，涉及一种2+2压电陶瓷超声传感器阵列、制备及寻址激励方法。

技术介绍

[0002]作为声电转换中的关键元件，超声传感器的器件结构一直被众多学者关注。超声传感器发展经历了单阵元到多阵元的历程，而超声传感器阵列是超声传感器发展的必然趋势，因为阵元数目越大，获取的信息越丰富。目前，在医学领域基于电容微阵元的大规模超声传感器已有研究报道，但电容微阵元结构并不适合工业材料的检测。基于MEMS技术的超声传感器阵列的研究大都集中在基于PZT压电薄膜的PMUT，相较于散装块状的压电陶瓷超声传感器，PMUT阵列虽然拥有更小的体积，但加工涉及到刻蚀、键合、沉积、溅射等一系列工艺，流程复杂，阵元发射声功率较小，不能适用于声衰减和检测范围大的场合。
[0003]超声传感器阵列结构由行列分布的超声传感器阵元组成，每个超声传感器通常有两根信号引线，一根为信号线，用于向超声传感器施加激励信号，同时用于超声传感器接收回波信号；另一根为地线，用于形成电流回路。在超声传感器阵列结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2+2压电陶瓷超声传感器阵列，其特征在于，包括4个压电陶瓷敏感单元、电极焊盘、上下表面电极、底层电路板、吸声背衬、匹配层以及封装外壳；所述压电陶瓷敏感单元采用矩形结构，镀银并极化后铺设上下表面电极即形成阵元；所述电极焊盘根据阵元结构形状及几何参数设计，用于阵元上下表面电信号的连接以及与外围电路进行电气连接；所述上下表面电极为压电陶瓷敏感单元上下表面的电信号连接引线，其中，上表面电极采用部分覆盖压电陶瓷敏感单元上表面的导电铜箔，并用导电胶连接压电陶瓷敏感单元的上表面，下表面电极采用全覆盖粘贴方式，用导电胶连接压电陶瓷敏感单元的下表面；所述底层电路板为传感器阵列的连接件，用于形成传感器阵列；与电极焊盘和下表面电极组装在一起，将所有压电陶瓷敏感单元用导电胶粘贴到电路板上；所述吸声背衬采用环氧树脂加钨粉，灌注在电路板的背面，用于减小声波在电路板上产生的声干扰；所述匹配层用于实现阵元发射声波与被测试件的声阻抗匹配，并保护阵元表面；所述封装外壳用于封装压电陶瓷敏感单元、电极焊盘、上下表面电极、底层电路板、吸声背衬及匹配层构成超声传感器阵列；封装外壳由底座和封盖两部分构成，底座中间预留底层电路板对应的厚度与长宽空隙，保障后续底层电路板嵌入其中，在底座对应底层电路板电极焊盘的位置处开槽，方便导线引出，四周开孔用于与封盖进行装配组装；在封盖对应底层电路板压电陶瓷敏感单元的位置处开槽保证超声波能有效传播，所述封装外壳的底座与封盖由3D印制成。2.如权利要求1所述的2+2压电陶瓷超声传感器阵列，其特征在于，所述4个压电陶瓷敏感单元以两行两列形式排列，第一行两个压电陶瓷敏感单元下表面通过下表面电极互连并与电子开关Q1的源极相连，电子开关Q1的栅极连接行控制信号1，电子开关Q1的漏极与地线相连；第二行两个压电陶瓷敏感单元下表面通过下表面电极互连并与电子开关Q2的源极相连，电子开关Q2的栅极连接行控制信号2，电子开关Q2的漏极与地线相连；第一列两个压电陶瓷敏感单元上表面通过上表面电极互连并与电子开关Q3的源极相连，电子开关Q3的栅极连接列控制信号1，电子开关Q3的漏极与尖脉冲信号1相连；第二列两个压电陶瓷敏感单元上表面通过上表面电极互连并与电子开关Q4的源极相连，电子开关Q4的栅极连接列控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋寿鹏，魏明惠，邵文津，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：