【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电超声换能器，特别是涉及一种压电敏感元件、压电超声换能器及两者的制备方法。
技术介绍
1、目前，高能超声聚焦换能器的声聚焦方式均采用单块纯压电陶瓷块来作为敏感元件，其几何形状为冠状，采用厚度共振基频时，其辐射能量达到最大值。但是由于厚度共振基频值是固定的，因此超声波在同一种介质中的传播波长固定。而当波长不一样时，同样的介质和声能量下，声波的传播距离也不相同，当声波遇到不同的材质或不同大小的粒子时，其作用的效果和反弹回来的声能各不相同。
2、现有的上述高能超声聚焦换能器，其频率是固定的，无法满足不同应用场景的频率需求。因此，亟待提供一种新的压电超声换能器，以解决现有技术中所存在的上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种压电敏感元件、压电超声换能器及两者的制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以使压电超声换能器具有多种频率范围，以满足不同应用场景的频率需求。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种压电敏感元件，包括至少两个基频不同的压电晶体，且全部所述压电晶体组装于一体，形成组合阵式的所述压电敏感元件。
4、优选的，所述压电晶体采用基频厚度共振模态，至少两个所述压电晶体的厚度不同，不同厚度的所述压电晶体的基频各不相同。
5、优选的，全部所述压电晶体同轴设置，并依次套接进行组装；
6、其中，所述压电晶体的极化方向为其厚度方向，且所述极化方向与电极方向
7、优选的，所述压电晶体设置有四个，包括第一压电晶体、第二压电晶体、第三压电晶体以及第四压电晶体，其中，所述第二压电晶体、所述第三压电晶体以及所述第四压电晶体在所述第一压电晶体上依次进行套接，且所述第一压电晶体、所述第二压电晶体、所述第三压电晶体以及所述第四压电晶体的厚度依次递增或者递减。
8、优选的，所述压电晶体为压电陶瓷或石英晶体，且相邻所述压电晶体之间通过环氧树脂进行粘接。
9、本专利技术中还提供一种压电敏感元件的制备方法，用于制备如上所述的压电敏感元件，包括以下步骤：
10、将全部所述压电晶体组装于一体，形成组合阵式的所述压电敏感元件；其中，至少两个所述压电晶体的基频不同。
11、本专利技术中还提供一种压电超声换能器，包括如上所述的压电敏感元件。
12、优选的，还包括电极层、透声匹配层、吸声背衬以及电极引线组件；其中，
13、所述电极层覆盖于所述压电敏感元件中全部所述压电晶体的正电极上，且所述电极层与全部所述压电晶体的正电极电连接；
14、所述透声匹配层设置于所述压电敏感元件的正面，用于与介质相互匹配，以使声波能够辐射到介质中；
15、所述吸声背衬覆盖于所述压电敏感元件的背面及侧面，用于对所述压电敏感元件进行支撑，并吸收所述压电敏感元件振动时产生的反向声波；
16、所述电极引线组件的一端与所述电极层以及全部所述压电晶体的负电极电连接，另一端向后穿出所述吸声背衬；
17、所述压电超声换能器还通过密封胶进行灌封。
18、优选的，所述电极层为银浆电极层；
19、所述透声匹配层的材质为聚氨酯；
20、所述吸声背衬的材质为硬质泡沫；
21、所述电极引线组件包括负电极引线和正电极引线，所述负电极引线与所述压电晶体一一对应，且与对应的所述压电晶体的负电极电连接，所述正电极引线与所述电极层电连接；其中，所述电极引线组件的外侧还包裹有屏蔽层；
22、所述密封胶为聚氨酯胶。
23、本专利技术还提供一种压电超声换能器制备方法，用于制备如上所述的压电超声换能器，包括以下步骤：
24、s1、在所述压电敏感元件中全部所述压电晶体的正电极上被覆所述电极层，并固化；
25、s2、连接所述电极引线组件，使所述电极引线组件的一端与所述电极层以及全部所述压电晶体的负电极电连接；
26、s3、在所述压电敏感元件的正面装配所述透声匹配层，在所述压电敏感元件的背面装配所述吸声背衬，并使所述电极引线组件的另一端穿出所述吸声背衬；
27、s4、对所述压电超声换能器进行密封胶灌封。
28、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
29、本专利技术中压电敏感元件包括至少两个基频不同的压电晶体，且全部所述压电晶体组装于一体，形成组合阵式的所述压电敏感元件，可以使得压电超声换能器具有多种频带组合模式，从而可以展宽压电超声换能器的工作带宽，即一个压电超声换能器就可以具有多种频率范围，满足不同应用场景的频率需求。
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1.一种压电敏感元件，其特征在于：包括至少两个基频不同的压电晶体，且全部所述压电晶体组装于一体，形成组合阵式的所述压电敏感元件。
2.根据权利要求1所述的压电敏感元件，其特征在于：所述压电晶体采用基频厚度共振模态，至少两个所述压电晶体的厚度不同，不同厚度的所述压电晶体的基频各不相同。
3.根据权利要求2所述的压电敏感元件，其特征在于：全部所述压电晶体同轴设置，并依次套接进行组装；
4.根据权利要求3所述的压电敏感元件，其特征在于：所述压电晶体设置有四个，包括第一压电晶体、第二压电晶体、第三压电晶体以及第四压电晶体，其中，所述第二压电晶体、所述第三压电晶体以及所述第四压电晶体在所述第一压电晶体上依次进行套接，且所述第一压电晶体、所述第二压电晶体、所述第三压电晶体以及所述第四压电晶体的厚度依次递增或者递减。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的压电敏感元件，其特征在于：所述压电晶体为压电陶瓷或石英晶体，且相邻所述压电晶体之间通过环氧树脂进行粘接。
6.一种压电敏感元件的制备方法，其特征在于：用于制备如权利要求1-5任意一项所
7.一种压电超声换能器，其特征在于：包括如权利要求1-5任意一项所述的压电敏感元件。
8.根据权利要求7所述的压电超声换能器，其特征在于：还包括电极层、透声匹配层、吸声背衬以及电极引线组件；其中，
9.根据权利要求8所述的压电超声换能器，其特征在于：
10.一种压电超声换能器制备方法，其特征在于：用于制备如权利要求8或9所述的压电超声换能器，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种压电敏感元件，其特征在于：包括至少两个基频不同的压电晶体，且全部所述压电晶体组装于一体，形成组合阵式的所述压电敏感元件。
2.根据权利要求1所述的压电敏感元件，其特征在于：所述压电晶体采用基频厚度共振模态，至少两个所述压电晶体的厚度不同，不同厚度的所述压电晶体的基频各不相同。
3.根据权利要求2所述的压电敏感元件，其特征在于：全部所述压电晶体同轴设置，并依次套接进行组装；
4.根据权利要求3所述的压电敏感元件，其特征在于：所述压电晶体设置有四个，包括第一压电晶体、第二压电晶体、第三压电晶体以及第四压电晶体，其中，所述第二压电晶体、所述第三压电晶体以及所述第四压电晶体在所述第一压电晶体上依次进行套接，且所述第一压电晶体、所述第二压电晶体、所述第三压电晶体以及所述第四压...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄天云，张彦军，黄启国，任志勇，段慧玲，王帅宇，曹笈，陈得民，李庆军，姚金龙，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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