共轴聚焦型超声收发换能器及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种共轴聚焦型超声收发换能器及其设计方法，属于超声波检测技术领域。该共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法包括S100、在凹透镜的中心位置设置中心孔；S200、使用旋涂法在凹透镜的凹面涂覆一层PDMS薄膜，将Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;薄膜贴敷于未凝固的PDMS薄膜上，对PDMS薄膜加热后等待自然冷却；S300、使用旋涂法在Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;薄膜上涂覆一层PDMS薄膜，对新涂覆的PDMS薄膜加热后等待自然冷却，从而形成PDMS‑Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;‑PDMS的夹层膜片结构；S400、将光纤超声传感器穿过中心孔，并固定在凹透镜上。本共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，能够获取最佳的信噪比，实现成像系统的整体小型化和便携性，避免了大面积铺设光声换能材料进行激发的情况，降低了系统的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波检测，具体涉及一种共轴聚焦型超声收发换能器及其设计方法。

技术介绍

1、超声波频率高、波长短、衍射小，并且容易实现声能集中，因而具备很好的穿透力和方向性。到目前，超声波已经普及到人们生活中的各个领域，在超声清洗、探伤、遥控、测距、成像及水下声通讯等场合都获得了广泛的应用。

2、代等人(技术专利，cn202222498390.2)提出的高强度聚焦超声换能器：采用了具有聚焦作用的聚能器调控超声场，能够增特定区域的超声声压，在一定程度上能够提升换能器检测超声的灵敏度。但该换能器集成度较差，只具备单一的超声聚焦接收功能，无法实现超声聚焦激发功能，且由于使用电类换能器以及多组螺栓安装结构，其在检测信噪比、系统小型化及灵活性等方面仍显不足。

3、ji n等人(appl ied phys ics b，2021，10.1007/s00340-020-07559-5)利用金膜显著提高了地震物理模型表面超声波激发效果，但是这种超声激励源和超声探测器的分离式配置影响了扫描效率和实验便捷性，超声激发与探测的集成度较低，大大限制了系统的成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，所述步骤S200和步骤S300中，对PDMS薄膜进行70℃～100℃加热处理，等待自然冷却凝固。

3.如权利要求1所述的共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，所述凹透镜(1)的直径为16mm～20mm，曲率半径为14.57mm～16.57mm，所述中心孔(4)的直径为350μm～450μm。

4.如权利要求1所述的共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，所述光纤超声传感器(3)的传感区域超出PD...

【技术特征摘要】

1.一种共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，所述步骤s200和步骤s300中，对pdms薄膜进行70℃～100℃加热处理，等待自然冷却凝固。

3.如权利要求1所述的共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，所述凹透镜(1)的直径为16mm～20mm，曲率半径为14.57mm～16.57mm，所述中心孔(4)的直径为350μm～450μm。

4.如权利要求1所述的共轴聚焦型超声收发换能器的设计方法，其特征在于，所述光纤超声传感器(3)的传感区域超出pdms-t...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志华，梁瑞明，乔学光，高俊杰，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：