压电式超声单元多聚焦聚能换能器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种聚焦聚能换能器，具体地说是一种能产生聚能超声声场的压电式超声单元多聚焦聚能换能器。它包括金属匹配块和压电晶片，其特征是：金属匹配块的一面由数个凹球面组成。它解决了现有换能器产生的超声波之间有的叠加，有的抵消，声场不均匀，应用效果不好的问题。本实用新型专利技术采用单一工作频率，通过对金属声透镜的多球面加工达到若干个换能器组合的效果，又避免了由于不同频率不同相位形成的复杂声场。它扩大了对超声场设计的范围，形成的声场采用不同的频率工作，可以应用在超声热疗，超生终止早孕等领域，在应用上很有前景。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种聚焦聚能换能器，具体地说是一种能产生聚能超声声场的压电式超声单元多聚焦聚能换能器。
技术介绍
聚焦换能器是超声治疗仪的主要部件。目前，在超声治疗应用领域，需要应用超声的热效应对患者体内器官提高温度，达到治疗目的。为了给体内患部提高温度，当前多采用若干个单元平面超声换能器组成一个聚焦声场，为避免过热烧伤，在布置单元换能器时错开角度，使加温面积大一些，温度均匀一些。在利用超声机械效应作其他应用时也有类似方法。这种应用其困难在于采用多个超声换能器工作频率不容易一致，用单一高频电源驱动工作时效率差别大，声场也就很不均匀；如每一超声换能器单独配高频电源时，单个换能器效率高了，但又因不同频率，不同相位声场变得很复杂，换能器产生的超声波之间有的叠加，有的抵消，声场同样不均匀，应用起来更加困难。
技术实现思路
本用新型所要解决的技术问题是针对现有产品存在的缺陷，提供一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，它克服了现有治疗仪采用多元聚焦和多频率工作带来的声场不均匀的问题。本技术的技术方案是这样实现的它包括金属匹配块和压电晶片，其特征是金属匹配块的一面由数个凹球面组成。金属匹配块的另一面是平面，它同轴粘接在压电晶片上；金属匹配块的数个凹球面以中心轴为中心均匀分布；由金属匹配块和金属外壳组成的密封空间装有电极压簧，正电极压在压电晶片的镀银电极面上，电缆负极接在金属外壳上；凹球面球心离心轴的距离为凹球面球心分布源直径∮的二分之一。本用新型采用单一工作频率，通过对金属声透镜的多球面加工达到若干个换能器组合的效果，又避免了由于不同频率不同相位形成的复杂声场。它扩大了对超声场设计的范围，形成的声场采用不同的频率工作，可以应用在超声热疗，超生终止早孕等领域，在应用上很有前景。以金属匹配层的中心为轴心，加工若干块轴对称凹球面，凹球面的球半径SR是根据声场需要设计的，凹球面的最低点通过的球半径定为这个凹球面的球轴，这个球轴到对称凹球面球轴的距离∮也是根据声场需要设计的，其它尺寸的设计主要根据声学匹配原则设计。加工好的多聚焦金属匹配块另一面是平直度较高的平面。将压电晶片同心牢固的粘在匹配块平面上，待粘接牢固后，将其用密封胶粘在外壳上，外壳内装有电极和电极压簧，用高频电缆接入外壳，分别将正极接在正电极，负电极接在外壳上，将密封电缆线孔，通过电缆接入合适的高频电源，将换能器置于水中，可产生适合热疗的超声波声场。具有同频同相的均匀声场。附图说明图1为本技术的结构示意图图2为本技术金属匹配块与压电晶片的结构示意图图3为本技术金属匹配块的立体结构示意图具体实施方式如图1、图2所示，它包括金属匹配块和压电晶片，金属匹配块的一面由数个凹球面组成。金属匹配块的另一面是平面，它同轴粘接在压电晶片上；金属匹配块的数个凹球面以中心轴为中心均匀分布；由金属匹配块和金属外壳组成的密封空间装有电极压簧，正电极压在压电晶片的镀银电极面上，电缆负极接在金属外壳上。在图1中，金属匹配块(1)的一面被加工成以轴心为中心均匀分布的若干凹球面，凹球面球心离心轴的距离∮/2，根据设计声场的需要∮可以很小，也可以大到压电晶片(2)半径的长度，加工球心的半径SR可以根据声场的需要设计，其它设计尺寸根据声学匹配原则设计。金属匹配块(1)的另一面加工成平直度较高的平面，按照同心同轴的要求将压电晶片(2)粘在平面上备用。在金属外壳(5)上如图2固定高频电缆(6)，装电缆负极(4)接在金属外壳(5)上，将电缆正极(8)连接在正电极(3)上，正电极(3)与电极压簧(7)、绝缘块(10)固定在金属外壳(5)的轴线上，呈同轴装配，正电极(3)与金属外壳(5)成绝缘状态。将粘好的压电晶片(2)的金属匹配块(1)与金属外壳(5)用密封胶(9)粘接，这时正电极(3)通过电极压簧(7)压在压电晶片(2)的镀银电极面上。这样设计的压电式单元多聚焦聚能换能器，通过高频电缆(6)与高频电源连接，开通后，单一压电晶片只用单一频率工作，而通过金属匹配层(1)的共振与透声，每一凹球面都在同一频率下形成一个聚焦区，而在轴线上也形成一个共有聚焦区，而这些聚焦区总的声场形态，是可以通过加工改变凹球面半径SR和凹球面轴距离∮来改变的，从而克服了多元聚焦和多频率工作带来的声场不均匀。采用这种换能器工作，扩大了对超声场设计的范围，形成的声场采用不同的频率工作，可以应用在超声热疗，超生终止早孕等领域，在应用上很有前景。权利要求1.一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，它包括金属匹配块和压电晶片，其特征是金属匹配块的一面由数个凹球面组成。2.如权利要求1所述的一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，其特征是金属匹配块的另一面是平面，它同轴粘接在压电晶片上。3.如权利要求1所述的一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，其特征是金属匹配块的数个凹球面以中心轴为中心均匀分布。4.如权利要求1所述的一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，其特征是由金属匹配块和金属外壳组成的密封空间装有电极压簧，正电极压在晶片的镀银电极面上，电缆负极接在金属外壳上。5.如权利要求1所述的一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，其特征是凹球面球心离心轴的距离为凹球面球心分布源直径∮的二分之一。专利摘要本技术涉及一种聚焦聚能换能器，具体地说是一种能产生聚能超声声场的压电式超声单元多聚焦聚能换能器。它包括金属匹配块和压电晶片，其特征是金属匹配块的一面由数个凹球面组成。它解决了现有换能器产生的超声波之间有的叠加，有的抵消，声场不均匀，应用效果不好的问题。本技术采用单一工作频率，通过对金属声透镜的多球面加工达到若干个换能器组合的效果，又避免了由于不同频率不同相位形成的复杂声场。它扩大了对超声场设计的范围，形成的声场采用不同的频率工作，可以应用在超声热疗，超生终止早孕等领域，在应用上很有前景。文档编号B06B1/06GK2850721SQ20052009979公开日2006年12月27日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日专利技术者雷继胜 申请人:雷继胜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电式超声单元多聚焦聚能换能器，它包括金属匹配块和压电晶片，其特征是：金属匹配块的一面由数个凹球面组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷继胜，
申请(专利权)人：雷继胜，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]