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具有優(yōu)化的熱管理的超聲探頭的制作方法

文檔序號:12504530閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.超聲探頭,包括:

a)殼體(6);

b)換能器組件(1),其可操作地將聲能發(fā)送向所述探頭適于聲耦合至關(guān)注物體或區(qū)域的區(qū);

c)冷卻系統(tǒng),其包括布置為將由所述換能器組件產(chǎn)生的熱傳遞至位于所述換能器組件(1)外的一個或多個區(qū)或區(qū)域(103,7)的熱傳遞裝置(2,5),

特征在于所述熱傳遞裝置(2,5)包含石墨烯。

2.如權(quán)利要求1所述的探頭,其中所述換能器裝置(1)包括一個或多個可操作地產(chǎn)生超聲波的換能器元件(301),所述熱傳遞裝置(2,5)包括一層或多層石墨烯,所述石墨烯經(jīng)布置而形成置于所述換能器元件(301)與所述探頭的耦合區(qū)(801)之間的熱傳遞層(5)。

3.如權(quán)利要求2所述的探頭,其中所述換能器組件(1)包括一個或多個聲匹配層(601,701),所述熱傳遞層(5)是所述匹配層之一。

4.如權(quán)利要求3所述的探頭,其中所述層被布置成從所述換能器元件開始的堆,所述熱傳遞層(5)是從所述換能器元件向所述探頭的耦合區(qū)的最遠的層。

5.如權(quán)利要求3或4所述的探頭,其中所述熱傳遞層(5)的厚度不大于所述探頭經(jīng)配置而產(chǎn)生的超聲波的波長的1/4。

6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的探頭,其中所述熱傳遞裝置(2,5)包括由石墨烯和樹脂獲得的復(fù)合物,所述復(fù)合物的形式為與樹脂條紋(205)交錯的石墨烯條紋(105)或具有填充有樹脂的孔(305)的石墨烯層。

7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的探頭,其中所述冷卻系統(tǒng)包括與所述熱傳遞裝置(2,5)熱連通的散熱裝置和/或儲熱裝置(3,103)。

8.如權(quán)利要求7所述的探頭,其中所述換能器裝置(1)包括位于所述換能器元件的與發(fā)射表面相對的后側(cè)上的背襯元件(2),所述背襯元件(2)包含石墨烯,特別是裝填有石墨烯的樹脂,從而改進與所述散熱裝置和/或儲熱裝置(3,103)的熱交換。

9.如前述權(quán)利要求中任一項所述的探頭,其中所述換能器組件包括位于前發(fā)射表面與所述探頭的耦合區(qū)之間的匹配/熱傳遞層(5),以及位于所述換能器元件的與所述發(fā)射表面相對的后側(cè)上的背襯元件(2),散熱裝置和/或儲熱裝置(3,103)位于所述背襯元件(2)與同所述探頭的耦合區(qū)相對的殼體(6)之間以接收來自所述熱傳遞層(5)和/或背襯元件(2)的熱。

10.如權(quán)利要求9所述的探頭,其中所述散熱裝置和/或儲熱裝置(3,103)與所述熱傳遞層(5)經(jīng)由位于殼體(6)中的包含傳導(dǎo)材料的熱傳遞回路(405)而熱連通。

11.如權(quán)利要求10所述的探頭,其中所述熱傳遞層(5)和所述熱傳遞回路(405)由石墨烯形成。

12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的探頭,其中所述熱傳遞裝置包括位于所述換能器元件(301)與所述探頭的耦合區(qū)(801)之間的石墨烯層(5),所述層被外圍彎曲以形成從所述探頭的前面向后面橫向延伸的縱向路徑。

13.如權(quán)利要求7至12中任一項所述的探頭,其中所述儲熱裝置(7,103)是基于相變材料(PCM)的能夠吸收熱以維持溫度恒定的恒溫裝置。

14.如權(quán)利要求7至13中任一項所述的探頭,其中所述儲熱裝置(7,103)包含石墨烯,所述儲熱裝置被布置成填充所述探頭殼體(6)內(nèi)的可用的空間以臨時儲存從所述換能器元件(1)排出的熱。

15.如權(quán)利要求7至14中任一項所述的探頭,其中所述儲熱裝置(7,103)包括復(fù)合材料,所述復(fù)合材料包含PCM和裝填有石墨烯的填充物。

16.如權(quán)利要求15所述的探頭,其中所述填充物是裝填有石墨烯的樹脂,例如環(huán)氧樹脂,所述PCM由所述石墨烯裝填的樹脂微封裝。

17.如權(quán)利要求7至16中任一項所述的探頭,其中所述儲熱裝置(7,103)是有機可逆PCM,所述有機可逆PCM以潛熱形式積累熱,同時相從固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài),并且當(dāng)相從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)時釋放積累的熱。

18.探頭,包括殼體(6),可操作地將超聲能發(fā)送向所述探頭的殼體(6)的適于通過包括聲透鏡(801)的界面而聲耦合至目標(biāo)物體或關(guān)注區(qū)域的區(qū)的換能器組件(1),所述換能器組件包括換能器元件(301)以及一個或多個位于所述換能器元件(301)與所述聲透鏡(801)之間的匹配層(601,701),所述探頭包括在與所述聲透鏡(801)相反的方向位于所述換能器組件(1)的后面的背襯材料(2),用于所述背襯材料(2)的支撐件(3),用于將熱從所述換能器組件傳送至所述背襯材料(2)的支撐件(3)和/或傳送至位于所述換能器組件(1)外且在殼體(6)內(nèi)并被布置為散熱和/或儲熱的任何其他區(qū)(3,103)的熱路徑(405),其中所述熱路徑(405)與所述匹配層(601,701)中的至少一個熱連通,所述匹配層(601,701)中的至少一個包含石墨烯。

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