專利名稱：一種自聚焦超聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種自聚焦超聲換能器。
背景技術(shù)：
通常對(duì)于大功率超聲聚焦的實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)平板陶瓷加聲透鏡、凹球面自聚焦、 相控聚焦等方式，但是，這些方式用于體外超聲治療，都存在不同的局限性，例如 平板壓電陶瓷加聲透鏡結(jié)構(gòu)，如專利US005827204A所述，由于透鏡的聲能量損耗， 效率較低；大的凹球面是先壓制等直徑的圓柱體后，再通過(guò)機(jī)械加工的辦法制成球 面薄片，不僅制造成本高，而且由于圓柱體厚度比較大，壓制的時(shí)候密度很難一致， 導(dǎo)致加工成的球面有密度不均勻的現(xiàn)象；相控聚焦的應(yīng)用，如專利CN101190436A 所述，在產(chǎn)生大功率焦點(diǎn)的同時(shí)，很難消除伴隨它的較強(qiáng)功率的旁瓣，使用很不方 便，而且為了實(shí)現(xiàn)電子控相，就要有很多組相關(guān)的信號(hào)元和功率放大器，使控制成 本增加。
為了解決這些問(wèn)題，也有很多新式聚焦方法的嘗試，如專利CA1288765A所述， 采用的辦法是將多個(gè)小換能器安裝的一個(gè)大的錐形環(huán)上，實(shí)現(xiàn)幾何聚焦，這種方法 避免了聲透鏡、大凹球面、相控陣等的不足之處，但也帶來(lái)了新的問(wèn)題，就是換能 器個(gè)體尺寸較大，有效發(fā)射面積卻比較小，在臨床治療，特別是自動(dòng)化治療中使用 很不方便。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，從而提供一種自聚焦超 聲換能器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的一種自聚焦超聲換能器，其特征在于，該 自聚焦超聲換能器包括兩片或兩片以上扇形球面陶瓷薄片1和與扇形球面陶瓷薄 片相配合的輪轂式框架2，所述扇形球面陶瓷薄片1固定在輪轂式框架2上形成一大 口徑的自聚焦超聲換能器。
所述扇形球面陶瓷薄片1通過(guò)膠粘劑粘接到輪轂式框架2上，所述膠粘劑為絕 緣型粘接劑，具體根據(jù)需要的粘接強(qiáng)度和阻抗匹配來(lái)選擇。作為上述方案的一種優(yōu)選，所述膠粘劑為環(huán)氧樹脂。 作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選，所述扇形球面陶瓷薄片1為8片。 所述扇形球面陶瓷薄片1采壓電材料制成。所述壓電材料為PZT材料或PZT復(fù)
合材料。
所述的輪轂式框架2采不銹鋼材料或鋁合金制成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型的自聚焦超聲換能器，由于采用了新型的 瓜皮式陶瓷片結(jié)構(gòu)，使制造更大口徑的聚焦換能器、同時(shí)具有最大化發(fā)射面積成為 可能；且同組陶瓷片在粘接前可以經(jīng)過(guò)篩選分組，使頻率阻抗等參數(shù)更具有一致性。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 與使用透鏡聚焦的大口徑換能器相比，本實(shí)用新型的自聚焦方式具有更 好的效率，更低的路徑能量損耗；
2、 與將單個(gè)聚焦片安裝到一個(gè)聚焦基體上的換能器(如專利CA1288765A 所描述)相比，具有更高的有效單位發(fā)射面積；
3、 與大口徑單片自聚焦換能器相比，具有加工容易成品率高的特點(diǎn)。 總之，本實(shí)用新型提供了一種大口徑的自聚焦超聲換能器，具有良好的聚焦性
能，較低的能量損耗，較大的有效發(fā)射面積，生產(chǎn)加工容易。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型扇形球面陶瓷薄片的結(jié)構(gòu)示意圖3是用于切割本實(shí)用新型陶瓷片坯料的加工示意圖。
附圖標(biāo)識(shí)
1、瓜皮式陶瓷片 2、輪轂式框架
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的超聲換能器，如圖1所示，由若干扇形球面陶瓷薄片1和輪轂式
框架2構(gòu)成； 一組瓜皮式的扇形球面陶瓷薄片，每片的形狀，如圖2所示。每組的
數(shù)量可以是2片或者更多片，本例為8片，通過(guò)環(huán)粘接劑粘接到輪轂式框架上的對(duì) 應(yīng)位置。陶瓷片為PZT材料，也可以式其他壓電材料或者PZT復(fù)合材料，為了使壓 電片加工成型后有更高的密度一致性，可以采用如圖3所示的結(jié)構(gòu)，來(lái)降低圓柱坯體的厚度，如本例采用每組8片的結(jié)構(gòu)，每個(gè)坯料厚度h不到使用整體凹球面結(jié)構(gòu) 坯料厚度的25%，這樣在同噸位壓力機(jī)下成型后，密度會(huì)更均勻；輪轂式框架為不銹 鋼材料，也可以式鋁合金等其他金屬材料；粘接劑可以是環(huán)氧樹脂粘接劑，也可以 是其他絕緣型粘接劑，具體根據(jù)需要的粘接強(qiáng)度和阻抗匹配來(lái)選擇。
這種多元瓜皮式自聚焦換能器，自聚焦陶瓷片為類似西瓜皮的球面扇形， 一組 這樣的陶瓷片安裝在輪轂型的骨架上，各個(gè)單元之間及骨架中間通過(guò)環(huán)氧樹脂粘接。 避免了使用聲透鏡的平面陶瓷換能器的額外能量損耗，解決了使用大的單片球面聚 焦陶瓷片加工困難、成品率底等問(wèn)題。
權(quán)利要求1、一種自聚焦超聲換能器，其特征在于，該自聚焦超聲換能器包括兩片或兩片以上扇形球面陶瓷薄片(1)和與扇形球面陶瓷薄片(1)相配合的輪轂式框架(2)，所述扇形球面陶瓷薄片(1)固定在輪轂式框架(2)上形成一大口徑的自聚焦超聲換能器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特征在于，所述扇形球面陶瓷 薄片(1)通過(guò)膠粘劑粘接到輪轂式框架(2)上，所述膠粘劑為絕緣型粘接劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自聚焦超聲換能器，其特征在于，所述膠粘劑為環(huán)氧 樹脂。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特征在于，所述扇形球面陶瓷 薄片(1)為8片。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特征在于，所述扇形球面陶瓷 薄片(1)采壓電材料制成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自聚焦超聲換能器，其特征在于，所述壓電材料為PZT 材料或PZT復(fù)合材料。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自聚焦超聲換能器，其特征在于，所述的輪轂式框架 (2)采不銹鋼材料或鋁合金制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自聚焦超聲換能器，該自聚焦超聲換能器包括兩片或兩片以上扇形球面陶瓷薄片(1)和與扇形球面陶瓷薄片相配合的輪轂式框架(2)，所述扇形球面陶瓷薄片(1)固定在輪轂式框架(2)上形成一大口徑的自聚焦超聲換能器。所述扇形球面陶瓷薄片(1)通過(guò)膠粘劑粘接到輪轂式框架(2)上，所述膠粘劑為絕緣型粘接劑，具體根據(jù)需要的粘接強(qiáng)度和阻抗匹配來(lái)選擇。所述扇形球面陶瓷薄片(1)采用壓電材料制成。所述的輪轂式框架(2)采不銹鋼材料或鋁合金制成。本實(shí)用新型由于采用了新型的瓜皮式陶瓷片結(jié)構(gòu)，使制造更大口徑的聚焦換能器、同時(shí)具有最大化發(fā)射面積成為可能；且同組陶瓷片在粘接前可以經(jīng)過(guò)篩選分組，使頻率阻抗等參數(shù)更具有一致性。
文檔編號(hào)H04R17/00GK201379912SQ20082023394
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者于晉生, 孫德興, 春 李, 靈 肖, 雒自清 申請(qǐng)人:北京奧麥特科技有限公司