專利名稱：壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種聚焦聚能換能器，具體地說是一種能產(chǎn)生聚能超聲聲場的壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器。
背景技術(shù)：
聚焦換能器是超聲治療儀的主要部件。目前，在超聲治療應(yīng)用領(lǐng)域，需要應(yīng)用超聲的熱效應(yīng)對患者體內(nèi)器官提高溫度，達(dá)到治療目的。為了給體內(nèi)患部提高溫度，當(dāng)前多采用若干個單元平面超聲換能器組成一個聚焦聲場，為避免過熱燒傷，在布置單元換能器時錯開角度，使加溫面積大一些，溫度均勻一些。在利用超聲機(jī)械效應(yīng)作其他應(yīng)用時也有類似方法。這種應(yīng)用其困難在于采用多個超聲換能器工作頻率不容易一致，用單一高頻電源驅(qū)動工作時效率差別大，聲場也就很不均勻；如每一超聲換能器單獨(dú)配高頻電源時，單個換能器效率高了，但又因不同頻率，不同相位聲場變得很復(fù)雜，換能器產(chǎn)生的超聲波之間有的疊加，有的抵消，聲場同樣不均勻，應(yīng)用起來更加困難。
實用新型內(nèi)容本用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有產(chǎn)品存在的缺陷，提供一種壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器，它克服了現(xiàn)有治療儀采用多元聚焦和多頻率工作帶來的聲場不均勻的問題。
本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的它包括金屬匹配塊和壓電晶片，其特征是金屬匹配塊的一面由數(shù)個凹球面組成。金屬匹配塊的另一面是平面，它同軸粘接在壓電晶片上；金屬匹配塊的數(shù)個凹球面以中心軸為中心均勻分布；由金屬匹配塊和金屬外殼組成的密封空間裝有電極壓簧，正電極壓在壓電晶片的鍍銀電極面上，電纜負(fù)極接在金屬外殼上；凹球面球心離心軸的距離為凹球面球心分布源直徑∮的二分之一。
本用新型采用單一工作頻率，通過對金屬聲透鏡的多球面加工達(dá)到若干個換能器組合的效果，又避免了由于不同頻率不同相位形成的復(fù)雜聲場。它擴(kuò)大了對超聲場設(shè)計的范圍，形成的聲場采用不同的頻率工作，可以應(yīng)用在超聲熱療，超生終止早孕等領(lǐng)域，在應(yīng)用上很有前景。
以金屬匹配層的中心為軸心，加工若干塊軸對稱凹球面，凹球面的球半徑SR是根據(jù)聲場需要設(shè)計的，凹球面的最低點(diǎn)通過的球半徑定為這個凹球面的球軸，這個球軸到對稱凹球面球軸的距離∮也是根據(jù)聲場需要設(shè)計的，其它尺寸的設(shè)計主要根據(jù)聲學(xué)匹配原則設(shè)計。加工好的多聚焦金屬匹配塊另一面是平直度較高的平面。將壓電晶片同心牢固的粘在匹配塊平面上，待粘接牢固后，將其用密封膠粘在外殼上，外殼內(nèi)裝有電極和電極壓簧，用高頻電纜接入外殼，分別將正極接在正電極，負(fù)電極接在外殼上，將密封電纜線孔，通過電纜接入合適的高頻電源，將換能器置于水中，可產(chǎn)生適合熱療的超聲波聲場。具有同頻同相的均勻聲場。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實用新型金屬匹配塊與壓電晶片的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實用新型金屬匹配塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，它包括金屬匹配塊和壓電晶片，金屬匹配塊的一面由數(shù)個凹球面組成。金屬匹配塊的另一面是平面，它同軸粘接在壓電晶片上；金屬匹配塊的數(shù)個凹球面以中心軸為中心均勻分布；由金屬匹配塊和金屬外殼組成的密封空間裝有電極壓簧，正電極壓在壓電晶片的鍍銀電極面上，電纜負(fù)極接在金屬外殼上。
在圖1中，金屬匹配塊(1)的一面被加工成以軸心為中心均勻分布的若干凹球面，凹球面球心離心軸的距離∮/2，根據(jù)設(shè)計聲場的需要∮可以很小，也可以大到壓電晶片(2)半徑的長度，加工球心的半徑SR可以根據(jù)聲場的需要設(shè)計，其它設(shè)計尺寸根據(jù)聲學(xué)匹配原則設(shè)計。金屬匹配塊(1)的另一面加工成平直度較高的平面，按照同心同軸的要求將壓電晶片(2)粘在平面上備用。在金屬外殼(5)上如圖2固定高頻電纜(6)，裝電纜負(fù)極(4)接在金屬外殼(5)上，將電纜正極(8)連接在正電極(3)上，正電極(3)與電極壓簧(7)、絕緣塊(10)固定在金屬外殼(5)的軸線上，呈同軸裝配，正電極(3)與金屬外殼(5)成絕緣狀態(tài)。將粘好的壓電晶片(2)的金屬匹配塊(1)與金屬外殼(5)用密封膠(9)粘接，這時正電極(3)通過電極壓簧(7)壓在壓電晶片(2)的鍍銀電極面上。
這樣設(shè)計的壓電式單元多聚焦聚能換能器，通過高頻電纜(6)與高頻電源連接，開通后，單一壓電晶片只用單一頻率工作，而通過金屬匹配層(1)的共振與透聲，每一凹球面都在同一頻率下形成一個聚焦區(qū)，而在軸線上也形成一個共有聚焦區(qū)，而這些聚焦區(qū)總的聲場形態(tài)，是可以通過加工改變凹球面半徑SR和凹球面軸距離∮來改變的，從而克服了多元聚焦和多頻率工作帶來的聲場不均勻。采用這種換能器工作，擴(kuò)大了對超聲場設(shè)計的范圍，形成的聲場采用不同的頻率工作，可以應(yīng)用在超聲熱療，超生終止早孕等領(lǐng)域，在應(yīng)用上很有前景。
權(quán)利要求1.一種壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器，它包括金屬匹配塊和壓電晶片，其特征是金屬匹配塊的一面由數(shù)個凹球面組成。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器，其特征是金屬匹配塊的另一面是平面，它同軸粘接在壓電晶片上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器，其特征是金屬匹配塊的數(shù)個凹球面以中心軸為中心均勻分布。
4.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器，其特征是由金屬匹配塊和金屬外殼組成的密封空間裝有電極壓簧，正電極壓在晶片的鍍銀電極面上，電纜負(fù)極接在金屬外殼上。
5.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器，其特征是凹球面球心離心軸的距離為凹球面球心分布源直徑∮的二分之一。
專利摘要本實用新型涉及一種聚焦聚能換能器，具體地說是一種能產(chǎn)生聚能超聲聲場的壓電式超聲單元多聚焦聚能換能器。它包括金屬匹配塊和壓電晶片，其特征是金屬匹配塊的一面由數(shù)個凹球面組成。它解決了現(xiàn)有換能器產(chǎn)生的超聲波之間有的疊加，有的抵消，聲場不均勻，應(yīng)用效果不好的問題。本實用新型采用單一工作頻率，通過對金屬聲透鏡的多球面加工達(dá)到若干個換能器組合的效果，又避免了由于不同頻率不同相位形成的復(fù)雜聲場。它擴(kuò)大了對超聲場設(shè)計的范圍，形成的聲場采用不同的頻率工作，可以應(yīng)用在超聲熱療，超生終止早孕等領(lǐng)域，在應(yīng)用上很有前景。
文檔編號B06B1/06GK2850721SQ20052009979
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者雷繼勝 申請人:雷繼勝