[实用新型]一种空气填充的超声换能器

说明书

本实用新型公开了一种空气填充的超声换能器，包括：具有若干阵元结构的压电层；叠设在压电层的负极面上的匹配层；设置在压电层的正极面上，用于对若干阵元结构进行吸声与保护的过渡背衬，过渡背衬上设置有与阵元结构的缝隙匹配的割缝，割缝从过渡背衬延伸至匹配层上的预设位置；设置在过渡背衬上的主背衬，主背衬与过渡背衬之间采用粘接胶层连接，以对割缝保护，实现空气填充阵元结构的缝隙。本实用新型中的割缝从过渡背衬延伸至匹配层上的预设位置，即匹配层不切透，形成一个完整用于保护阵元结构的保护面，并且由于过渡背衬与主背衬之间的粘接胶层的粘稠性，粘接胶层的胶水不会进入阵元结构之间的缝隙，从而实现空气填充阵元结构的缝隙。

技术领域

本实用新型涉及超声设备技术领域，尤其涉及的是一种空气填充的超声换能器。

背景技术

在现代医疗检测活动中，超声诊断设备使用越来越频繁，已经是临床诊断、体检等的基本设备，广泛应用于妇产科、心脏、腹部、血管通路、泌尿科等等科室，无辐射、方便和显示直观。超声诊断设备的用途在不断扩大，临床医生对超声诊断图像的需求不断提高。

超声诊断图像的质量受很多因素的影响。而作为超声信号来源的超声换能器，直接影响着超声图像的效果。具体应用时，超声换能器通常包括压电材料、匹配层材料、背衬材料和透镜材料。匹配层材料是声学匹配作用，背衬材料是吸声和支撑作用，透镜材料是聚焦和人体接触的保护作用，压电材料是电声转换作用，是超声换能器的关键材料，它将超声系统激励的电信号转换成超声波，进入人体后在不同的组织分界处反射回来的超声波，被压电材料转换成电信号，提供给超声主机处理。现有技术中，压电材料和匹配层材料会分割形成若干阵列，各个阵列成柱状，称之为阵元。由于压电换能材料易碎和各个阵列的尺寸非常小，为了增加超声换能器的可靠性，通常会在各个阵列之间的割缝中间填充材料来支撑各个阵元，把各个阵列连起来形成整体。同时利用填充材料与压电材料之间声阻抗差异大的特点，在声学上进行隔离，减少阵元之间的串扰。现有技术中存在使用环氧树脂或者硅橡胶作为填充材料。由于空气具有最低的声阻抗，最佳的实施方案是，在阵元之间的间隙中不填充任何材料，只有空气，这种阻抗差异的最大化，使得阵元产生的超声波在压电阵元和空气的分界面处产生很大的损失，极少的超声波被传导到相邻的阵元，相邻之间阵元的串扰降至最低，从而改善超声成像质量。

但是，现有技术中采用空气填充方案的，基本都是采用正切方式，把匹配层材料、压电材料和背衬材料全部进行切割，各个阵元完全孤立。并且为了保证阵元之间的缝隙是空气，需要在匹配层材料的外表面粘接一层薄膜材料，把阵元和割缝保护起来，以免透镜胶或者透镜与匹配层粘接的胶水进入缝隙。但是由于薄膜材料的加工工业水平高，可选用的材料种类少，并且粘接到匹配层上的难度也高，导致超声换能器的生产工艺相当复杂。

因此，现有技术还有待改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种空气填充的超声换能器，旨在解决现有技术中采用空气填充的超声换能器需要使用薄膜材料，且因薄膜材料的工艺难度高所导致的超声换能器的生产工艺复杂的问题。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种空气填充的超声换能器，其中，所述超声换能器包括：具有若干阵元结构的压电层；叠设在所述压电层的负极面上的匹配层；设置在所述压电层的正极面上，用于对所述若干阵元结构进行吸声和保护的过渡背衬，所述过渡背衬上设置有与所述阵元结构的缝隙匹配的割缝，所述割缝从所述过渡背衬延伸至所述匹配层上的预设位置；设置在所述过渡背衬上的主背衬，所述主背衬与所述过渡背衬之间采用粘接胶层连接，以对所述割缝保护，实现空气填充所述阵元结构的缝隙。

在一种实施方式中，所述匹配层包括内层匹配层与外层匹配层，所述内层匹配层叠设在所述压电层的负极面上，所述外层匹配层叠设在所述内层匹配层上；所述割缝延伸至所述外层匹配层的预设位置。