[发明专利]复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列及装置

权利要求书

1.一种复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列，自下而上包括：底层匹配层、超声阵元层和顶层覆盖层；

所述超声阵元层包括：多个压电超声阵元；

所述顶层覆盖层包括：顶层超声阵元电气连接层，所述顶层超声阵元电气连接层与所述压电超声阵元第一面相连；

所述底层匹配层自下而上包括：压力传感阵元、压力传感阵元电气引出层和底层超声阵元电气连接层；所述底层超声阵元电气连接层第一面与所述压电超声阵元第二面相连；所述压力传感阵元电气引出层和所述压力传感阵元相连；

换能器阵列电气接口，分别与所述顶层超声阵元电气连接层、所述底层超声阵元电气连接层和所述压力传感阵元电气引出层电连接。

2.根据权利要求1所述的柔性超声换能阵列，其中，所述压电超声阵元为长方体压电材料、圆柱体压电材料和正方体压电材料中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的柔性超声换能阵列，其中，多个所述压电超声阵元呈行列等间距排列。

4.根据权利要求1所述的柔性超声换能阵列，其中，所述换能器阵列电气接口包括：

超声信号发送电气接口，与所述顶层超声阵元电气连接层相连；

超声信号接收电气接口，与所述底层超声阵元电气连接层相连；以及

压力传感器信号接口，与所述压力传感阵元电气引出层相连。

5.根据权利要求1所述的柔性超声换能阵列，其中，所述压力传感阵元的布置点位与所述压电超声阵元的中心相对。

6.根据权利要求5所述的柔性超声换能阵列，其中，所述压力传感阵元的布置点位与所述压电超声阵元的边缘相对，且均匀分布。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的柔性超声换能阵列，其中，所述复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列为N行×M列阵列，其中，M和N均为大于1的整数。

8.一种应用如权利要求1至7中任一项所述的柔性超声换能阵列的装置，其中，还包括：

微控制器，发出生成超声波激发指令；

数模转换模块，接收所述微控制器发出的超声波信号，并进行数模转换；

第一信号放大模块，接收所述数模转换模块发出的超声波信号，并进行信号放大；以及

超声信号发送模块，接收所述信号放大模块发出的超声波信号，并通过所述超声信号发送电气接口激发所述柔性超声换能阵列发射的超声波信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，还包括：

超声信号接收模块，通过所述超声信号接收电气接口接收所述柔性超声换能阵列发射的超声回波信号；以及

第二信号放大模块，接收所述超声信号接收模块发出的超声回波信号，并进行信号放大；所述数模转换模块接收所述第二信号放大模块发出的超声回波信号，并进行数模转换后发送至所述微控制器进行处理和保存。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，还包括：

压力信号接收模块，与压力传感器信号接口相连，检测所述压力传感阵元的压力信号；

第三信号放大模块，接收所述压力信号接收模块发出的压力信号，并进行信号放大；所述数模转换模块接收所述第三信号放大模块发出的压力信号，并进行数模转换后发送至所述微控制器；所述微控制器获得所述底层匹配层的压力分布情况；

获取模块，根据所述底层匹配层的压力分布情况获取所述底层匹配层的形变图进而获取所述底层匹配层的曲率值；

补偿模块，根据所述底层匹配层的曲率值对所述超声信号发送模块和/或所述超声信号接收模块进行补偿。