[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

说明书

本公开提供了一种复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列及装置，其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；超声阵元层包括多个压电超声阵元；顶层覆盖层包括：顶层超声阵元电气连接层，顶层超声阵元电气连接层与压电超声阵元上表面相连；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；底层超声阵元电气连接层上表面与压电超声阵元下表面相连；换能器阵列电气接口分别与顶层超声阵元电气连接层、底层超声阵元电气连接层和压力传感阵元电气引出层电连接。本公开将柔性三维压力监测阵列与柔性超声换能器阵列复合形成一个有机整体，减小整体体积。

技术领域

本公开涉及超声成像检测领域，尤其涉及一种复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列及装置。

背景技术

常规的超声探头，无法适应检测目标表面曲率连续变化不规则情况，如人体表面或者起伏变化的结构表面，渐渐难以满足检测需要。

近年来，柔性超声换能器阵列由于其形状可随物体表面变化、无需使用辅助材料等优点，成为检测不规则目标的首选方法。但是，目前的柔性超声换能器由于探头贴附在目标表面后，需要测量获取探头的曲率、视场角等参数，方能用于后期进行图像处理。尽管现有方法借助第三方形状扫描仪、内置光学或者超声形变探测装置等，但也造成了系统复杂且应用场景受限的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列及装置，以解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了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。

在本公开的实施例中，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。

在本公开的实施例中，多个所述压电超声阵元呈行列等间距排列。

在本公开的实施例中，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。

在本公开的实施例中，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。

在本公开的实施例中，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。

在本公开的实施例中，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。

根据本公开的一个方面，提供了一种应用上述的复合柔性三维压力监测阵列的柔性超声换能阵列的装置，还包括：

微控制器，发出生成超声波激发指令；