[发明专利]一种多模式测量的柔性超声换能器

说明书

一种多模式测量的柔性超声换能器属超声检测技术领域，本发明由上基底、上电极、上压电层、粘接层、下电极、下压电层、下基底组成，采用的是对称结构，自上而下堆叠固接而成，其中压电层中的压电单元是独立存在的，每一个压电单元由不同的电极控制，可以做到单独寻址、单独控制；本发明能实现人体血流测量以及三维成像，采用柔性电极和柔性基底使本发明能应用于人体不平整表面的超声检测，且不需要涂耦合剂，不仅能提高超声检测的使用范围，也让被测者有更好的体验感；由于双压电层结构，使本发明产生超声波强度相较于同厚度压电层的换能器有明显的提升，提高了超声检测的精度。

技术领域

本发明属于多物理场测量超声检测技术领域，具体涉及一种多模式测量的柔性超声换能器。

背景技术

超声由于独特的无创性和高精度性以及可以实时检测的优越性能而被广泛用于医学领域，尤其是在超声成像和多普勒血流检测方面。现代医学诊断的依据通常都是多个物理量一起诊断的结果，而现有的超声探头能同时测量的物理量很少，因此需要一款能同时测量多物理量的换能器。同时，现有超声换能器的能量损耗也是一个问题，三维超声成像技术的核心是面阵探头,面阵的设计可以实现不同的工作模式。采用全接线方式的三维超声成像面阵探头能单独操作每一个换能器单元,采用“单独寻址”单独控制每一个单元，通过精准控制每个单元的脉冲信号的收发可以在能量消耗最小的情况下完成所需的检测。

目前的换能器大多是刚性的，在人体贴合方面不好，并且需要涂耦合剂，影响受测者的使用体验，并且在人体不平整表面的使用受到了限制。对于一维或者二维的换能器阵列只能对应某一种特定的检测模式，不仅精度不够高而且需要频繁更换探头，从而浪费了资源。

另一方面，超声波的声波强度是声波检查的一个重要参数，声波强度与检测效果成正比，因此在定厚度的情况下得到更强的声波强度意味着得到更高精度的换能器。因此开发一种柔性的，可以同时测量多个物理量并且精度高的柔性超声换能器尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测量人体不平整表面的柔性超声换能器，并且通过单独控制换能器单元实现对不同物理量的测量，通过对单元的控制，在达到测量效果的同时减少能量的损耗，同时声波强度相比于同厚度压电层有很高的提升。

本发明由上基底1、保护层Ⅰ2、正电极Ⅰ3、上压电层A、负电极Ⅰ4、保护层Ⅱ5、粘接层6、保护层Ⅲ7、负电极Ⅱ8、下压电层B、正电极Ⅱ9、保护层Ⅳ10和下基底11组成，上基底1、保护层Ⅰ2、正电极Ⅰ3、上压电层A、负电极Ⅰ4、保护层Ⅱ5、粘接层6、保护层Ⅲ7、负电极Ⅱ8、下压电层B、正电极Ⅱ9、保护层Ⅳ10和下基底11自上而下顺序排列，其中保护层Ⅰ2先旋涂于正电极Ⅰ3上，上基底1再涂覆于保护层Ⅰ2上，正电极Ⅰ3下面贴合在上压电层A中银-环氧树脂导电胶Ⅰ15的上表面；负电极Ⅰ4贴合于上压电层A中银-环氧树脂导电胶Ⅱ18的下表面，保护层Ⅱ5旋涂于负电极Ⅰ4表面，保护层Ⅱ5和保护层Ⅲ7之间由粘接层6粘合，保护层Ⅲ7旋涂于负电极Ⅱ8表面，负电极Ⅱ8下面贴合于下压电层B中银-环氧树脂导电胶Ⅰ15的上表面，正电极Ⅱ9上面贴合于下压电层B中银-环氧树脂导电Ⅱ18的下表面；保护层Ⅳ10旋涂于正电极Ⅱ9后，下基底11再涂覆于保护层Ⅳ10下面，所述的多模式测量的柔性超声换能器总厚度≤3mm。

所述的正电极Ⅰ3和正电极Ⅱ9结构相同，均由正电极a12、正电极b13和正电极c14组成，正电极a12、正电极b13和正电极c14的材料均为铝，厚度均为20um。

所述的上压电层A和下压电层B结构相同，其中上压电层A和下压电层B均由8×8的压电单元C组成，每个压电单元C由银-环氧树脂导电胶Ⅰ15、锆钛酸铅压电陶瓷柱16、环氧树脂17、银-环氧树脂导电胶Ⅱ18组成，环氧树脂17旋涂在锆钛酸铅压电陶瓷柱16之间的间隙、银-环氧树脂导电胶Ⅰ15和银-环氧树脂导电胶Ⅱ18分别粘接在锆钛酸铅压电陶瓷柱16的上下表面，压电单元C尺寸均为1.2mm×1.2mm，厚度为250um。

所述的压电单元C能单独寻址，每个压电单元C由单独的电极控制。