[发明专利]曲面换能器、超声设备、曲面压电组件及制备方法

说明书

本发明涉及一种曲面换能器、超声设备、曲面压电组件及制备方法，曲面压电组件包括：在厚度方向依次层叠设置的导电匹配层和压电阵列层，所述压电阵列层包括若干个阵元，若干个所述阵元排列为弧面型；相邻的所述阵元之间由间隔槽隔开；所述压电阵列层的上表面设有相互独立的正极导电层，所述压电阵列层的下表面相互电导通。在压电阵列层的下表面直接层叠导电匹配层，相邻阵元之间由间隔槽隔开，可以保证在压制成型时，制造稳定性高，导电匹配层不易开裂，提高制造效率，良品率高。

技术领域

本发明涉及超声设备技术领域，特别是涉及一种曲面换能器、超声设备、曲面压电组件及制备方法。

背景技术

超声换能器广泛应用于工业检测、医学诊断和治疗等领域，通过换能器中的压电材料可以将作用在压电材料上的交流信号(电能)转换成超声波(声能)，继而通过超声波实现各种检测或治疗手段。超声换能器的主要部件包括匹配层、压电阵列和背衬等。根据使用需求不同，对超声换能器中压电阵列的阵元个数、阵元排列方式及形貌等要求不同。

在超声换能器需求多元化的情况下，制备的成品中的良品率并不能满足要求，尤其是需要二维曲面状的压电阵列的超声换能器。制备二维曲面状的压电阵列时，需要在压电阵列的阵元之间填充聚合物柔性材料。在对平面压电阵列压制成型为曲面压电阵列的过程中，由于用于连接相邻阵元之间的聚合物柔性材料容易出现开裂破损，大大降低了制备效率且增加成本。

针对聚合物柔性材料容易出现开裂破损的问题，业者通过改良聚合物柔性材料的配方进而优化了聚合物柔性材料的性能，使得在压制成型过程中，聚合物柔性材料不易开裂，在成形后常温条件下仍然不变形。但是，材料的成分组成并不被知晓，若想获得同样效果甚至更优性能的聚合物柔性材料，需要投入巨大成本。

发明内容

基于此，有必要针对二维曲面状的压电阵列成品率低，成本高的问题，提供一种曲面换能器、超声设备、曲面压电组件及制备方法。

一种曲面压电组件，包括：在厚度方向依次层叠设置的导电匹配层和压电阵列层，所述压电阵列层包括若干个阵元，若干个所述阵元排列为弧面型；相邻的所述阵元之间由间隔槽隔开；所述压电阵列层的上表面设有相互独立的正极导电层，所述压电阵列层的下表面相互电导通。

上述曲面压电组件，在压电阵列层的下表面层叠导电匹配层，相邻阵元之间由间隔槽隔开，可以保证在压制成型时，制造稳定性高，导电匹配层不易开裂，提高制造效率，良品率高。

在其中一个实施例中，所述间隔槽的槽深不小于所述正极导电层的厚度与所述阵元的厚度之和。

在其中一个实施例中，所述压电阵列层的下表面设有负极导电层，所述负极导电层使若干个所述阵元相互电导通。

在其中一个实施例中，所述压电阵列层的下表面直接贴合设置所述导电匹配层。

在其中一个实施例中，所述间隔槽中填充绝缘物。

一种曲面换能器，包括上述任一项所述的曲面压电组件和如下中的至少一种：

壳体，所述曲面压电组件位于所述壳体内；

背衬层，所述背衬层叠加设置在所述压电阵列层的具有正极导电层的一侧；

声透镜，所述声透镜叠加设置在所述导电匹配层的背离所述压电阵列层的一侧。

上述曲面换能器，层叠于压电阵列层下表面的导电匹配层可以保证压电阵列层的共地端相互电导通，提高曲面换能器的使用寿命。

一种超声设备，包括：主机和所述的曲面换能器，所述曲面换能器与所述主机连接。

上述超声设备，层叠于压电阵列层下表面的导电匹配层可以保证压电阵列层的共地端相互电导通，使用过程中稳定性高。

一种曲面压电组件的制备方法，包括以下步骤：