[发明专利]超声波转换器、电脉冲生成装置以及包括这些的超声波生成装置

说明书

超声波生成装置包括超声波转换器和电脉冲生成装置。超声波转换器包括：压电元件，其从电脉冲生成装置接收电脉冲并进行振动；以及存储器，其存储超声波转换器的特性信息。而且，电脉冲生成装置包括：可变脉冲生成器，其形成为能够生成频率、电压及电流中一者以上可变的电脉冲并输出；信息接收器，其从所述存储器接收所述超声波转换器的特性信息；以及控制器，其根据由所述信息接收器接收的所述特性信息，控制所述可变脉冲生成器，使得所述可变脉冲生成器生成频率及电压、电流中的一种以上可变的电脉冲并输出。

技术领域

本发明涉及利用电脉冲生成超声波的超声波转换器、生成电脉冲的电脉冲生成装置以及包括这些的超声波生成装置。

背景技术

超声波转换器(ultrasonic transducer)可以通过在压电元件的两侧形成电极，制成压电振子，单独或通过把外壳等结合于压电振子而构成。超声波是通过向压电振子的电极接入电脉冲而引起压电元件的振动，由此产生超声波。

超声波转换器的固有的电气特性通常取决于压电元件的材料、形状、厚度等，电气特性还因外部外壳、粘合厚度、使用环境甚至粘合剂而异。作为超声波转换器的电气特性，有共振频率、反共振频率、相位、阻抗等，一般而言，如果把与共振频率相同的频率的电脉冲接入超声波转换器，则输出最大的超声能量。压电元件在共振频率下输出最大超声能量，是因为当为共振频率时，超声波转换器的阻抗最低。但是，即使按共振频率接入电脉冲，根据电脉冲生成装置，超声波转换器的输出也可能不是最高。这种原因是因为电脉冲生成装置与超声波转换器的阻抗相互不同，一般而言，当电力供应部与负载端的阻抗相同时，传递最大电力。因此，超声波转换器为了获得最大超声波输出，共振频率以及阻抗必须相互匹配。为此，在超声波转换器及电脉冲生成装置中，也存在另行构成阻抗匹配电路的情形。

但是，与电脉冲生成装置相比，超声波转换器的电气特性如以上提及所示，根据多样的要素而十分敏感地变化并匹配阻抗，现实而言是困难的问题。特别是虽然使用相同的电脉冲生成装置，但在超声波转换器因寿命性、故障等多种原因而频繁更换使用的情况下，则是更困难的事情。

最近，超声波多样地用于超声波刺激器、高强度集束超声波治疗仪等医疗设备，同时，超声波频率及超声能量的强度也在提高，因而尝试了各种使超声能量的输出提高、稳定的技术。

一般而言，为了提高超声波转换器的共振频率及输出强度，适宜的压电元件的材料、形状等物理条件以及共振频率与阻抗匹配等电气结合极为重要。但是，如前面提及所示，既定地制作超声波转换器的共振频率及阻抗等电气特征，现实而言是非常困难的问题。特别是在超声波转换器的共振频率高或结构复杂、超声波输出强度高的情况下，相同地调整超声波转换器的特性的工作更加困难。由于这种制造工序上的困难，即使是根据相同特性制作的超声波转换器，电气特性也往往不同。这种差异对装置的再现性、治疗效果等产生不良影响。即使有幸在各个超声波转换器中添加阻抗匹配电路等，调节电气特性，而构成阻抗匹配电路所需的时间与经济费用非常高，使制造成本上升。

发明内容

技术课题

本发明要解决的课题是提供一种超声波转换器、电脉冲生成装置以及包括其的超声波生成装置，能够解决因在超声波转换器制造过程中可能发生的各种因素而引起的超声波转换器不均一性所导致的超声波输出不均一或超声波输出强度变弱等问题。

课题解决方案

本发明的一个实施例的生成超声波的超声波转换器包括：压电元件，其从电脉冲生成装置接收电脉冲并进行振动；以及存储器。所述存储器存储所述超声波转换器的特性信息。

所述超声波转换器的特性信息可以包括预先测量的所述超声波转换器的共振频率、阻抗、各频率的输出强度、各频率的阻抗、各供应电源的输出强度、最大输出频率、最大输出强度、使用时间、使用次数中的一种以上。