[发明专利]一种模式转换超声换能器及其制造方法

说明书

本发明适用于超声换能技术领域，公开了一种模式转换超声换能器及其制造方法。模式转换超声换能器包括壳体、模式转换压电片和电路板，所述模式转换压电片设置于所述壳体内，所述电路板连接于所述模式转换压电片；所述模式转换压电片包括多个压电块，所述模式转换压电片的一面设置有用于供所述电路板插入的插槽，所述插槽的两侧为所述压电块的电极，所述电路板插于所述插槽且与所述电极相接。制造方法用于制造上述模式转换超声换能器。本发明所提供的一种模式转换超声换能器及其制造方法，压电块的电极采用电路板引出，保证每个压电块阻抗的一致性，利用模式转换的方式，不出现栅瓣，从而获得好的声场聚焦性能。

技术领域

本发明属于超声换能技术领域，尤其涉及一种模式转换超声换能器及其制造方法。

背景技术

面阵超声系统的核心是二维面阵超声换能器，目前大规模二维面阵超声换能器的难题在于如何保证阵元振动模式单纯、每个阵元一致性、阵元引线方法简单可靠、换能器声场聚焦偏转不产生严重的旁瓣和栅瓣。一个二维面阵探头通常由一个至上千个单独的压电阵元组成，并且每个阵元的长宽尺寸都非常小，如何保证各阵元的一致性并使每个压电阵元的电极引出是一个难题。传统方案则是将压电阵元的正负极直接连接到外部电缆，当超声换能器的阵元数目较为庞大时，若采用全接线方式为每个阵元独立接线，使每个阵元都产生独立脉冲信号，由于压电片的电极不可靠导致焊接的不可靠，并且直接焊接也不能保证每个阵元引线的一致性。并且传统的制备方案很难保证阵元间隔小于不产生旁瓣所需的最小间隔，也就不能保证超声换能器可以获得好的聚焦偏转声场。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种模式转换超声换能器及其制造方法，超声换能器可以获得好的聚焦偏转声场。

本发明的技术方案是：一种模式转换超声换能器，包括壳体、模式转换压电片、电路板，所述模式转换压电片设置于所述壳体内，所述电路板连接于所述模式转换压电片；所述模式转换压电片包括多个压电块，所述模式转换压电片的一面设置有用于供所述电路板插入的插槽，所述插槽的两侧为所述压电块的电极，所述电路板插于所述插槽且与所述电极相接。

可选地，所述电路板的一面设置有正极引线，所述电路板的另一面设置有负极引线，所述电路板连接有线缆或汇流板。

可选地，所述插槽设置有至少两条，各所述插槽平行设置且将各所述压电块分隔为至少三行，所述插槽的两侧分别为正极导电层和负极导电层，所述正极导电层与一行所述压电块的一侧面相接，所述负极导电层与相邻的另一行所述压电块一侧面相接，且同一行所述压电块，其两相对的侧面分别为正极导电层和负极导电层。

可选地，所述模式转换压电片的底面设置有匹配层。

可选地，所述压电块设置有多行多列，相邻列之间的所述压电块由绝缘物连接。

可选地，所述电路板为柔性电路板，且/或,所述壳体采用磁兼容材料制成。

可选地，所述壳体包括外壳和连接于所述外壳的顶盖，所述模式转换压电片设置于所述外壳的平整底面内，所述电路板垂直所述模式转换压电片插于所述插槽内，所述线缆穿设于所述顶盖且连接于所述电路板两侧的正极引线和负极引线。

本发明实施例还提供了一种模式转换超声换能器的制造方法，包括以下步骤：

制备壳体、电路板和具有插槽且所述插槽两侧为压电块电极的模式转换压电片；

将所述模式转换压电片置于所述壳体内；

将电路板插于所述模式转换压电片的插槽内，使电路板与所述压电块的电极连接。

可选地，制备所述模式转换压电片包括以下步骤：

制备压电片，在所述压电片的正面沿第一方向开设第一隔槽，于所述第一隔槽内填充导电物；于所述压电片的正面沿第二方向开设与所述第一隔槽相交的第二隔槽，于所述第二隔槽内填充绝缘物；