[发明专利]换能器组件及其制备方法

权利要求书

1.一种换能器组件，其特征在于，所述换能器组件包括沿轴向方向依次叠置的背衬层、换能器层以及匹配层，所述换能器组件设置有第一分隔间隙，所述第一分隔间隙沿所述轴向方向贯穿所述匹配层和所述换能器层，并延伸至所述背衬层中，以将所述换能器组件至少沿仰角方向分割成n列子体，其中，所述轴向方向与所述仰角方向垂直，n为不小于2的整数。

2.根据权利要求1所述的换能器组件，其特征在于，n为不小于3的奇数。

3.根据权利要求2所述的换能器组件，其特征在于，沿所述仰角方向的n列子体关于位于n列子体中间的子体的中轴线对称分布，且彼此对称的两列子体在沿所述仰角方向的宽度之和与位于n列子体中间的子体的宽度相等，彼此对称的两列子体电连接，以同时接收外部激励。

4.根据权利要求1所述的换能器组件，其特征在于，所述匹配层包括沿所述轴向方向分布的多个子匹配层，所述换能器层的声阻抗大于所述多个子匹配层中任一个的声阻抗，所述多个子匹配层的声阻抗在远离所述换能器层的方向上逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的换能器组件，其特征在于，沿所述仰角方向的n列子体中，相邻两列子体之间的所述第一分隔间隙沿所述仰角方向的宽度相等，且宽度为10-100μm。

6.根据权利要求1所述的换能器组件，其特征在于，所述第一分隔间隙内进一步由填充材料进行填充。

7.根据权利要求6所述的换能器组件，其特征在于，所述填充材料沿所述轴向方向具有均匀或者渐变的声阻抗。

8.根据权利要求7所述的换能器组件，其特征在于，所述填充材料为包含多种材料的复合型材料，所述填充材料中至少有两种材料的声阻抗不同。

9.根据权利要求1所述的换能器组件，其特征在于，所述背衬层沿所述轴向方向具有均匀或渐变的声阻抗。

10.根据权利要求1所述的换能器组件，其特征在于，所述换能器层包括至少一个配置为以中心操作频率发射超声波能量的换能器元件，所述换能器元件为铌酸钾钠/钛酸铋钠复合压电薄膜、钛酸钡钠/铌酸锂复合压电薄膜、压电微机械薄膜或者电容微机械薄膜中的任一种。

11.根据权利要求1-10任一项所述的换能器组件，其特征在于，所述换能器组件还设置有第二分隔间隙，所述第二分隔间隙沿所述轴向方向贯穿所述匹配层和所述换能器层，并延伸至背衬层中，以将所述换能器组件至少沿方位方向分割成m列子体，其中，所述方位方向、所述轴向方向以及所述仰角方向相互垂直，m为不小于2的整数。

12.根据权利要求11所述的换能器组件，其特征在于，m为大于n的偶数，沿所述方位方向的m列子体在沿所述方位方向上的宽度相同。

13.根据权利要求11所述的换能器组件，其特征在于，所述第二分隔间隙中进一步由填充材料进行填充。

14.一种换能器组件的制备方法，其特征在于，包括：

准备换能器层；

在所述换能器层的两侧表面分别制备匹配层和背衬层，其中，所述背衬层、所述换能器层以及所述匹配层沿轴向方向叠置；

沿所述轴向方向切割所述匹配层、换能器层以及背衬层，以形成第一分隔间隙，其中，所述第一分隔间隙贯穿所述匹配层和所述换能器层，并延伸至背衬层，以将所述换能器组件至少沿仰角方向分割成n列子体，其中，所述轴向方向与所述仰角方向垂直，n为不小于2的整数。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述在所述换能器层的两侧表面分别制备匹配层和背衬层的步骤包括：

准备所述匹配层和所述背衬层，将所述匹配层和所述背衬层通过粘合剂粘贴在所述换能器层的两侧表面上。