[实用新型]换能器组件

说明书

本申请公开了一种换能器组件，该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，换能器组件设置有第一分隔间隙，第一分隔间隙沿轴向方向贯穿匹配层和换能器层，并延伸至背衬层中，以将换能器组件至少沿仰角方向分割成n列子体，其中，轴向方向与仰角方向垂直，n为不小于2的整数。本申请换能器组件沿仰角方向被分割成了n列子体，换能器组件在仰角方向上具有呈一维排列的多列子体，且多列子体间相互独立，根据惠更斯原理，按照一定的电子延时对每列子体进行激励，从而形成一个新的超声波阵面，进而减小了超声波束的切片厚度，提高了超声探头的近表面的分辨率。

技术领域

本申请涉及检测技术领域，尤其涉及一种换能器组件。

背景技术

在超声无损检测技术方面，常用的检测超声探头频率较低，很多在10MHz以内，其中单探头占多数，部分探头为相控阵探头。超声相控阵检测技术是近年发展起来的一种超声无损检测技术，这种技术能够提高检测速度和检测信号的信噪比，具有快速、可靠、准确等特点。常用超声相控阵探头的设计基于惠更斯原理，换能器存在着在方位方向上呈一维排列的阵元，每个阵元间相互独立，按照一定的电子延时对每个阵元进行激励，从而形成一个新的超声波阵面。通过施加不同的电子延时，会使得超声波束在方位方向上发生偏转，以满足各种检测需要。相控阵相比于常规的单阵元探头来说具有一定的优势，但是在近表面的分辨力仍然比较差。

也就是说，现有技术的超声探头的近表面的分辨率较差。

发明内容

本申请提供一种换能器组件，能够提高超声探头的近表面的分辨率。

为解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是：提供一种换能器组件，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。

其中，n为不小于3的奇数。

其中，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。

其中，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。

其中，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。

其中，所述第一分隔间隙内进一步由填充材料进行填充。

其中，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。

其中，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。

其中，所述背衬层沿所述轴向方向具有均匀或渐变的声阻抗。

其中，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。

其中，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。

其中，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。