[实用新型]超声换能器、超声探头及预紧力的控制系统

说明书

本实用新型公开了超声换能器、超声探头及预紧力的控制系统，包括：预紧螺栓，与预紧螺栓适配的螺母，前盖板，后盖板，套设在预紧螺栓上的绝缘套管，套设在绝缘套管上的至少一个压电换能件，与压电换能件正极电连接的正极导体，与压电换能件负极电连接的负极导体，以及压紧环；前盖板位于最下层压电换能件的下方且与预紧螺栓螺接；压紧环位于最上层压电换能件的上方且套设在预紧螺栓上；后盖板位于压紧环的上方且与预紧螺栓螺接；螺母位于后盖板上方，通过与预紧螺栓的螺接产生预紧力，以作用于压电换能件。由于在压电换能件的上方设置了压紧环，使得压紧环将预紧力或外部施加的压力均匀传导在压电换能件上。

技术领域

本实用新型涉及医学功率超声领域，具体涉及超声换能器、超声探头及超声换能器预紧力的控制系统。

背景技术

功率超声领域，压电陶瓷换能器得到了广泛的应用。与超声检测以及医学超声等其他应用的超声换能器不同，功率超声换能器大部分工作在低频超声范围，对换能器的功率、效率以及振动位移的要求较高。而在自然状态下，压电陶瓷经过逆压电效应做大幅度的伸缩运动时极易破裂。利用压电陶瓷具有高抗压强度的特点，可以通过给压电陶瓷施加预紧力的方式防止压电陶瓷破裂且能获得较大的振动位移，常用的方式有夹心式换能器(朗之万换能器)。在超声手术设备中，常采用夹心式换能器来实现电能到机械能的转换，由于不同预紧力下换能器的工作性能差距明显，为使设备正常稳定的运行，在装配过程中准确控制换能器预紧力是必要的。

通过超声换能器对压电换能件进行预紧时，压电换能件需要承受施加其上的预紧力；预紧机构输出的预紧力，均无法均匀施加在压电换能件上，而压电换能件受力不均匀，会影响压电换能件在压电性能作用下表现出的电荷量或电压，进而影响压电换能件的工作精度。另外，拧紧螺母或后盖板时会对压电换能件形成横向的剪切力等，由于压电换能件的压电效应，最好是只受轴向上的力。

发明内容

本申请提供超声换能器、超声探头及超声换能器预紧力的控制系统，解决了对压电换能件施加压力或预紧力时，压电换能件受力不均匀，以及受非轴向力干扰的技术问题。

根据第一方面，一种实施例中提供超声换能器，包括：预紧螺栓，与预紧螺栓适配的螺母，前盖板，后盖板，套设在预紧螺栓上的绝缘套管，套设在绝缘套管上的至少一个压电换能件，与压电换能件正极电连接的正极导体，与压电换能件负极电连接的负极导体，以及压紧环；所述前盖板位于最下层压电换能件的下方且与预紧螺栓螺接；所述压紧环位于最上层压电换能件的上方且套设在预紧螺栓上；所述后盖板位于压紧环的上方且与预紧螺栓螺接；所述螺母位于后盖板上方，通过与预紧螺栓的螺接产生预紧力，以作用于压电换能件。

在一种实施例中，还包括：套设在绝缘套管上的第一绝缘片，套设在绝缘套管上的第二绝缘片；其中，第一绝缘片位于最下层压电换能件的下方且位于所述前盖板的上方，第二绝缘片位于最上层压电换能件的上方且位于所述压紧环的下方。

进一步地，压紧环的外侧设置有第一限位槽，所述第一限位槽用于限制压紧环转动。

进一步地，第一限位槽设置有两个或多个，各个限位槽沿压紧环的周向均匀阵列。

进一步地，压紧环套设在所述绝缘套管上；所述压电换能件为压电陶瓷。

进一步地，前盖板的外侧或底部设置有第二限位槽，所述第二限位槽用于限制前盖板转动。

进一步地，压电换能件的数量为两个以上，所述压电换能件的两个轴向端面分别为其正极和负极；所述正极导体包括正极极片和与正极极片电连接的正极导电片，所述正极导电片用于与压电换能件的正极电连接；所述负极导体包括负极极片和与负极极片电连接的负极导电片，所述负极导电片用于与压电换能件的负极电连接；各个压电换能件上下层叠的套设在所述绝缘套管上，其中两两相邻的压电换能件中，相邻的两个电极极性相同且相邻的两个电极之间均设置有一个对应极性的导电片。

进一步地，所述绝缘套管为热缩套管，所述第一绝缘片和第二绝缘片均为绝缘陶瓷片。