一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，包括插接頭、導(dǎo)線、殼體、超聲電源模塊以及超聲波換能器，超聲電源模塊設(shè)置在殼體內(nèi)，超聲波換能器安裝在殼體的末端，插接頭通過導(dǎo)線與超聲電源模塊連接；超聲波換能器包括金屬外殼、導(dǎo)電柱、壓電片以及高溫導(dǎo)電膠層，金屬外殼內(nèi)設(shè)有壓電腔，高溫導(dǎo)電膠層、壓電片和導(dǎo)電柱依次安裝在壓電腔中，壓電腔內(nèi)填充有吸聲材料，超聲電源模塊通過導(dǎo)線連接導(dǎo)電柱后與壓電片電連接。本實(shí)用新型體積小，重量輕，便于攜帶，而且具有較高靈敏度，探測深度較深，具有較高精度，可廣泛應(yīng)用于迷你B超機(jī)行業(yè)中。
【專利說明】
一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲探頭領(lǐng)域，特別是涉及一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]B超機(jī)是利用超聲波的物理特性進(jìn)行診斷和治療的一門影像學(xué)科，稱為超聲醫(yī)學(xué)。其臨床應(yīng)用范圍廣泛，目前已成為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。目前，除了常規(guī)醫(yī)療場所外，野外、急救等移動醫(yī)療場所，對B超機(jī)的需求也很高，為了滿足這些地方的應(yīng)用要求，B超機(jī)正朝著迷你小型化發(fā)展?，F(xiàn)在市場上，迷你B超機(jī)主要的成型產(chǎn)品是西門子和GE公司生產(chǎn)的，這兩家公司都是采用相控探頭技術(shù)來實(shí)現(xiàn)探頭的小型化，但是，由于相控陣探頭固有的弱點(diǎn)，使B超機(jī)探測靈敏度、深度及清晰度都大打折扣，與傳統(tǒng)的電子凸陣探頭B超機(jī)相比有很大差距，導(dǎo)致迷你B超機(jī)無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的探測，影響了其推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，包括插接頭、導(dǎo)線、殼體、超聲電源模塊以及超聲波換能器，所述超聲電源模塊設(shè)置在殼體內(nèi)，所述超聲波換能器安裝在殼體的末端，所述插接頭通過導(dǎo)線與超聲電源模塊連接;所述超聲波換能器包括金屬外殼、導(dǎo)電柱、壓電片以及高溫導(dǎo)電膠層，所述金屬外殼內(nèi)設(shè)有壓電腔，所述高溫導(dǎo)電膠層、壓電片和導(dǎo)電柱依次安裝在壓電腔中，所述壓電腔內(nèi)填充有吸聲材料，所述超聲電源模塊通過導(dǎo)線連接導(dǎo)電柱后與壓電片電連接。
[0006]進(jìn)一步，所述金屬外殼內(nèi)還設(shè)有與壓電腔同軸的接線腔，所述超聲波換能器還包括緩沖接線板和安裝擋圈，所述安裝擋圈與接線腔的內(nèi)壁螺紋連接后將緩沖接線板固定在接線腔中，所述緩沖接線板分別與導(dǎo)線和導(dǎo)電柱連接。
[0007]進(jìn)一步，所述緩沖接線板采用雙面覆銅板。
[0008]進(jìn)一步，所述壓電片采用弛豫鐵電單晶材料制成。
[0009]進(jìn)一步，所述吸聲材料采用雙組份的S2116高彈性電子灌封膠。
[0010]進(jìn)一步，所述殼體上安裝有硅膠護(hù)套，所述導(dǎo)線穿過硅膠護(hù)套后伸入殼體內(nèi)部與超聲電源模塊連接。
[0011]進(jìn)一步，所述殼體內(nèi)還設(shè)有磁環(huán)，所述磁環(huán)套設(shè)在連接插接頭與超聲電源模塊的導(dǎo)線上。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，包括插接頭、導(dǎo)線、殼體、超聲電源模塊以及超聲波換能器，超聲電源模塊設(shè)置在殼體內(nèi)，超聲波換能器安裝在殼體的末端，插接頭通過導(dǎo)線與超聲電源模塊連接;超聲波換能器包括金屬外殼、導(dǎo)電柱、壓電片以及高溫導(dǎo)電膠層，金屬外殼內(nèi)設(shè)有壓電腔，高溫導(dǎo)電膠層、壓電片和導(dǎo)電柱依次安裝在壓電腔中，壓電腔內(nèi)填充有吸聲材料，超聲電源模塊通過導(dǎo)線連接導(dǎo)電柱后與壓電片電連接。本超聲探頭體積小，重量輕，便于攜帶，而且超聲波換能器采用壓電片，其具有較高的靈敏度，因此，在同樣大小下，本超聲探頭的靈敏度、探測深度都大大優(yōu)于相控陣探頭，具有較高靈敏度，探測深度較深，具有較高精度，可滿足B超機(jī)的小型化要求。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭的主視圖；
[0015]圖2是圖1中的A-A部分的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭采用的超聲波換能器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照圖1、圖2和圖3，本實(shí)用新型提供了一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，包括插接頭1、導(dǎo)線2、殼體5、超聲電源模塊6以及超聲波換能器8，所述超聲電源模塊6設(shè)置在殼體5內(nèi)，所述超聲波換能器8安裝在殼體5的末端，所述插接頭I通過導(dǎo)線2與超聲電源模塊6連接;所述超聲波換能器8包括金屬外殼81、導(dǎo)電柱83、壓電片84以及高溫導(dǎo)電膠層85，所述金屬外殼81內(nèi)設(shè)有壓電腔82，所述高溫導(dǎo)電膠層85、壓電片84和導(dǎo)電柱83依次安裝在壓電腔82中，所述壓電腔82內(nèi)填充有吸聲材料86，所述超聲電源模塊6通過導(dǎo)線2連接導(dǎo)電柱83后與壓電片84電連接。圖3中，附圖標(biāo)記9表示超聲波換能器8的輻射面。
[0018]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述金屬外殼81內(nèi)還設(shè)有與壓電腔82同軸的接線腔89，所述超聲波換能器8還包括緩沖接線板87和安裝擋圈88，所述安裝擋圈88與接線腔89的內(nèi)壁螺紋連接后將緩沖接線板87固定在接線腔89中，所述緩沖接線板87分別與導(dǎo)線2和導(dǎo)電柱83連接。
[0019]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述緩沖接線板87采用雙面覆銅板。
[0020]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述壓電片84采用弛豫鐵電單晶材料制成。
[0021]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述吸聲材料86采用雙組份的S2116高彈性電子灌封膠。
[0022]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述殼體5上安裝有硅膠護(hù)套3，所述導(dǎo)線2穿過硅膠護(hù)套3后伸入殼體5內(nèi)部與超聲電源模塊6連接。
[0023]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述殼體5內(nèi)還設(shè)有磁環(huán)4，所述磁環(huán)4套設(shè)在連接插接頭I與超聲電源模塊6的導(dǎo)線2上。
[0024]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括安裝在殼體5末端的上蓋7，所述超聲波換能器8與上蓋7螺紋連接，上蓋7將超聲波換能器8安裝在殼體5的末端。
[0025]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。
[0026]參照圖1?圖3，一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，包括插接頭1、導(dǎo)線2、殼體5、超聲電源模塊6以及超聲波換能器8，超聲電源模塊6設(shè)置在殼體5內(nèi)，超聲波換能器8安裝在殼體5的末端，插接頭I通過導(dǎo)線2與超聲電源模塊6連接;超聲波換能器8包括金屬外殼81、導(dǎo)電柱83、壓電片84以及高溫導(dǎo)電膠層85，金屬外殼81內(nèi)設(shè)有壓電腔82，高溫導(dǎo)電膠層85、壓電片84和導(dǎo)電柱83依次安裝在壓電腔82中，壓電腔82內(nèi)填充有包覆壓電片84的吸聲材料86，超聲電源模塊6通過導(dǎo)線2連接導(dǎo)電柱83后與壓電片84電連接。插接頭I用于與B超機(jī)主機(jī)連接。
[0027]壓電腔82為封閉圓柱體，其凸出面即圖3中標(biāo)記9的面作為聲波輻射面。如圖3中所示，壓電片84安裝時，其正面與高溫導(dǎo)電膠層85緊密連接，背面與導(dǎo)電柱83連接且被填充的吸聲材料86包覆。壓電片84具有較高的靈敏度，采用本結(jié)構(gòu)的超聲波換能器8制成的超聲探頭，在同樣大小下，其靈敏度、探測深度都大大優(yōu)于相控陣探頭，具有較高精度，可滿足B超機(jī)的小型化要求。
[0028]本實(shí)施例中，金屬外殼81為凸臺圓柱體，分為上下兩個部分，除了下部分的壓電腔82外，金屬外殼81內(nèi)還設(shè)有與壓電腔82同軸的接線腔89，超聲波換能器8還包括緩沖接線板87和安裝擋圈88，安裝擋圈88與接線腔89的內(nèi)壁螺紋連接后將緩沖接線板87固定在接線腔89中，緩沖接線板87分別與導(dǎo)線2和導(dǎo)電柱83連接。安裝擋圈88采用標(biāo)準(zhǔn)連接件，用于卡固緩沖接線板87，其外徑與接線腔89的內(nèi)壁螺紋配合。
[0029]本實(shí)施例中，緩沖接線板87采用厚度為Imm的雙面覆銅板，雙面覆銅板與導(dǎo)電柱83匹配，并且設(shè)有用于焊接導(dǎo)線2的焊接位置。緩沖接線板87和導(dǎo)電柱83構(gòu)成壓電片84與導(dǎo)線2之間的緩沖連接裝置，保護(hù)壓電片84不受導(dǎo)線2的焊接應(yīng)力的影響。
[0030]吸聲材料86采用雙組份的S2116高彈性電子灌封膠，灌封時具有良好的流動性，固化后具有良好的吸聲性能，吸聲材料86用于吸收和抑制壓電片的反向振動波，以獲得純凈的單脈沖發(fā)射波形。
[0031]高溫導(dǎo)電膠層85是用于兩種不同界面(壓電片84與金屬外殼81)的聲耦合劑，通過粘貼方式固定壓電片84。本實(shí)施例中，高溫導(dǎo)電膠層85優(yōu)選采用DB5015的材料制成，該材料是由環(huán)氧樹脂、銀粉和固化劑配制而成的無溶劑型導(dǎo)電膠，導(dǎo)電性能十分優(yōu)越。
[0032]本實(shí)施例中，壓電片84采用弛豫鐵電單晶(Pb(Mgl/3NbZ/3)03—PbT103)材料制成。Pb(Mgl/3NbZ/3)03—PbT103材料具有的非凡的壓電性能，靈敏度高，是鐵電領(lǐng)域50年歷史中的一次激動人心的突破，引發(fā)一場超聲換能器材料與器件的革命，用該單晶取代傳統(tǒng)陶瓷PzT作為超聲波換能器8的壓電片84，大大提高了壓電片84的靈敏度，因此采用本超聲波換能器8的超聲探頭，其靈敏度大幅提高，其圖像分辨率與頻帶寬度大大提高，從而為超聲換能器小型化奠定了基礎(chǔ)。
[0033]本超聲探頭體積小、重量輕，便于手持操作，探頭中心頻率3.5MHZ，檢測的深度比較深，能達(dá)到190mm，特別適合檢測肝臟、腎臟、腹部，相比現(xiàn)有技術(shù)中檢測深度只能達(dá)到160mm的探頭，本超聲探頭探測深度較為優(yōu)越。另外，本超聲探頭圖像分辨率提高，能達(dá)到橫向2mm、縱向1mm，本探頭盲區(qū)能達(dá)到3mm，相比現(xiàn)有技術(shù)中分辨率橫向5mm、縱向2mm以及盲區(qū)一般8mm的類似探頭，大大提高了精度。
[0034]本實(shí)施例中，殼體5上安裝有硅膠護(hù)套3，導(dǎo)線2穿過硅膠護(hù)套3后伸入殼體5內(nèi)部與超聲電源模塊6連接，還包括安裝在殼體5末端的上蓋7，超聲波換能器8與上蓋7螺紋連接，上蓋7將超聲波換能器8安裝在殼體5的末端。殼體5內(nèi)還設(shè)有磁環(huán)4，磁環(huán)4套設(shè)在連接插接頭I與超聲電源模塊6的導(dǎo)線2上。
[0035]以上是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，包括插接頭、導(dǎo)線、殼體、超聲電源模塊以及超聲波換能器，所述超聲電源模塊設(shè)置在殼體內(nèi)，所述超聲波換能器安裝在殼體的末端，所述插接頭通過導(dǎo)線與超聲電源模塊連接;所述超聲波換能器包括金屬外殼、導(dǎo)電柱、壓電片以及高溫導(dǎo)電膠層，所述金屬外殼內(nèi)設(shè)有壓電腔，所述高溫導(dǎo)電膠層、壓電片和導(dǎo)電柱依次安裝在壓電腔中，所述壓電腔內(nèi)填充有吸聲材料，所述超聲電源模塊通過導(dǎo)線連接導(dǎo)電柱后與壓電片電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，所述金屬外殼內(nèi)還設(shè)有與壓電腔同軸的接線腔，所述超聲波換能器還包括緩沖接線板和安裝擋圈，所述安裝擋圈與接線腔的內(nèi)壁螺紋連接后將緩沖接線板固定在接線腔中，所述緩沖接線板分別與導(dǎo)線和導(dǎo)電柱連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，所述緩沖接線板采用雙面覆銅板。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，所述壓電片采用弛豫鐵電單晶材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，所述吸聲材料采用雙組份的S2116高彈性電子灌封膠。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，所述殼體上安裝有硅膠護(hù)套，所述導(dǎo)線穿過硅膠護(hù)套后伸入殼體內(nèi)部與超聲電源模塊連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高靈敏度超聲波換能器的超聲探頭，其特征在于，所述殼體內(nèi)還設(shè)有磁環(huán)，所述磁環(huán)套設(shè)在連接插接頭與超聲電源模塊的導(dǎo)線上。
【文檔編號】A61B8/00GK205433736SQ201521131839
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】趙三多, 陳宏明, 黎福強(qiáng), 周向陽
【申請人】珠海威泓醫(yī)療科技有限公司