[發明專利]超聲換能器元件和用于提供超聲換能器元件的方法

無效

• 申請號: 201210022808.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102592586A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: J·-F·格利;A·C·達戈尼奧;J·P·馬拉里達
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G10K9/122
• 分類號: G10K9/122;G10K9/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本文描述的主題涉及聲音換能器，例如超聲換能器。

背景技術

已知的超聲換能器設計成將聲波傳輸向待成像的物體，以及接收作為聲音回聲離開本體的波的反射。這些回聲轉換成可用來產生本體的圖像的電信號。換能器可包括壓電材料，壓電材料由電荷激勵，并且因此，產生聲波。換能器設計成沿諸如超聲換能器探測器的前側的向前方向傳輸聲波的大部分能量。當材料接收回聲時，壓電材料還產生電荷或信號。然后可使用電荷或信號來產生圖像。

換能器所產生的一些能量可沿相反的方向傳輸。例如，一些能量可作為被向后引導的聲波而傳輸。這些聲波可被引導到超聲探測器中。被向后引導的聲波可反射離開殼體或超聲探測器中的其它結構。被向后引導的聲波的反射可使聲波的鏡面反射或反向散射的能量或分量被引導回到換能器的壓電材料中。接收鏡面反射或反向散射的能量可在圖像中產生可見的偽像，并且從而降低圖像的質量。

為了減少被向后引導的聲波的反射，一些已知的換能器包括削弱聲波的背襯層。這些背襯層往往是不良的導熱體，這可導致在超聲換能器的使用期間產生大量熱能。這個熱能可在超聲探測器中陷在壓電材料和探測器殼體之間。熱能可顯著地加熱探測器內的壓電材料和其它構件，這可損害探測器的內部構件，以及/或者降低圖像的質量，或者可為安全問題。

發明內容

在一個實施例中，提供了一種構造成設置在殼體中的超聲換能器元件。該換能器元件包括壓電層、前端本體和背襯層組件。壓電層在相對的前側和后側之間延伸，并且構造成從前側傳輸出聲波。前端是設置在壓電層的前側的附近的本體，并且構造成將聲波發射出殼體。背襯層組件設置在壓電層的后側的附近。背襯層組件包括設置在基質封罩中的第一導熱網。第一導熱網定位成將熱能傳導遠離壓電層。在一方面，第一導熱網是沿橫向方向或傾斜方向中的至少一個定向的由金屬或金屬合金材料制成的伸長繩股的格柵。

在另一個實施例中，提供了另一種超聲換能器元件。換能器元件包括壓電層、前端本體和背襯層組件。壓電層延伸在相對的前側和后側之間，并且構造成從前側傳輸出聲波。前端本體設置在壓電層的前側的附近，并且構造成將聲波發射遠離壓電層。背襯層組件設置在壓電層的后側的附近。背襯層組件包括設置在非導電基質封罩中的導熱本體。導熱本體包括傳聲開口，該傳聲開口容許被壓電元件傳輸向背襯層組件的聲波的被向后引導的分量中的至少一些傳送通過導熱網，同時導熱本體將熱能引導遠離壓電層。

在另一個實施例中，提供了一種用于提供超聲換能器元件的方法。該方法包括提供具有延伸通過其中的多個開口的導熱本體，以及將聚合物基質模制在導熱本體的至少一部分的周圍。該方法還包括將聚合物基質和導熱本體裝載到保持壓電層的殼體中。導熱本體設置在殼體內，以將熱能傳導遠離壓電層，同時容許聲波傳送通過導熱本體中的開口，而不沿軸向反射聲波。在一方面，該方法包括將多個伸長導電繩股編織成網，以形成導熱本體。

附圖說明

參照附圖，通過閱讀非限制性實施例的以下描述，將更好地理解當前公開的主題，其中以下：

圖1是換能器元件的一個實施例的透視圖；

圖2是設置在圖1中顯示的背襯層組件中的導熱本體的一個實施例的俯視圖；

圖3是圖1中顯示的換能器元件的一個實施例的俯視圖；

圖4是根據一個實施例而形成的整體換能器陣列的俯視圖；以及

圖5是根據一個實施例的、提供換能器元件或換能器陣列的背襯層組件的方法的流程圖。

部件列表：

100換能器元件

102殼體

104層

120層

106側

108側

110電極

112電極

114電子設備

116接地基準

118本體

128本體

404本體

122透鏡

124表面

126組件

130封罩

132方向

202方向

204方向

134通路

200繩股

206開口

300覆蓋范圍

400陣列

402元件

500方法

具體實施方式