[發(fā)明專利]超聲換能器的熱傳遞和聲匹配層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210339333.8
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102989654A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.C.邰;H.伊索諾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;朱海煜

相關(guān)申請

本申請是提交于2010年7月9日的美國專利申請No.?12/833,101，的部分繼續(xù)申請，并且要求了其優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請的公開以引用方式并入本文。

聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)

[不適用]

微縮膠片/版權(quán)參考

[不適用]。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)的實施例大體上涉及配置成提供改進熱特性的超聲換能器。

背景技術(shù)

如在圖1中描繪的，常規(guī)超聲換能器100可以由包括透鏡102、阻抗匹配層104和106、壓電元件108、襯墊110的各種層和用于連接到超聲系統(tǒng)的電元件構(gòu)成。

壓電元件108可以將電信號轉(zhuǎn)換成超聲波以朝目標(biāo)發(fā)送并且也可以將接收的超聲波轉(zhuǎn)換成電信號。箭頭112描繪從換能器100發(fā)送和在換能器100接收的超聲波。該接收的超聲波可以由超聲系統(tǒng)使用以形成目標(biāo)的圖像。

為了增加從換能器100輸出的能量，阻抗匹配層104、106設(shè)置在壓電元件108和透鏡102之間。常規(guī)上，最佳的阻抗匹配已經(jīng)認為是當(dāng)匹配層104、106將壓電元件108和透鏡102分開的距離x是以諧振頻率發(fā)送的超聲波的期望波長的大約1/4至1/2而達到。常規(guī)的看法是這樣的配置可以在超聲波離開匹配層104、106時保持在匹配層104、106內(nèi)反射的超聲波同相。

從換能器100發(fā)送的超聲波可以加熱透鏡102。然而，接觸患者的換能器具有大約40攝氏度的最大表面溫度以便避免患者不適并且遵守管制溫度極限。從而，透鏡溫度可以是波發(fā)送功率和換能器性能的限制因素。

許多已知的熱管理技術(shù)集中在換能器的背面以便最小化超聲能朝透鏡的反射。但是，需要有具有改進熱特性的改進超聲換能器。

發(fā)明內(nèi)容

本技術(shù)的實施例大體上涉及超聲換能器和制造超聲換能器的方法。

在一實施例中，超聲換能器包括定義了前面和背面的壓電元件，壓電元件配置成將電信號轉(zhuǎn)換成將從前面朝向目標(biāo)發(fā)送的超聲波，壓電元件配置成將接收的超聲波轉(zhuǎn)換成電信號。該超聲換能器包括連接到壓電元件的前面的透鏡，連接到壓電元件的背面的散熱器，以及設(shè)置在壓電元件和散熱器之間的背面匹配層。背面匹配層熱連接到壓電元件和散熱器。背面匹配層配置成將熱量從壓電元件傳導(dǎo)到散熱器。

在一實施例中，超聲換能器包括定義了前面和背面的壓電元件。壓電元件配置成將電信號轉(zhuǎn)換成將從前面朝向目標(biāo)發(fā)送的超聲波。壓電元件配置成將接收的超聲波轉(zhuǎn)換成電信號。超聲換能器包括連接到壓電元件的前面的透鏡，連接到壓電元件的背面的散熱器，以及連接到壓電元件和散熱器兩者的背面匹配層。背面匹配層包含配置成延伸超過壓電元件的端到散熱器的翼板。背面匹配層配置成將熱量從壓電元件傳導(dǎo)到散熱器。

在一實施例中，一種制作超聲換能器的方法，包括將匹配層附連到壓電元件的前面，將背面匹配層附連到壓電元件的背面，以及將背面匹配層連接到散熱器，其中散熱器面向壓電元件的背面。

附圖說明

圖1描繪現(xiàn)有技術(shù)超聲換能器的層的截面。

圖2A描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的截面。

圖2B是根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的匹配層屬性表。

圖3描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的截面。

圖4描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的截面。

圖5描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的截面。

圖6描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的透視圖。

圖7描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的計算機模擬結(jié)果。

圖8是描繪常規(guī)換能器和根據(jù)本技術(shù)的實施例建造的換能器的透鏡表面處的溫度測量的試驗結(jié)果的圖表。

圖9描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的截面。

圖10描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的透視圖。

圖11描繪根據(jù)本技術(shù)的實施例使用的超聲換能器的層的截面。

圖12描繪顯示模擬數(shù)據(jù)的圖表。

圖13描繪顯示模擬數(shù)據(jù)的圖表。

前面的發(fā)明內(nèi)容以及某些實施例的下列詳細描述當(dāng)與附圖結(jié)合閱讀時將更好理解。為了說明本發(fā)明的目的，某些實施例在圖中示出。然而，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于附圖中示出的設(shè)置和工具。

具體實施方式