[發(fā)明專利]復(fù)合柔性三維壓力監(jiān)測(cè)陣列的柔性超聲換能陣列及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110336877.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN113092595B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜利東;許立銳;陳賢祥;王鵬;方震;王軍波;太惠玲;蔣亞東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院;電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/32
• 分類號(hào): G01N29/32;G01S15/89;G01S7/52;G01B21/20;G01L5/167
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢(mèng)圓

1.一種復(fù)合柔性三維壓力監(jiān)測(cè)陣列的柔性超聲換能陣列，自下而上包括：底層匹配層、超聲陣元層和頂層覆蓋層；

所述超聲陣元層包括：多個(gè)壓電超聲陣元；

所述頂層覆蓋層包括：頂層超聲陣元電氣連接層，所述頂層超聲陣元電氣連接層與所述壓電超聲陣元第一面相連；

所述底層匹配層自下而上包括：壓力傳感陣元、壓力傳感陣元電氣引出層和底層超聲陣元電氣連接層；所述底層超聲陣元電氣連接層第一面與所述壓電超聲陣元第二面相連；所述壓力傳感陣元電氣引出層和所述壓力傳感陣元相連；

換能器陣列電氣接口，分別與所述頂層超聲陣元電氣連接層、所述底層超聲陣元電氣連接層和所述壓力傳感陣元電氣引出層電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性超聲換能陣列，其中，所述壓電超聲陣元為長(zhǎng)方體壓電材料、圓柱體壓電材料和正方體壓電材料中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性超聲換能陣列，其中，多個(gè)所述壓電超聲陣元呈行列等間距排列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性超聲換能陣列，其中，所述換能器陣列電氣接口包括：

超聲信號(hào)發(fā)送電氣接口，與所述頂層超聲陣元電氣連接層相連；

超聲信號(hào)接收電氣接口，與所述底層超聲陣元電氣連接層相連；以及

壓力傳感器信號(hào)接口，與所述壓力傳感陣元電氣引出層相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性超聲換能陣列，其中，所述壓力傳感陣元的布置點(diǎn)位與所述壓電超聲陣元的中心相對(duì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性超聲換能陣列，其中，所述壓力傳感陣元的布置點(diǎn)位與所述壓電超聲陣元的邊緣相對(duì)，且均勻分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的柔性超聲換能陣列，其中，所述復(fù)合柔性三維壓力監(jiān)測(cè)陣列的柔性超聲換能陣列為N行×M列陣列，其中，M和N均為大于1的整數(shù)。

8.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的柔性超聲換能陣列的裝置，其中，還包括：

微控制器，發(fā)出生成超聲波激發(fā)指令；

數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，接收所述微控制器發(fā)出的超聲波信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；

第一信號(hào)放大模塊，接收所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出的超聲波信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)放大；以及

超聲信號(hào)發(fā)送模塊，接收所述信號(hào)放大模塊發(fā)出的超聲波信號(hào)，并通過所述超聲信號(hào)發(fā)送電氣接口激發(fā)所述柔性超聲換能陣列發(fā)射的超聲波信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，還包括：

超聲信號(hào)接收模塊，通過所述超聲信號(hào)接收電氣接口接收所述柔性超聲換能陣列發(fā)射的超聲回波信號(hào)；以及

第二信號(hào)放大模塊，接收所述超聲信號(hào)接收模塊發(fā)出的超聲回波信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)放大；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊接收所述第二信號(hào)放大模塊發(fā)出的超聲回波信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述微控制器進(jìn)行處理和保存。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，還包括：

壓力信號(hào)接收模塊，與壓力傳感器信號(hào)接口相連，檢測(cè)所述壓力傳感陣元的壓力信號(hào)；

第三信號(hào)放大模塊，接收所述壓力信號(hào)接收模塊發(fā)出的壓力信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)放大；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊接收所述第三信號(hào)放大模塊發(fā)出的壓力信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后發(fā)送至所述微控制器；所述微控制器獲得所述底層匹配層的壓力分布情況；

獲取模塊，根據(jù)所述底層匹配層的壓力分布情況獲取所述底層匹配層的形變圖進(jìn)而獲取所述底層匹配層的曲率值；

補(bǔ)償模塊，根據(jù)所述底層匹配層的曲率值對(duì)所述超聲信號(hào)發(fā)送模塊和/或所述超聲信號(hào)接收模塊進(jìn)行補(bǔ)償。