[发明专利]一种高强度聚焦超声换能器阵列

权利要求书

1.一种高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：包括一个球冠型刚性支撑架和若干个超声换能器，球冠型刚性支撑架上设置有若干个供安装超声换能器的孔；超声换能器包括螺栓、后盖板、压电陶瓷片、电极片、变幅杆、转换套筒、振动板和粘接在振动板上的耦合层，后盖板和变幅杆通过螺栓将依次套设在螺栓上的后盖板、压电陶瓷片、电极片和变幅杆联接夹紧，转换套筒设置在变幅杆的前端，振动板和粘接在振动板上的耦合层设置在转换套筒的前端；球冠型刚性支撑架的中央单独放置一个超声换能器，其余超声换能器离散分布在以该超声换能器为中心的若干层同心环上，各环层之间的角间距均不相等，各环层之间的间隔及同环内相邻超声换能器的间距在5mm以内，每层同心环的起始超声换能器位置随机而定，其余超声换能器相继按等角间距紧密均匀地分布在同心环上，每个超声换能器有独立的电激励信号馈线，分别连接至相控信号激励系统。

2.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述的球冠型刚性支撑架的曲率半径R＝L1+L2+L3，其中L1为该相控阵的聚焦最小深度，L2为该相控阵的轴向扫描范围，L3为超声换能器中耦合层到固定法兰盘之间的距离，球冠型刚性支撑架的f值满足0.70≤f值≤0.85，其中f值为刚性支撑架球冠的曲率半径R与球冠底部直径D之比。

3.根据权利要求1所述的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所有超声换能器的工作频率和所有超声换能器的激励电源信号频率均相同，各个激励电源信号独立可控，相位和电压幅度各不相同，通过基于伪逆矩阵理论的焦点模式合成方法计算阵元的相位和电压幅度组合，实现声束的电子聚焦和扫描，产生所需的单焦点或多焦点声场控制模式。

4.根据权利要求1-3的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的转换套筒和变幅杆制造成一个整体零件。

5.根据权利要求1-3的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的转换套筒焊接在变幅杆的前端。

6.根据权利要求1-3的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的转换套筒通过螺纹联接在变幅杆的前端。

7.根据权利要求1-3所述的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的振动板粘接在转换套筒的前端。

8.根据权利要求1-3所述的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的振动板焊接在转换套筒的前端。

9.根据权利要求1-3所述的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的耦合层的材料为泡沫塑料。

10.根据权利要求1-3所述的高强度聚焦超声换能器阵列，其特征在于：所述超声换能器的耦合层的材料为环氧树脂。