[发明专利]一种用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器

权利要求书

1.一种用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，包括超声换能器组件(10)、匹配层(20)、电极引出线(30)、背衬层(40)、隔离层(50)和外壳，所述背衬层(40)堆叠在所述换能器组件(10)上，所述背衬层(40)和所述换能器组件(10)被设置在所述外壳中；其中，所述超声换能器组件(10)包括高频层(11)和低频层(12)，所述高频层(11)、所述隔离层(50)、所述低频层(12)和所述背衬层(40)依次堆叠；所述高频层(11)的一面靠近皮肤；

所述高频层(11)和所述低频层(12)均为压电材料，所述高频层(11)和所述低频层(12)的形状均为圆柱形；所述高频层(11)和所述低频层(12)均被设置为工作在所述压电材料的近场；

所述高频层(11)和所述低频层(12)均单独发射和/或接收超声波，所述高频层(11)和所述低频层(12)均设置单独的所述电极引出线(30)，由相互独立的脉冲信号分别驱动；

所述隔离层(50)设置在高频层(11)和低频层(12)之间，用于满足允许低频超声波通过并且隔离高频超声波的需求，使得低频层或高频层工作时相互不影响，所述隔离层(50)形状与所述换能器组件(10)对应，所述隔离层(50)的厚度和声阻抗与所述换能器组件(10)接收频率相匹配；

所述背衬层(40)的材料为空气或者固体材料，所述固体材料为钨粉与环氧树脂的混合物，用于吸收多余的回波，增加换能器的带宽，所述背衬层(40)的厚度和声阻抗与所述换能器组件(10)接收频率相匹配；

所述背衬层(40)的背离皮肤方向的表面被设置为斜面；

隔离层(50)的声阻抗为换能器组件(10)的压电材料声阻抗的0.2-0.3倍，厚度为高频层(11)的超声波长的0.1-0.5倍；高频层(11)发射的脉冲被配置为测量肌肉表层信息，测量肌肉的深度在0mm-20mm之间，低频层发射的脉冲被配置为测量肌肉深层信息，测量肌肉的深度在20mm-80mm之间；高频层发射脉冲的信号频率大于等于5MHz且小于等于8MHz，低频层发射脉冲的信号频率大于等于1MHz且小于等于5MHz；

所述背衬层(40)的厚度为4至8mm。

2.如权利要求1所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，将高频层(11)靠近皮肤的一面连接负极，背离皮肤的一面连接正极；低频层(12)靠近隔离层(50)的一面连接负极，靠近背衬层(40)的一面连接正极。

3.如权利要求1所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，将高频层(11)靠近皮肤的一面连接正极，背离皮肤的一面连接负极；低频层(12)靠近隔离层(50)的一面连接负极，靠近背衬层(40)的一面连接正极。

4.如权利要求2或3所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，所述高频层(11)先开始工作，单独发射脉冲并单独接收脉冲，在设定的时间间隔后，所述低频层(12)再开始工作，单独发射脉冲并单独接收脉冲；或者所述低频层(12)先开始工作，单独发射脉冲并单独接收脉冲，在设定的时间间隔后，所述高频层(11)再开始工作，单独发射脉冲并单独接收脉冲。

5.如权利要求2或3所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，所述高频层(11)和所述低频层(12)同时开始工作，均为单独发射脉冲并单独接收脉冲。

6.如权利要求2或3所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，所述低频层(12)发射脉冲，所述高频层(11)接收脉冲。

7.如权利要求2或3所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，所述低频层(12)和所述高频层(11)同时发射脉冲，仅所述高频层(11)接收脉冲。

8.如权利要求2或3所述的用于肌肉群运动检测的多频单振元超声换能器，其特征在于，在所述的高频层(11)靠近皮肤的一面设置至少一层匹配层(20)，所述匹配层(20)形状与所述换能器组件(10)对应，所述匹配层(20)的厚度和声阻抗与所述换能器组件(10)接收频率相匹配。