[发明专利]一种模块拼接式相控阵换能器

说明书

本发明涉及换能器技术领域，更具体的是涉及一种模块拼接式相控阵换能器，包括壳体、设置于壳体内的印刷电路板、基板、换能器阵列、监测装置；印刷电路板包括正极电极层和负极电极层，基板固定覆盖在印刷电路板的负极电极层上，基板上设置有多个通孔，换能器阵列覆盖在基板上，换能器阵列包括多个换能器阵元，每个换能器阵元包括晶体、正极引脚、负极引脚，正极引脚穿过通孔与正极电极层连接，负极引脚穿过通孔与负极电极层电连接，监测装置与换能器阵列连接；换能器阵元通过通孔与基板可拆卸连接。本发明中的换能器阵元直接通过其正极引脚和负极引脚插入到印刷电路板中，发生损坏则直接将其从印刷电路板中拔出即可，实现了单个换能器阵元的更换。

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，更具体地是涉及一种模块拼接式相控阵换能器。

背景技术

现有相控阵换能器为一次性制作，统一封装，主要针对不同需求而做不同数量的阵元。只有在大批量生产时才能体现它的生产效率优势，但是其生产工艺工序多，且若因局部阵元坏掉而造成整体性能达不到工作要求，则需更换整个换能器，后期维护成本过高。

为解决上述问题，中国专利CN201711386554.X提供了一种拼接式超声换能器及其制作方法，包括至少两个超声换能模块，超声换能模块包括壳体和设置于壳体内的晶片，晶片包括多个阵列的阵元，超声换能模块具有去除超声换能模块中至少一侧面的材料的切面，切面去除材料至靠近晶片中一排阵元边缘处，各超声换能模块通过切面拼接为一体。这种模块化的设置将多个阵元作为一个拼接模块，若单个阵元坏掉则只需更换此阵元所在的模块，一定程度上降低了后期维护成本，但并没有完全解决个别阵元对换能器整体的影响过大的问题，且其不能对坏掉的阵元进行准确定位，维护过程较为繁琐。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中无法对损坏的单个阵元定位及更换的不足，提供了一种可实现单个阵元精准定位、实时监测和易于更换的模块拼接式相控阵换能器。

在本技术方案中，提供了一种模块拼接式相控阵换能器，包括壳体、设置于壳体内的印刷电路板、基板、换能器阵列、监测装置；印刷电路板包括正极电极层和负极电极层，基板固定覆盖在印刷电路板的负极电极层上，基板上设置有多个通孔，换能器阵列覆盖在基板上，换能器阵列包括多个换能器阵元，每个换能器阵元包括晶体、正极引脚、负极引脚，正极引脚穿过通孔与正极电极层连接，负极引脚穿过通孔与负极电极层电连接，监测装置与换能器阵列连接；每个换能器阵元通过通孔与基板可拆卸连接。

本发明中的换能器阵元可根据需要，直接通过正极引脚和负极引脚插入到印刷电路板中，若发生损坏则直接将其从印刷电路板中拔出即可，实现了单个换能器阵元的更换，大大降低换能器后期维护成本；另外通过正极引脚连接有监测装置，对换能器阵元进行实时电流监测，若换能器阵元损坏，则可通过电流反馈到监测装置上，方便及时发现和更换损坏的换能器阵元。

优选地，上述的印刷电路板的正极电极层和负极电极层内均设置有与正极引脚和负极引脚数量对应的弹性触头，正极电极层设有与正极引脚数量对应的多条引线，负极电极层设有与所有负极引脚连接的公共引线。正极引脚或负极引脚插入到印刷电路板中时，弹性触头可以给出一个阻力反馈，提示插入到位，同时确保正极引脚或负极引脚与正极电极层或负极电极层能接触良好。

优选地，上述的监测装置包括数据处理设备、与换能器阵元数量对应的多个检测元件，检测元件设置在正极电极层上，数据处理设备包括电连接的处理元件和显示装置，每个检测元件分别与处理元件及每个正极引脚对应的引线电连接。检测元件可检测通过正极引脚的电流信息，将其传送给处理元件，处理元件判断电流信息是否异常并将判断结果传送到显示装置，显示装置将判断结果显示出来，供工作人员查看以及时处理损坏的换能器阵元。

优选地，上述的检测元件为霍尔电流传感器或罗柯夫斯基电流传感器等具有电流检测功能的电流传感器，可感应到正极引脚的电流信息，并将其转换成电信号发送到处理元件。