[发明专利]一种超材料声透镜相控阵换能器及提升焦点声压的方法

权利要求书

1.一种超材料声透镜相控阵换能器，其特征在于，包括相控阵超声换能器、及位于相控阵超声换能器上方的可拆装的超材料声透镜，通过可拆装的超材料声透镜，使得相控阵超声换能器焦点偏转时，可通过改变超材料声透镜的内部结构实现焦点位置跟随相控阵超声换能器焦点位置改变，从而在声焦点偏转时不增加旁瓣声压的情况下实现焦点声压的提升；所述相控阵超声换能器为压电陶瓷按照预定方式呈阵列布置；所述超材料声透镜以聚苯乙烯基体为主体，聚苯乙烯基体上均匀分布着凹槽；不同圈的凹槽内填充高度比例不同的聚氨酯和聚苯乙烯。

2.一种基于权利要求1所述的超材料声透镜相控阵换能器的提升焦点声压的方法，其特征在于，所述超材料声透镜相控阵换能器在使用时，通过在不同圈的凹槽内填充高度比例不同的聚氨酯和聚苯乙烯，使得同相位入射不同圈的凹槽的声波出射时产生相位差以消除一部分声波因到焦点声程不同而导致的相位差的影响，从而利用声波的干涉效应实现焦点声压的提升。

3.根据权利要求2所述的一种提升焦点声压的方法，其特征在于，当声焦点不偏转，即焦点在声轴上时，从最外圈凹槽至最内圈凹槽，聚苯乙烯所占高度比例逐渐降低，聚氨酯所占高度比例逐渐增加；当声焦点偏离声轴时，即焦点位置发生偏转，此时将焦点对应位置的超材料声透镜的凹槽视作最内圈，从最外圈凹槽至最内圈凹槽，聚苯乙烯所占高度比例逐渐降低，聚氨酯所占高度比例逐渐增加，从而实现在声焦点偏转时不增加旁瓣声压的情况下实现焦点声压的提升。