[发明专利]超声换能器及超声装置

说明书

本发明公开了一种超声换能器以及超声装置，其中，超声换能器包括压电层，所述压电层的尺寸使得所述压电层产生至少两种振型；其中，所述振型与所述超声换能器所产生的超声波的频率一一对应。本发明提供的超声换能器，通过对压电层尺寸的设计使得同一压电层在外加激励的情况下，能够激发压电层同时产生多种振型；同时，压电层的振型不同，将外加激励的电信号转换成超声波信号的频率也就不同。因此，通过压电层的尺寸设计，能够在不增加或减小原有超声换能器体积的情况下，使得超声换能器能够产生多种频率的超声波，进而提高超声换能器的使用范围。

技术领域

本发明涉及超声换能器技术领域，具体涉及超声换能器及超声装置。

背景技术

超声探针是通过超声探头产生入射超声波(发射波)和接收发射超声波(回波)的，它是超声成像的重要部件。而超声探头的任务就是将电信号变换为超声波信号或相反地将超声波信号变换为电信号。探头可以发射和接收超声，进行电、声信号转换，能够将由主机送来的电信号转变为高频振荡的超声信号，又能将从组织脏器发射回来的超声信号转变为电信号而显示于主机的显示器上。

超声探头的重要组成部分为超声换能器，其中，超声换能器在外加激励时，超声换能器内的压电层能产生弹性形变，从而产生超声波；相反情况下，当超声声波通过压电层时，又能引起它产生弹性形变，继而引起电压的变化，最后通过信号处理装置对相应电信号变化的处理来完成被探测物的图像探查。

其中，超声探头产生的超声波的频率越高，成像的清晰度越高；超声波的频率越低，超声的探测深度越深。因此，现有技术中通过在超声探针中集成多个超声探头，每个超声探头产生超声波的频率不同，就能够同时满足成像精度与探测深度的需求。具体地，每个超声探头中超声换能器产生一种频率的超声波，例如，图1a)至图1c)所示，在同一超声探针中集成了两个超声探头，分别产生高频与低频的超声波。将两种频率的超声探头左右放置(图1a))，前后放置(图1b))，或背靠背放置(图1c))，实现类似的功能。然而，通过该技术方案实现的超声探针的体积大，在血管内对探针尺寸要求极高的情况下，使用范围减小，并不能满足。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种超声换能器及超声装置，以解决多个超声换能器的排列所导致的整体体积过大的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种超声换能器，包括压电层，所述压电层的尺寸使得所述压电层产生至少两种振型；其中，所述振型与所述超声换能器所产生的超声波的频率一一对应。

本发明提供的超声换能器，通过对压电层尺寸的设计使得同一压电层在外加激励的情况下，能够激发压电层同时产生多种振型；同时，压电层的振型不同，将外加激励的电信号转换成超声波信号的频率也就不同。因此，通过压电层的尺寸设计，能够在不增加或减小原有超声换能器体积的情况下，使得超声换能器能够产生多种频率的超声波，进而提高超声换能器的使用范围。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述超声换能器产生两种频率，分别为第一频率和第二频率，其中，所述第一频率不小于所述第二频率。

本发明中的超声换能器，在外界激励的作用下，同一压电层能够产生两种频率的超声波，这两种频率可以同时工作，也可以按照需求分开工作。具体地，第二频率较低，有助于超声穿透介质，增加扫描深度，用于指导及调整方向；第一频率较高，对近区域介质分辨率高，可用于判断狭小通道、周壁、区域是否完整、是否病变，可弥补第一频率超声波由于近场盲区不能准确探测的缺点。本发明提供的超声换能器，能够实现在单个超声换能器中结合低频超声和高频超声各自的优势，具有较大的应用空间。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述压电层的厚度使得所述压电层沿厚度方向产生伸缩振动，并对应于所述第一频率。