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西安电子科技大学微电子学院
【 中文摘要 】本发明涉及一种超声换能器的匹配层,包括依次布置的低密度声速层和高密度声速层,低密度声速层由材料A构成,高密度声速层由材料B构成,低密度声速层与压电材料表面电极相连接,高密度声速层用于裸露于空气中或连接其他器件。上述技术方案中,采用的材料为自然界可直接或间接获取的物质,通过物理淀积的方法可以精确控制厚度,克服了传统工艺在厚度研磨上的瓶颈;本发明通过厚度的精确控制,可以获得精确声阻抗值的匹配系统。此外,本发明还可以应用于各种特殊形状的换能器上,突破传统的设计局限性。
【 英文摘要 】The invention relates to a matching layer of an ultrasonic transducer. The matching layer comprises a low-density sound velocity layer and a high-density sound velocity arranged in sequence, wherein the low-density sound velocity layer is made of a material A, the high-density sound velocity layer is made of a material B, the low-density sound velocity layer is connected with a surface electrode of a piezoelectric material, and the high-density sound velocity layer is used for exposing to air or is connected with other devices. According to the technical scheme, the matching layer is made of asubstance capable of being obtained from the nature directly or indirectly, thickness of the matching layer can be controlled accurately by means of physical deposition, and the bottle neck in grinding of the thickness in the prior art is broken; as the thickness is controlled accurately, a matching system with an accurate acoustic impedance value can be obtained. Besides, the matching layer canbe applied to transducers having different special shapes, and the limit in conventional design can be broken through.
超声波换能器匹配层。
该层可以直接或间接获得物质,通过物理沉积精确控制层的厚度,避免厚度研磨过程中的工艺瓶颈,通过常规设计限制,达到声阻抗值,以适用于各种特殊形状的换能器。
该层具有依次排列的低密度声速层和高密度声速层。 低密度声速层具有第一材料。 高密度声速层具有第二材料。 低密度声速层与压电材料表面电极固定连接。 高密度声速层暴露于空气中或与其它器件连接。 第一材料由高分子树脂材料制成。 第二材料由选自金,银和铜的金属材料制成。 所述高分子树脂材料选自环氧和对二甲苯。
本发明还涉及一种超声换能器匹配层的制造方法。
机械设备 | 换能器 | 超声波换能器 |
技术功效句 | 通过物理淀积的方法可以精确控制厚度; 能有效地提高声传输效率; 克服了传统工艺在厚度研磨上的瓶颈; 可以获得精确声阻抗值的匹配系统 |
技术功效短语 | 精确控制厚度; 提高声传输效率; 克服上瓶颈; 淀积方法; 精确声 |
技术功效1级 | 精确性; 效率; 瓶颈; 淀积 |
技术功效2级 | 精确性提高; 效率提高; 瓶颈避免; 淀积 |
技术功效3级 | 控制厚度精确性提高; 声传输效率提高; 瓶颈避免; 方法淀积; 声精确性提高 |
技术功效TRIZ参数 | 28-测量精度;39-生产率; |
主分类号 |
|
IPC分类号 | |
CPC分类号 | B06B1/06; B06B3/00; G10K9/122; G10K11/02; |
DWPI分类号 | A88; P43; P86; V06; |
DWPI手工代码 | A12-E14; A12-E15; V06-V01E; V06-V01N; P43-A; P86-E01; P86-E05; |
2018-03-01
申请日
CN201810170055.5(当前专利)
申请号
2018-08-07
首次公开日
CN108372095A
首次公开号
2021-02-05
授权公告日
CN108372095B(当前专利)
授权公告号
2038-03-01
预估到期日
计算因素
代理机构 | 北京天奇智新知识产权代理有限公司 11340 |
代理人 | 陈新胜 |
申请语言 | 汉语 |
审查员 | 夏铭梓 |
1.一种超声换能器匹配层的制造方法,包括如下操作:
S1:测定超声换能器的相关参数,确定超声换能器的传统匹配层的特征阻抗ZM,ZM=ρ×υ,其中ρ为材料对应的密度,υ为材料对应的声速计算输入阻抗Zin;
S2:选择材料A、材料B,测量材料A和材料B的性能参数,计算材料A和材料B的特征阻抗,采用MATLAB软件,结合结果图,选择适应的数值解,确定高密度声速层和低密度声速层的厚度;传输系数:γm=α+jβZl是外部媒介声阻抗,ZM是匹配层声阻抗,lm是匹配层厚度,α是衰减系数,β是相位常数,Zin根据实际应用中需要匹配的源材料的声阻抗值确定,lm在Zin已知的情况下,通过MATLAB软件求解可得;
S3:在压电材料表面电极上采用材料A镀设低密度声速层,然后再在低密度声速层表面镀设一层高密度声速层;
超声换能器的相关设计指标参数包括中心频率f0、阵元厚度tp、压电阵元的声阻抗Zp、外部媒介声阻抗Zl;
材料A和材料B的性能参数包括密度ρ、波速θ。
2.根据权利要求1所述的超声换能器匹配层的制造方法,其特征在于:高密度声速层利用物理淀积的方法镀设。
3.根据权利要求1所述的超声换能器匹配层的制造方法,其特征在于:低密度声速层利用蒸发涂覆的方法镀设。
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