CN101797556A - 超声波全方位发生器 - Google Patents
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Abstract
一种医用技术领域的超声波全方位发生器，包括：硅基和压电陶瓷传感片，其中：硅基上设有30°~60°的倒角，压电陶瓷传感片和硅基的倒角面键合。本发明结构简单，使用寿命长，可以实现无电机驱动的360°全方位超声波发生，应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种医用技术领域的装置，尤其涉及的是一种超声波全方位发生器。
背景技术
近年来，随着超声传感技术、微机电技术、计算机技术等高新技术的不断发展，医学超声技术得到了不断发展和提高，为临床诊断提供了更多的人体生理及病理变化信息。而且在妇科临床工作中，由于超声诊断技术较其他技术具有明显的优势，因此被广泛地应用于妇科疾病和胎儿生长法语的观察和诊断中。
经对现有技术的文献检索发现，《仪器仪表用户》，2005年第12卷第五期25~26页，尹佳喜、康勇、余蜜等公开了一种全方位超声波扫描器的设计，该技术采用步进带动超声波传感器对障碍物进行扫描，并对超声波传感器的工作原理进行了简要的介绍，即采用压电陶瓷的逆压电效应，对压电陶瓷施加一定频率的交变电压，从而使压电陶瓷产生超声波。该装置实现超声波的360°全方位的发生必须采用电机对发生器进行驱动，导致结构复杂，稳定性不高，使用寿命短等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超声波全方位发生器，通过把压电陶瓷传感片键合在硅基上，对每个压电陶瓷传感片施加相同延时时间的延时电压，每块压电陶瓷传感片即可在一定圆周角范围发生超声波，从而实现了无电机驱动的360°全方位超声波发生。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：硅基和压电陶瓷传感片，其中：硅基上设有30°~60°的倒角，压电陶瓷传感片和硅基的倒角面相连。
所述的硅基是柱状体，横截面是正N边形，4≤N≤8。
所述的压电陶瓷传感片包括：压电陶瓷和硅片，其中：硅片和压电陶瓷用金键合，硅片和硅基的倒角面相连。
本发明的工作原理如下：
首先，由超声波转向角公式：
其中θs为超声波转向角，c为超声波的传播速度，Δτ为延时时间，f为超声波频率，计算得出施加在压电陶瓷传感片上的相邻压电陶瓷之间的电压延时时间Δτ。
然后，同时对每一块压电陶瓷传感片施加相同延时时间Δτ的延时电压，本发明即可实现360°超声波发生。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明结构简单，使用寿命长，不需要电机驱动，只需对每个压电陶瓷传感片施加相同延时时间的延时电压即可实现无电机驱动的360°全方位超声波发生，应用前景广泛。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是压电陶瓷传感片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：柱状体硅基1和压电陶瓷传感片2，其中：柱状体硅基1的横截面为正六边形，硅基1上设有45°的倒角，压电陶瓷传感片2键合在硅基1的倒角面上。
所述的柱状体硅基1的边长为3mm，高为6mm。
如图2所示，压电陶瓷传感片2包括：压电陶瓷3和硅片4，硅片4和压电陶瓷3用金键合，硅片4和硅基1的倒角面相连。硅片4为梯形，上底边边长为2mm，下底边边长为3mm，高为1.3mm。硅片4的下底边边长和柱状硅基1的边长相等。
本实施例的工作过程如下：
由超声波转向角公式：
其中θs为超声波转向角，c为超声波的传播速度，Δτ为延时时间，f为超声波频率。得出施加在压电陶瓷传感片2上的相邻压电陶瓷之间的电压延时时间Δτ。
本实施例为得到每块压电陶瓷传感片2能够在60°圆周角的范围内发生超声波，需使超声波转向角θs为30°，在超声波频率f为2.5Mhz的情况下，可以计算出延时时间Δτ为0.05s。则对每一块压电陶瓷传感片2施加延时时间为0.05s延时电压，本装置即可实现360°超声波发生。
实施例2
本实施例包括：柱状体硅基1和压电陶瓷传感片2，其中：柱状体硅基1的横截面为正四边形，硅基1上设有30°的倒角，压电陶瓷传感片2键合在硅基1的倒角面上。硅片4为梯形，上底边边长为1.7mm，下底边边长为3mm，高为1.3mm。
本实施例的其他实施方式和实施例1相同。
本实施例为得到每块压电陶瓷传感片2能够在90°圆周角的范围内发生超声波，需使超声波转向角θs为45°，在超声波频率f为2.5Mhz的情况下，可以计算出延时时间Δτ为0.07s。则对每一块压电陶瓷传感片2施加延时时间为0.07s延时电压，本装置即可实现360°超声波发生。
实施例3
本实施例包括：柱状体硅基1和压电陶瓷传感片2，其中：柱状体硅基1的横截面为正八边形，硅基1上设有60°的倒角，压电陶瓷传感片2和硅基1的倒角面相连。硅片4为梯形，上底边边长为2.3mm，下底边边长为3mm，高为1.3mm。
本实施例的其他实施方式和实施例1相同。
本实施例为得到每块压电陶瓷传感片2能够在45°圆周角的范围内发生超声波，需使超声波转向角θs为22.5°，在超声波频率f为2.5Mhz的情况下，可以计算出延时时间Δτ为0.04s。则对每一块压电陶瓷传感片2施加延时时间为0.04s延时电压，本装置即可实现360°超声波发生。
Claims (3)
1.一种超声波全方位发生器，包括：硅基和压电陶瓷传感片，其特征在于：硅基上设有30°~60°的倒角，压电陶瓷传感片键合在硅基的倒角面上，所述的硅基是柱状体，横截面是正N边形，4≤N≤8。
2.根据权利要求1所述的超声波全方位发生器，其特征是，所述的压电陶瓷传感片包括：压电陶瓷和硅片，其中：硅片和压电陶瓷用金键合，硅片和硅基的倒角面相连。
3.根据权利要求2所述的超声波全方位发生器，其特征是，所述的硅片是梯形，硅片的下底边边长和硅基的边长相等。
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