CN208739419U - 一种高频渐进声阻抗匹配层 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，包括待匹配渐进结构和匹配材料；所述待匹配渐进结构上成型有多个单元体，多个所述单元体阵列排布，且相邻的两个所述单元体之间形成用于填充匹配材料的填充空间；所述单元体呈三角柱结构，所述匹配材料填充在所述填充空间内；所述待匹配渐进结构的组成材料为有机硅。本实用新型实施例提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，能够提高匹配层的匹配效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声换能器技术领域，尤其是涉及一种高频渐进声阻抗匹配层。
背景技术
超声换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成，因其具有压电效应，是一种能实现电信号和声信号相互转换的器件，是超声系统中最为核心的声学器件。
目前商用超声换能器大多数采用单层、双层或多层匹配层，其中单层匹配和双层匹配由于匹配层数有限，不能完全实现压电层和被检测对象之间的声阻抗匹配，多层匹配层方案虽然可以显著的改善声能向被检测对象的传输效率，但是随着匹配层数的增加，相应的粘接层数也依次增加，这无疑会增加探头制造工艺难度、不确定性及其复杂性。与此同时，超声波在粘接层中的多次反射会随之增强，进一步降低超声换能器的整体性能。如果匹配层的声阻抗不是逐层变化而是渐变变化，即渐变匹配声阻抗的大小由压电层一侧渐变过渡至接触层一侧，可以解决多层匹配方案中声能传输效率和制作工艺两者不可兼得的问题。
但是采用四分之一波长方法得到的声阻抗匹配层，只能在中心频率附件实现最佳匹配效果，导致得到的匹配层声透射带宽及匹配效果较差。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，能够有效地提高高频渐进匹配层的匹配效果。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，包括待匹配渐进结构和匹配材料；
所述待匹配渐进结构上成型有多个单元体，多个所述单元体阵列排布，且相邻的两个所述单元体之间形成用于填充匹配材料的填充空间；
所述单元体呈三角柱结构，所述匹配材料填充在所述填充空间内；
所述渐进结构为待匹配渐进结构；
所述待匹配渐进结构为有机硅微结构。
进一步地，所述匹配材料为金属物质。
进一步地，所述匹配材料为金属树脂复合材料。
进一步地，所述匹配材料为电镀填充金属物质。
相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：
本实用新型实施例提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，通过使用有机硅作为待匹配渐进结构的材料，能够有效地提高待匹配渐进结构的粘附性，从而有利于提高待匹配渐进结构的稳定性，进而能够提高高频渐进声阻抗匹配层的匹配效果。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种高频渐进声阻抗匹配层的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种高频渐进声阻抗匹配层的待匹配渐进结构的结构示意图。
其中，说明书附图中的附图标记为：
1、待匹配渐进结构；101、单元体；2、匹配材料。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参见图1-图2，本实用新型实施例提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，包括待匹配渐进结构1和匹配材料2；
待匹配渐进结构1上成型有多个单元体101，多个单元体101阵列排布，且相邻的两个单元体101之间形成用于填充匹配材料的填充空间；
单元体101呈三角柱结构，匹配材料2填充在填充空间内；
待匹配渐进结构1的组成材料为有机硅。
请参见图2，在本实施例中，单元体101呈三角柱结构，阵列排布的多个单元体101成型有填充空间，从而使得待匹配渐进结构1与匹配材料2能够充分接触，进而有利于形成稳定的匹配层。其中，有机硅材料优选为PDMS，PDMS具有成本低、使用简单的特点，而且同硅片之间具有良好的粘附性，具有良好的化学惰性等特点，是一种广泛应用于微流控等领域的聚合物材料。
可以理解的，使用PDMS作为待匹配渐进结构1的组成材料，能够有效地提高待匹配渐进结构1的粘附性，从而有利于提高待匹配渐进结构1的稳定性，进而能够提高高频渐进声阻抗匹配层的匹配效果。
在本实施例中，应当说明的是，匹配材料2通过高速离心的方式注入到待匹配渐进结构1中，以得到高频渐进声阻抗匹配层。
作为本实用新型的第一实施方式，匹配材料2为金属物质。
作为本实用新型的第二实施方式，匹配材料2为金属树脂复合材料。在本实施例中，金属树脂复合材料是一种以金属为基体材料，在基体材料表面覆有一层树脂层的复合材料。由于金属树脂复合材料中的颗粒具有较高的阻抗值，而待匹配材料2中PDMS具有较低的阻抗值，因此匹配层的声阻抗就可以简单的利用改变其成分比例来达到阻抗匹配的要求。
作为本实用新型的第三实施方式，匹配材料2为电镀填充金属物质。
可以理解的是，待匹配渐进结构1的组成材料还可以是环氧树脂。在本实施例中，环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。由于环氧树脂具有较低的阻抗值，匹配层的声阻抗就可以简单的利用改变待匹配渐进结构1和环氧树脂的成分比例来达到阻抗匹配的要求。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型实施例提供了一种高频渐进声阻抗匹配层，通过使用有机硅作为待匹配渐进结构1的材料，能够有效地提高待匹配渐进结构1的粘附性，从而有利于提高待匹配渐进结构1的稳定性，进而能够提高高频渐进声阻抗匹配层的匹配效果。
以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种高频渐进声阻抗匹配层，其特征在于，包括待匹配渐进结构和匹配材料；
所述待匹配渐进结构上成型有多个单元体，多个所述单元体阵列排布，且相邻的两个所述单元体之间形成用于填充匹配材料的填充空间；
所述单元体呈三角柱结构，所述待匹配渐进结构为有机硅微结构。
2.如权利要求1所述的高频渐进声阻抗匹配层，其特征在于，所述匹配材料为金属物质。
3.如权利要求1所述的高频渐进声阻抗匹配层，其特征在于，所述匹配材料为金属树脂复合材料。
4.如权利要求1所述的高频渐进声阻抗匹配层，其特征在于，所述匹配材料为电镀填充金属物质。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201821452924.5U CN208739419U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种高频渐进声阻抗匹配层 |
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| CN201821452924.5U CN208739419U (zh) | 2018-09-05 | 2018-09-05 | 一种高频渐进声阻抗匹配层 |
Publications (1)
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| CN208739419U true CN208739419U (zh) | 2019-04-12 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208739419U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112040382A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-04 | 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) | 基于声阻抗梯度匹配层的高频宽带水声换能器 |
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2018
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112040382A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-04 | 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) | 基于声阻抗梯度匹配层的高频宽带水声换能器 |
| CN112040382B (zh) * | 2020-08-10 | 2021-07-30 | 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) | 基于声阻抗梯度匹配层的高频宽带水声换能器 |
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