CN218304948U - 超声探头及其声头散热结构 - Google Patents
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Abstract
一种超声探头及其声头散热结构,在该声头散热结构中,温度检测单元埋设于背衬层的内部,能够更准确的检测背衬层的温度,而且背衬层包围温度检测单元,能够增加背衬层与温度检测单元的接触面积,使得温度的检测结果更加精准。该主制冷部件的制冷部与声头组件形成热传导结构。该控制模块与温度检测单元以及主制冷部件连接,从而主动的降低声头组件的温度,使声头组件的温度更可控。
Description
技术领域
本申请涉及医疗器械领域,具体涉及一种超声探头的声头散热结构。
背景技术
超声探头是超声设备(例如超声诊断成像设备)的重要部件,其工作原理是利用压电效应将超声整机的激励电脉冲信号转换为超声波信号进入患者体内,再将组织反射的超声回波信号转换为电信号,从而实现对组织的检测。
超声探头的声头组件通常包括透镜、匹配层、压电陶瓷晶片(阵元层)以及背衬层组成。超声探头在工作的时候,由于声头组件的转换效率不够以及压电陶瓷晶片高频振动等原因,导致声头组件会产生热量,过高的温度会影响换能器寿命与患者人生安全。
实用新型内容
本申请提供一种超声探头及其声头散热结构,以实现对声头组件进行降温的目的。
基于以上目的,本申请一种实施例中提供一种超声探头的声头散热结构,包括:
声头组件,所述声头组件包括透镜、匹配层、阵元层以及背衬层,所述透镜、所述匹配层、所述阵元层以及所述背衬层层叠设置;
主制冷部件,所述主制冷部件具有制冷部,所述主制冷部件能够主动降低所述制冷部的温度,所述制冷部与所述声头组件形成热传导结构,以降低所述声头组件的温度;
温度检测单元,所述温度检测单元埋设于所述背衬层的内部,以检测所述背衬层的温度;
以及控制模块,所述控制模块与所述温度检测单元以及所述主制冷部件连接,用以对所述温度检测单元和所述主制冷部件进行控制。
一种实施例中,所述控制模块具有温度比较单元和控制单元,所述温度比较单元与所述温度检测单元信号连接,以接收所述温度检测单元检测到的温度信号,所述温度比较单元与所述控制单元信号连接,所述控制单元与所述主制冷部件信号连接。
一种实施例中,所述制冷部与所述背衬层直接接触或通过热传递件间接接触,以降低所述声头组件的温度。
一种实施例中,所述制冷部与所述背衬层的侧面和/或所述背衬层背离所述阵元层的底面直接接触,以对所述背衬层降温。
一种实施例中,所述背衬层与所述制冷部接触的面为一个或两个以上的平面。
一种实施例中,所述主制冷部件为半导体制冷片或液冷系统。
一种实施例中,还包括辅助散热组件,所述辅助散热组件用于对所述主制冷部件散热。
一种实施例中,所述辅助散热组件包括辅助制冷部件、被动散热部件以及热对流散热部件中的至少一种。
基于以上目的,本申请一种实施例中提供一种超声探头的声头散热结构,包括:
声头组件,所述声头组件包括透镜、匹配层、阵元层以及背衬层,所述透镜、所述匹配层、所述阵元层以及所述背衬层层叠设置;
半导体制冷片,所述半导体制冷片具有制冷部和热源部,所述半导体制冷片能够主动降低所述制冷部的温度,所述制冷部与所述声头组件形成热传导结构,以降低所述声头组件的温度;
温度检测单元,所述制冷部和/或所述热源部设有所述温度检测单元,以检测所述制冷部和/或所述热源部的温度;
以及控制模块,所述控制模块与所述温度检测单元以及所述半导体制冷片连接,用以对所述温度检测单元和所述半导体制冷片进行控制。
一种实施例中,所述温度检测单元与所述半导体制冷片为预装结构。
一种实施例中,所述控制模块具有温度比较单元和控制单元,所述温度比较单元与所述温度检测单元信号连接,以接收所述温度检测单元检测到的温度信号,所述温度比较单元与所述控制单元信号连接,所述控制单元与所述半导体制冷片信号连接。
一种实施例中,所述半导体制冷片为半导体制冷片或液冷系统。
一种实施例中,还包括辅助散热组件,所述辅助散热组件用于对所述半导体制冷片散热。
一种实施例中,所述辅助散热组件包括辅助制冷部件、被动散热部件以及热对流散热部件中的至少一种。
基于以上目的,本申请一种实施例中提供一种超声探头的声头散热结构,包括:
声头组件,所述声头组件包括透镜、匹配层、阵元层以及背衬层,所述透镜、所述匹配层、所述阵元层以及所述背衬层层叠设置;
主制冷部件,所述主制冷部件具有制冷部和热源部,所述主制冷部件能够主动降低所述制冷部的温度,所述制冷部与所述声头组件形成热传导结构,以降低所述声头组件的温度;
温度检测单元,所述制冷部和/或所述热源部设有所述温度检测单元,以检测所述制冷部和/或所述热源部的温度;
以及控制模块,所述控制模块与所述温度检测单元以及所述主制冷部件连接,用以对所述温度检测单元和所述主制冷部件进行控制。
基于以上目的,本申请一种实施例中提供一种超声探头,包括壳体和如上述任一项所述的声头散热结构,所述声头散热结构与所述壳体连接。
一种实施例中,所述主制冷部件与所述壳体形成热传导结构,以通过所述壳体进行散热。
依据上述实施例的声头散热结构,该温度检测单元埋设于背衬层的内部,能够更准确的检测背衬层的温度,而且背衬层包围温度检测单元,能够增加背衬层与温度检测单元的接触面积,使得温度的检测结果更加精准。该主制冷部件的制冷部与声头组件形成热传导结构。该控制模块与温度检测单元以及主制冷部件连接,从而主动的降低声头组件的温度,使声头组件的温度更可控。
依据上述另一实施例的声头散热结构,该半导体制冷片的制冷部与声头组件形成热传导结构,该制冷部和热源部的温度变化与声头组件的温度变化相关,该温度检测单元设置于制冷部和/或热源部,通过检测制冷部和/或热源部的温度,可获知声头组件的温度。该控制模块与温度检测单元以及半导体制冷片连接,从而主动的降低声头组件的温度,使声头组件的温度更可控。
附图说明
图1为本申请一种实施例中温度检测单元埋设于背衬层内的结构示意图;
图2为本申请一种实施例中温度检测单元设于主制冷部件的制冷部时的结构示意图;
图3为本申请一种实施例中温度检测单元设于主制冷部件的热源部时的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
本实施例提供了一种超声探头,该超声探头可应用于各类超声设备中。该超声探头具有声头组件,该声头组件主要用于向被检测者发射超声波信号,并接收反射回的超声波信号。
为了避免声头组件温度过高而对用户造成不适体验,同时也出于其他目的,通常不期望声头组件的温度过高。现有一些超声探头中,其通过被动散热的方式对声头进行散热,但这种方式散热效率低。
针对该问题,本申请一些实施例中提供了一种声头散热结构。
请参考图1-3,该声头散热结构1包括声头组件100,声头组件100包括透镜110、匹配层120、阵元层130以及背衬层140,该透镜110、匹配层120、阵元层130以及背衬层140层叠设置。该阵元层130可用来发射和接收超声波信号。该匹配层120是为实现阵元层130与传声媒质之间声特性阻抗的匹配,使声能良好地透过,而在阵元层130辐射面敷设的声学材料层。该透镜110可与被检测接触,并传递超声波信号波。该背衬层140可以吸收阵元层130背面辐射的无用声波,同时也可以作为声头组件100其他部件的支撑结构。该声头组件100的具体结构可参考现有各类超声探头,在此不作进一步详细的介绍。
请继续参考图1-3,该声头散热结构1还包括主制冷部件200、温度检测单元300以及控制模块400。
主制冷部件200具有制冷部210。该主制冷部件200为一类能够主动降温的装置,例如可以采用但不限于半导体制冷片或液冷系统等。该制冷部210为该主制冷部件200中能够产生相对更低温度的部位,例如可以是半导体制冷片的冷端,液冷系统的冷却部等。
该主制冷部件200能够主动降低制冷部210的温度,主动的制造低温环境。该制冷部210与声头组件100形成热传导结构,以降低声头组件100的温度。例如,该制冷部210与透镜110、匹配层120、阵元层130以及背衬层140中至少一个直接接触或通过热传递件间接接触,通过降低这些部件的温度,来降低整个声头组件100的温度,最终降低透镜110的温度,提高使用者的舒适感,同时也解决其他因声头组件100温度过高而带来的问题,使声头组件100乃至透镜110的温度更可控,能将透镜110表面温度控制在需要的范围内。
该温度检测单元300目的是检测目标对象的温度,基于该温度检测结果,可以更好的调整声头组件100的温度。该温度检测单元300可采用通常的温度传感器或其他形式的结构。该控制模块400与温度检测单元300以及主制冷部件200连接,从而主动的降低声头组件100的温度,使声头组件100的温度更可控。
请参考图1,一些实施例中,该温度检测单元300埋设于背衬层140的内部,能够更准确的检测背衬层140的温度,而且背衬层140包围温度检测单元300,能够增加背衬层140与温度检测单元300的接触面积,使得温度的检测结果更加精准。
而且,相对于将温度检测单元300设置在背衬层140的底面(背离透镜110的一面)或侧面的底部而言,将温度检测单元300埋设于背衬层140的内部,可以使温度检测单元300更靠近透镜110的位置,当一些实施例中最终以控制透镜110温度为目的时,这样测得的温度更接近透镜110的温度,因而可以更精准的控制透镜110温度。
当然,温度检测单元300在背衬层140内的埋设位置也可灵活变化,一种实施例中,将温度检测单元300埋设在背衬层140更靠近透镜110的一端,使其测得的温度更接近透镜110的温度。
在另一些实施例中,主制冷部件200上通常是将制冷部210的热量汇集至热源部220,从而在制冷部210和热源部220之间形成温差。例如,半导体制冷片通常具有冷端(制冷部210)和热端(热源部220)。
当该主制冷部件200的制冷部210与声头组件100形成热传导结构,该制冷部210和热源部220的温度变化与声头组件100的温度变化相关,因此,该温度检测单元300也可设置于制冷部210和/或热源部220,通过检测制冷部210和/或热源部220的温度,可获知声头组件100的温度。
请参考图2,一些实施例中,该温度检测单元300设于制冷部210上,用来检测制冷部210的温度。控制模块400可基于制冷部210的温度,来调整主制冷部件200的温度。
请参考图3,一些实施例中,该温度检测单元300设于热源部220上,用来检测热源部220的温度。控制模块400可基于热源部220的温度,来调整主制冷部件200的温度。
此外,当将温度检测单元300设置于制冷部210和/或热源部220时,该温度检测单元300可与主制冷部件200为预装结构,即两者预先装配为一个部件进行使用,这样可简化安装步骤,提高整个超声探头的装配效率。
进一步地,请参考图1-3,一些实施例中,该控制模块400具有温度比较单元410和控制单元420。该温度比较单元410与温度检测单元300信号连接,以接收温度检测单元300检测到的温度信号。温度比较单元410与控制单元420信号连接,控制单元420与主制冷部件200信号连接。该温度比较单元410可将检测的温度结果与预设值比较,从而得出不同信号,控制单元420根据该不同信号来控制主制冷部件200的温度。当然,该具体的比较过程和控制过程均基于现有技术实现,本申请在此不再赘言。
进一步地,在一些实施例中,该制冷部210与背衬层140的侧面和/或背衬层140背离阵元层130的底面直接接触,以对背衬层140降温。
当温度检测单元300埋设于背衬层140的内部时,不会影响背衬层140外壁形状,因此一些实施例中,该背衬层140与制冷部210接触的面为一个或两个以上的平面,这样不仅方便加工,也方便主制冷部件200的设计和加工,主制冷部件200无需因为背衬层140外壁的凹凸不平而设计专门的贴合结构。
具体地,请参考图1-3,一些实施例中,该制冷部210位于背衬层140的底面,用来降低背衬层140的温度,进而降低整个声头组件100的温度。通常背衬层140的底面面积大,因此将制冷部210设于背衬层140的底面,可以提高降温效率。
在该实施例中,该制冷部210具有热传导平面,热传导平面与背衬层140的底面贴合,这样热传导平面和背衬层140的底面加工更加简单,也可以较好的完成热量的传递。
此外,该制冷部210或者主制冷部件200还可通过其他结构实现与背衬层140的侧面直接接触。
另一些实施例中,该制冷部210也可经热传递件与背衬层140或声头组件100的其他部件形成热传导结构。该热传递件采用常用的导热材料制成,能够将制冷部210的低温迅速的传递至背衬层140,进行降温。例如,热传递件可以是金属或者非金属的板材或者薄膜等。该热传递件还可起到均热的效果,使制冷部210的低温能够更加均匀的传递到背衬层140或其他目标对象上。
当然,除了对背衬层140散热之外,一些实施例中,该制冷部210还可与透镜110、匹配层120和阵元层130中至少其一的侧面直接贴合或通过热传递件间接接触,进而通过降低这些部件的温度,来实现对整个声头组件100的散热和降温。用制冷部210对透镜110、匹配层120和阵元层130中至少其一的侧面进行降温,可保证这些部件本身结构不变,避免影响超声成像效果。
进一步地,针对上述各实施例所示的主制冷部件200,通常主制冷部件200也具有热源部220,例如半导体制冷片的热端。请参考图1-3,一些实施例中,为了对主制冷部件200进行散热,一些实施例中还包括辅助散热组件500。
该辅助散热组件500可采用各种能够实现主动或被动散热的结构,例如一些实施例中,该辅助散热组件500包括辅助制冷部件、被动散热部件以及热对流散热部件中的至少一种。该辅助制冷部件是一种能够主动制冷的模块,其甚至可采用与主制冷部件200相同的结构。该被动散热部件则包括各种自身不能制冷,但可将热量传导出去,以降低主制冷部件200温度的结构,例如散热鳍片等。
通过以上主制冷部件200以及辅助散热组件500的结合,可进一步提高声头组件100的降温效果,且能让声头组件100,尤其是透镜110的温度控制期望的范围内。
另一方面,一些实施例中,该超声探头还包括壳体(图中未示出),上述各实施例所示的声头散热结构1与壳体连接,例如可安装在壳体内,而透镜110从壳体上露出。
当然,为了更好的将主制冷部件200和/或辅助散热组件500的热量散发出去,一些实施例中,主制冷部件200与壳体形成热传导结构,以通过壳体进行散热。该热传导结构既包括接触式的热传递方式,也包括通过空气或液体形成的热对流方式等。
例如,一些实施例中,该主制冷部件200和/或辅助散热组件500可直接与壳体接触,进行散热。一些实施例中,辅助散热组件500可为热对流散热部件,例如散热风扇,通过吹拂的方式将主制冷部件200的热量吹向壳体以及壳体之外。
以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述,只是用于帮助理解本实用新型,并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员,依据本实用新型的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (16)
1.一种超声探头的声头散热结构,其特征在于,包括:
声头组件,所述声头组件包括透镜、匹配层、阵元层以及背衬层,所述透镜、所述匹配层、所述阵元层以及所述背衬层层叠设置;
主制冷部件,所述主制冷部件具有制冷部,所述主制冷部件能够主动降低所述制冷部的温度,所述制冷部与所述声头组件形成热传导结构,以降低所述声头组件的温度;
温度检测单元,所述温度检测单元埋设于所述背衬层的内部,以检测所述背衬层的温度;
以及控制模块,所述控制模块与所述温度检测单元以及所述主制冷部件连接,用以对所述温度检测单元和所述主制冷部件进行控制。
2.如权利要求1所述的声头散热结构,其特征在于,所述控制模块具有温度比较单元和控制单元,所述温度比较单元与所述温度检测单元信号连接,以接收所述温度检测单元检测到的温度信号,所述温度比较单元与所述控制单元信号连接,所述控制单元与所述主制冷部件信号连接。
3.如权利要求1所述的声头散热结构,其特征在于,所述制冷部与所述背衬层直接接触或通过热传递件间接接触,以降低所述声头组件的温度。
4.如权利要求3所述的声头散热结构,其特征在于,所述制冷部与所述背衬层的侧面和/或所述背衬层背离所述阵元层的底面直接接触,以对所述背衬层降温。
5.如权利要求4所述的声头散热结构,其特征在于,所述背衬层与所述制冷部接触的面为一个或两个以上的平面。
6.如权利要求1所述的声头散热结构,其特征在于,所述主制冷部件为半导体制冷片或液冷系统。
7.如权利要求1-6任一项所述的声头散热结构,其特征在于,还包括辅助散热组件,所述辅助散热组件用于对所述主制冷部件散热。
8.如权利要求7所述的声头散热结构,其特征在于,所述辅助散热组件包括辅助制冷部件、被动散热部件以及热对流散热部件中的至少一种。
9.一种超声探头的声头散热结构,其特征在于,包括:
声头组件,所述声头组件包括透镜、匹配层、阵元层以及背衬层,所述透镜、所述匹配层、所述阵元层以及所述背衬层层叠设置;
半导体制冷片,所述半导体制冷片具有制冷部和热源部,所述半导体制冷片能够主动降低所述制冷部的温度,所述制冷部与所述声头组件形成热传导结构,以降低所述声头组件的温度;
温度检测单元,所述制冷部和/或所述热源部设有所述温度检测单元,以检测所述制冷部和/或所述热源部的温度;
以及控制模块,所述控制模块与所述温度检测单元以及所述半导体制冷片连接,用以对所述温度检测单元和所述半导体制冷片进行控制。
10.如权利要求9所述的声头散热结构,其特征在于,所述温度检测单元与所述半导体制冷片为预装结构。
11.如权利要求9所述的声头散热结构,其特征在于,所述控制模块具有温度比较单元和控制单元,所述温度比较单元与所述温度检测单元信号连接,以接收所述温度检测单元检测到的温度信号,所述温度比较单元与所述控制单元信号连接,所述控制单元与所述半导体制冷片信号连接。
12.如权利要求9-11任一项所述的声头散热结构,其特征在于,还包括辅助散热组件,所述辅助散热组件用于对所述半导体制冷片散热。
13.如权利要求12所述的声头散热结构,其特征在于,所述辅助散热组件包括辅助制冷部件、被动散热部件以及热对流散热部件中的至少一种。
14.一种超声探头的声头散热结构,其特征在于,包括:
声头组件,所述声头组件包括透镜、匹配层、阵元层以及背衬层,所述透镜、所述匹配层、所述阵元层以及所述背衬层层叠设置;
主制冷部件,所述主制冷部件具有制冷部和热源部,所述主制冷部件能够主动降低所述制冷部的温度,所述制冷部与所述声头组件形成热传导结构,以降低所述声头组件的温度;
温度检测单元,所述制冷部和/或所述热源部设有所述温度检测单元,以检测所述制冷部和/或所述热源部的温度;
以及控制模块,所述控制模块与所述温度检测单元以及所述主制冷部件连接,用以对所述温度检测单元和所述主制冷部件进行控制。
15.一种超声探头,其特征在于,包括壳体和如权利要求1-14任一项所述的声头散热结构,所述声头散热结构与所述壳体连接。
16.如权利要求15所述的超声探头,其特征在于,所述主制冷部件与所述壳体形成热传导结构,以通过所述壳体进行散热。
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CN202222029047.3U Active CN218304948U (zh) | 2022-08-02 | 2022-08-02 | 超声探头及其声头散热结构 |
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