DE3501808C2

DE3501808C2 -

Info

Publication number: DE3501808C2
Application number: DE3501808A
Authority: DE
Inventors: Fritz Breimesser; Reinhard Dr. 8520 Erlangen De Lerch; Guenther 8551 Heroldsbach De Graebner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-01-21
Filing date: 1985-01-21
Publication date: 1989-04-27
Also published as: DE3501808A1; JPS61170199A; JPH0553360B2; US4672591A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallwandler mit einem Tragkörper, auf dem ein Piezoschwinger aus einem Material mit verhältnismäßig hoher dielektrischer Konstante und hoher akustischer Impedanz angeordnet ist, einer an diesen Piezoschwinger wenigstens mittelbar angrenzenden ersten Anpassungsschicht und einer zweiten Anpassungsschicht, die wenigstens mittelbar an die von dem Piezoschwinger abgewandte Flachseite der ersten Anpassungsschicht angrenzt.

In der medizinischen Ultraschalldiagnostik und der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung werden bekanntlich Ultraschallbreitbandwandler eingesetzt. Insbesondere die medizinische Anwendung, bei der mit möglichst geringen Verlusten eine Kopplung zwischen Gewebe und Schallwandler vorgenommen werden muß, erfordert eine Verbesserung der elektromechanischen und akustischen Eigenschaften dieser Wandlersysteme.

Um einen piezoelektrischen Ultraschallwandler mit einer akustischen Impedanz Z₀ von beispielsweise 29 · 10⁶ Pa · s/m breitbandig an eine Last, beispielsweise Wasser, anzukoppeln, die eine akustische Impedanz Z _L von etwa 1,5 · 10⁶ Pa · s/m hat, kann man eine oder mehrere Anpassungsschichten zwischen dem Piezoschwinger und der Last anordnen. In der Literatur (IEEE Transactions on Sonics and Ultrasonics, Vol. Su-26, No. 6, November 1979, Seiten 385 bis 393) wird für den Aufbau breitbandiger und verlustarmer Ultraschallwandler die Verwendung sogenannter λ/4-Anpassungsschichten empfohlen. Aus der Theorie erhält man Bestimmungsgleichungen für die akustischen Impedanzen der Zwischenschichten. Wenn man nur eine einzige λ/4-Anpassungsschicht verwendet, so ist der optimale Wert für deren akustische Impedanz durch die Gleichung Z₁ = √ gegeben. Bei einem Ultraschallwandler, dessen Piezoschwinger aus Keramik oder Lithiumniobat LiNbO₃ besteht, und einer Last beispielsweise Wasser ergibt sich für die λ/4-Anpassungsschicht eine akustische Impedanz von etwa 6,6 · 10⁶ Pa · s/m. Wenn man zwei λ/4-Anpassungsschichten zwischen dem Ultraschallwandler und der Last anordnet, so ist der optimale Wert für die akustische Impedanz der ersten λ/4-Anpassungsschicht durch die Gleichung

und die zweite λ/4-Anpassungsschicht durch die Gleichung

approximiert. Bei einem Piezoschwinger aus Keramik oder Lithiumniobat LiNbO₃ mit Z₀ = 29 · 10⁶ Pa · s/m und einer Last mit Z _L = 1,5 · 10⁶ Pa · s/m ergibt sich für die erste λ/4-Anpassungsschicht eine akustische Impedanz Z₁ von etwa 13,8 · 10⁶ Pa · s/m und für die zweite λ/4-Anpassungsschicht eine akustische Impedanz Z₂ von etwa 3,1 · 10⁶ Pa · s/m. Diese theoretischen Werte sind nur gültig für eine einzige Frequenz. Es ist deshalb möglich, daß breitbandige Ultraschallwandler mit Anpassungsschichten, deren Schichtdicken und akustischen Impedanzen ein wenig von den theoretischen Werten abweichen, gute Übertragungseigenschaften aufweisen können. Somit kann man für die erste λ/4-Anpassungsschicht beispielsweise Quarzglas (Z = 13,1 · 10⁶ Pa · s/m) und für die zweite λ/4-Anpassungsschicht beispielsweise Polymethacrylsäuremethylether PMMA (Z = 3,2 · 10⁶ Pa · s/m) verwenden.

Es ist ein Ultraschallwandler bekannt, dessen Keramikwandler durch zwei λ/4-Anpassungsschichten an ein Lastmedium, beispielsweise Gewebe oder Wasser, angepaßt wird. Dieses Wandlersystem enthält ein Backing aus Epoxidharz mit einer akustischen Impedanz von etwa 3 · 10⁶ Pa · s/m, einen Keramikwandler, eine erste λ/4-Anpassungsschicht aus Glas mit einer akustischen Impedanz von etwa 10 · 10⁶ Pa · s/m und eine zweite λ/4-Anpassungsschicht aus Polyacryl oder aus Epoxidharz mit einer akustischen Impedanz von etwa 3 · 10⁶ Pa · s/m. Die Glasplatte als erste λ/4-Anpassungsschicht ist mit einem Adhäsionskleber sehr niedriger Viskosität befestigt. Die Dicke der Klebeschicht liegt im Bereich von etwa2 µm. Das Epoxidharz als zweite λ/4-Anpassungsschicht ist direkt auf die erste λ/4-Anpassungsschicht aufgegossen (Experimentelle Untersuchungen zum Aufbau von Ultraschallbreitwandlern, Biomedizinische Technik, Band 27, Heft 7 bis 8, 1982, Seiten 182 bis 185). Durch diese doppelte λ/4-Anpassungsschicht erhält man eine Verbesserung der Bandbreite der Keramiksendeschicht. Die Bandbreite dieses Ultraschallwandlers beträgt etwa 60 bis 70% der Mittenfrequenz.

Außerdem ist ein Ultraschallwandler bekannt, der eine Sendeschicht aus einem Material mit verhältnismäßig hoher dielektrischer Konstante und hoher akustischer Impedanz und zwei λ/4-Anpassungsschichten enthält. Die erste, der Sendeschicht zugewandte λ/4-Anpassungsschicht hat eine akustische Impedanz von etwa 14 · 10⁶ Pa · s/m und besteht beispielsweise aus Porzellan, insbesondere aus einem glasartigen Stoff (Macor), vorzugsweise aus Quarzglas. Die zweite, der Last zugewandte λ/4-Anpassungsschicht hat eine akustische Impedanz von etwa 4 · 10⁶ Pa · s/m und besteht beispielsweise aus Polyvinylchlorid PVC, insbesondere aus Polyvinylidenfluorid PVDF, und ist zugleich als Empfangsschicht vorgesehen. Außerdem ist die erste λ/4-Anpassungsschicht zugleich als Backing für die Empfangsschicht vorgesehen. Durch diese Gestaltung erhält man einen Ultraschallwandler mit einer reflexionsarm und breitbandig an eine Last angepaßten Sendeschicht und einer empfindlichen und breitbandigen Empfangsschicht (Europäische Offenlegungsschrift 01 18 837 A2).

Bei diesen Ultraschallwandlern wurde die Bandbreite mit Hilfe von λ/4-Anpassungsschichten, deren Werte für die akustische Impedanz sich aus der Theorie ergeben, verbessert. Durch die aus der Literatur bekannten Werte ist die Zahl der als Anpassungsschichten verwendungsfähigen Werkstoffe eingeschränkt und andere Werkstoffeigenschaften wie beispielsweise die mechanische Bearbeitbarkeit in den Hintergrund gestellt. Letztere ist aber insbesondere beim Bau kompakter linearer oder matrixförmiger Ultraschallwandlersysteme wichtig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallwandler anzugeben, dessen Piezoschwinger breitbandig an Gewebe oder Wasser akustisch angepaßt wird und dessen erste Anpassungsschicht in einfacher Weise formgebend bearbeitet werden kann.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Verwendung zweier Anpassungsschichten die akustische Impedanz der ersten Anpassungsschicht die sich aus der der Theorie ergebenden Werte wesentlich, beispielsweise um mehr als 50%, überschreiten kann, ohne daß man damit eine erhebliche Verringerung der Bandbreite und Empfindlichkeit des Ultraschallwandlers erhält.

Die genannte Aufgabe wird nun erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Der Ultraschallwandler hat zwischen dem Piezoschwinger und dem Lastmedium zwei Anpassungsschichten, von denen die dem Piezoschwinger zugewandte Anpassungsschicht aus Silizium besteht. Durch die Wahl von Silizium als erste Anpassungsschicht ist der Ultraschallwandler breitbandig an Gewebe oder Wasser angepaßt und die Herstellung einer linearen oder matrixförmigen Anordnung von mehreren, akustisch weitgehend entkoppelten Ultraschallwandlern wird entsprechend vereinfacht.

Bei der linearen oder matrixförmigen Anordnung der Ultraschallwandler auf einem gemeinsamen Tragkörper bilden die beiden Anpassungsschichten jeweils eine gemeinsame Schicht. Die erste Anpassungsschicht besteht aus Silizium und ist beispielsweise mit geradlinigen Nuten versehen. Die Nutöffnungen sind der von der zweiten Anpassungsschicht abgewandten Flachseite zugewandt und teilen somit diese Flachseite in eine lineare oder matrixförmige Anordnung von Teilflächen auf. Diese Teilflächen werden mit Hilfe eines Klebers mit den von dem gemeinsamen Tragkörper abgewandten Stirnflächen der Piezoschwinger der Ultraschallwandler verbunden. Die Nuten können mit Hilfe der Ätztechnik in einer Vielzahl von geometrischen Formen hergestellt werden. Durch die Nuten werden mechanische Überkopplungen verringert.

In die erste Anpassungsschicht können vorzugsweise elektronische Bauteile zur Sende- und Empfangssteuerung der Ultraschallwandler integriert werden. Dies erleichtert den Aufbau kompakter linearer oder matrixförmiger Ultraschallwandlersysteme.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren

Fig. 1 und 2 die Abhängigkeit des Produktes M aus Sende- und Empfangsübertragungsfaktor von Ultraschallwandlern mit jeweils unterschiedlicher Anpassung an ein Lastmedium in Abhängigkeit von der Schallfrequenz f jeweils in einem Diagramm aufgetragen ist. In

Fig. 3 ist der Aufbau eines Ultraschallwandlers gemäß der Erfindung im Längsschnitt schematisch dargestellt und in

Fig. 4 ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer Matrixanordnung eines Ultraschallwandlersystems veranschaulicht. In den

Fig. 5 bis 7 sind weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines linearen oder matrixförmigen Ultraschallwandlersystems jeweils in einem Längsschnitt schematisch dargestellt.

In Fig. 1 ist das Produkt M aus Sende- und Empfangsübertragungsfaktor von PZT-Ultraschallwandlern (Z₀ = 29 · 10⁶ Pa · s/m) mit verschiedener Anpassung an Wasser als Lastmedium (Z _L = 1,5 · 10⁶ Pa · s/m) in Abhängigkeit von der Schallfrequenz f dargestellt. Die Kurve für einen Ultraschallwandler mit einstufiger idealer λ/4-Anpassung (Z₁ = 6,6 Pa · s/m) ist mit A bezeichnet. Der Verlauf des Produktes M jeweils für eine zweistufige λ/4-Anpassung ergibt sich aus den Kurven B und C. Die Impedanz der ersten λ/4-Schicht des zur Kurve B gehörenden Ultraschallwandlers beträgt 13,8 · 10⁶ Pa · s/m und entspricht dem idealen theoretisch vorgegebenen Wert. Kurve C gehört zu einem Ultraschallwandler, dessen erste g/4-Schicht eine vom Idealwert erheblich abweichende akutische Impedanz Z₁ = 20 · 10⁶ Pa · s/m besitzt. Seine Bandbreite beträgt nahezu 60% der Mittenfrequenz und ist deutlich größer als die Bandbreite des Ultraschallwandlers der Kurve A mit nur einstufiger idealer λ/4-Anpassung. In beiden Fällen hat die zweite λ/4-Schicht die akustische Impedanz von PVDF (Z₂ = 4 · 10⁶ Pa · s/m).

Aufgrund dieser Erkenntnis ist es somit möglich, für die als Anpassungsschichten geeigneten Werkstoffe andere Auswahlkriterien als die akustische Impedanz in den Vordergrund zu rücken. Als ein wesentliches Auswahlkriterium kommt dabei insbesondere für den Aufbau linearer oder matrixförmiger Ultraschallwandleranordnungen die konstruktive Gestaltungsmöglichkeit des Werkstoffes in Frage. Hier bietet sich vorzugsweise als Werkstoff Silizium an, für das bereits eine ausgereifte Bearbeitungstechnik existiert. Der Wert für die akustische Impedanz von Silizium beträgt 19,5 · 10⁶ Pa · s/m und unterscheidet sich somit erheblich vom theoretischen Idealwert 13,8 · 10⁶ Pa · s/m. Deshalb wurde Silizium in der Fachliteratur als erste Schicht einer zweistufigen Anpassung nicht in Betracht gezogen.

Fig. 2 zeigt das Übertragungsverhalten von Ultraschallwandlern, deren erste Anpassungsschicht eine akustische Impedanz von 20 · 10⁶ Pa · s/m und deren zweite Anpassungsschicht eine akustische Impedanz von 4 · 10⁶ Pa · s/m hat. Die Dicke der zweiten Anpassungsschicht beträgt λ/4. Für Ultraschallwandler, bei denen die Dicke der ersten Anpassungsschicht jeweils 1 · λ/4, 0,8 · λ/4, 1,2 · λ/4 und 0,2 · λ/4 beträgt, sind die entsprechenden Kurven mit C bzw. D bzw. E bzw. F bezeichnet. Sowohl die Bandbreite als auch der Maximalwert des Produktes aus Sende- und Empfangsübertragungsfaktor hängt somit in einem weiten Bereich um die von der Theorie geforderte ideale λ/4-Dicke nur geringfügig von der Dicke der Anpassungsschicht ab. Noch bei einer Dicke von 0,2 · λ/4 ist die Bandbreite des Ultraschallwandlers um etwa 40% besser als bei idealer einstufiger λ/4-Anpassung gemäß Kurve A. Aufgrund dieser Erkenntnis ergeben sich erweiterte Möglichkeiten bei der Wahl der Dicke der ersten Anpassungsschicht. Dies ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf eine Verringerung gegebenenfalls auftretender Überkopplungen bei einer matrixförmigen oder linearen Anordnung von Ultraschallwandlern.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 enthält ein Ultraschallwandler 2 einen Tragkörper 4, einen Piezoschwinger 6, eine erste Anpassungsschicht 8 und eine zweite Anpassungsschicht 10. Die erste Anpassungsschicht 8 besteht aus Silizium mit einer hohen Impedanz von Z = 19,5 · 10⁶ Pa · s/m. Der Piezoschwinger ist mit dem Tragkörper 4 mittels eines Klebers flächig verbunden. An den Piezoschwinger 6 grenzt wenigstens mittelbar die erste Anpassungsschicht 8. Die zweite Anpassungsschicht 10 befindet sich zwischen einer in der Figur nicht dargestellten Last, beispielsweise einem biologischen Gewebe, und der ersten Anpassungsschicht 8. Der Piezoschwinger 6 ist mit der ersten Anpassungsschicht 8 und diese wiederum mit der zweiten Anpassungsschicht flächig, vorzugsweise mit einem Adhäsionskleber niedriger Viskosität, verbunden. Als Sendeschicht 6 dient ein Material mit relativ hoher dielektrischer Konstante und hoher akustischer Impedanz, beispielsweise ein Piezokeramik-Material, vorzugsweise Blei- Zirkonat-Titanat PZT oder auch Blei-Metaniobat Pb(NbO₃). Für die zweite Anpassungsschicht 10 ist als Material beispielsweise Polyvinylchlorid PVC, insbesondere Polyvinylidenfluorid PVDF, vorgesehen.

Die zweite Anpassungsschicht 10 kann vorzugsweise zugleich als Empfangsschicht vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Polyvinylidenfluorid(PVDF)-Schicht polarisiert und mit elektrischen Anschlüssen versehen, die in der Figur nicht dargestellt sind.

In einer besonderen Ausführungsform des Ultraschallwandlers 2 können in der ersten Anpassungsschicht 8 elektronische Bauteile zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen integriert sein, die in der Figur nicht dargestellt sind. Der Tragkörper 4 kann vorzugsweise ebenfalls wenigstens teilweise aus Silizium bestehen. In dieser Ausführungsform kann auch der Tragkörper 4 elektronische Bauteile zum Senden und gegebenenfalls auch zum Empfangen von Ultraschallsignalen enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 4 bilden mehrere Ultraschallwandler 12, die auf einem gemeinsamen Tragkörper 14 als Matrix in Zeilen 120 und Spalten 122 angeordnet sind, ein Ultraschallwandlersystem. Als erste Anpassungsschicht 18 der Ultraschallwandler 12 ist eine gemeinsame großflächige Siliziumschicht vorgesehen, die auf ihrer oberen Flachseite mit einer großflächigen PVDF-Folie als zweite Anpassungsschicht 110 versehen ist. Die erste Anpassungsschicht 18 ist mit geradlinigen Nuten versehen, die sich von der den Piezoschwingern 16 zugewandten Flachseite 20 in die erste Anpassungsschicht 18 erstrecken. Es können beispielswweise Nuten 118 mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen sein. Die Öffnungen der Nuten 118 teilen die den Piezoschwingern 16 zugewandte Flachseite 20 der ersten Anpassungsschicht 18 in eine Matrix von Teilflächen 22 auf. Die säulenförmigen Piezoschwinger 16 sind durch Trennspalte 116, die Luft oder ein Material mit hoher mechanischer Dämpfung enthalten können, mechanisch voneinander getrennt.

Die V-förmigen Nuten 118 werden vorzugsweise mit Hilfe einer anisotropen Ätzlösung hergestellt. Die Flachseite 20, auf der die Anordnung der Nuten 118 photolithographisch aufgebracht ist, wird von einer (100)- Ebene des Siliziums gebildet und die Seitenwände der V-förmigen Nuten 118 bestehen jeweils aus einer (111)-Ebene des Siliziums. Der Ätzvorgang kommt somit von selbst zum Stillstand. Durch diese Gestaltung des Ultraschallwandlersystems kann man nahezu jede beliebige Größe dieser Matrixanordnung mit einer hohen Auflösung verwirklichen. Außerdem werden durch diese Gestaltung der ersten Anpassungsschicht 18 mechanische Überkopplungen vermindert, da nur ein Bruchteil der Dicke d der Anpassungsschicht 18 noch als durchgehende Siliziumschicht vorhanden ist. Die Tiefe b der V-förmigen Nuten 118 ist begrenzt durch die Breite ihrer Öffnungen. Die Teilflächen 22 und die vom Tragkörper 14 abgewandten Stirnflächen 24 der Piezoschwinger 16 werden vorzugsweise wenigstens annähernd gleich groß gewählt, damit man eine möglichst verlustarme Ankopplung der Piezoschwinger 16 an die erste Anpassungsschicht 18 erhält. Der Abstand der Piezoschwinger 16 untereinander wird jedoch vorzugsweise gering gewählt, um einen möglichst großen Anteil an piezoaktiver Wandlerfläche zu erreichen. Bei einer Breite des Trennspalts 116 von beispielsweise 70 µm ergibt sich die maximale Tiefe b der Nuten 118 zu etwa 50 µm. Die λ/4-Dicke der Siliziumschicht 18 beträgt bei einer Schallfrequenz von beispielsweise 4 MHz etwa 500 µm, so daß in diesem Fall der Anteil a der nicht von Nuten unterbrochenen Siliziumschicht noch eine Dicke von etwa 450 µm aufweist. Dieser Anteil a wird vorzugsweise auf einen geringen Wert begrenzt, um das mechanische Übersprechen möglichst gering zu halten. Die Dicke d der Siliziumschicht 18 kann zu diesem Zweck auf einen Bruchteil des λ/4-Wertes, beispielsweise auf 100 µm, verringert werden, wobei entsprechend den Fig. 1 und 2 die Bandbreite dieses Ultraschallwandlers gemäß der Kurve F in Fig. 2 immer noch größer ist, als die Bandbreite eines Ultraschallwandlers mit idealer einstufiger λ/4-Anpassung gemäß der Kurve A in Fig. 1.

In einer weiteren Ausführungsform nach Fig. 5, die einen Längsschnitt durch ein lineares oder matrixförmiges Ultraschallwandlersystem darstellt, ist die erste Anpassungsschicht 18 mit geradlinigen, trapezförmigen Nuten 218 versehen. Diese trapezförmigen Nuten 218 werden vorzugsweise ebenfalls mit Hilfe der Lithographie und einer anisotropen Ätzlösung hergestellt, wobei der Ätzvorgang nach Erreichen der gewünschten Nuttiefe abgebrochen wird.

In zwei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen nach den Fig. 6 und 7 ist die erste Anpassungsschicht jeweils mit geradlinigen annähernd U-förmigen Schlitzen 318 bzw. 418 versehen. Die von der Flachseite 20 ausgehenden Seitenwände 30 der Nuten 318 bzw. 418 sind senkrecht zur Flachseite 20. Diese Nutenformen werden ebenfalls mit Hilfe der Lithographie und einer anisotropen Ätzlösung hergestellt, wenn die Flachseite 20 von einer (110)-Ebene des Siliziums gebildet wird. Die Nuten 318 nach Fig. 6, die in einer Trapezform enden, entstehen, wenn der Ätzvorgang abgebrochen wird.

Die tiefen Nuten 418 mit V-förmiger Spitze nach Fig. 7 entstehen, wenn der Ätzvorgang so lange durchgeführt wird, bis er von selbst zum Stillstand kommt. Bei dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die Dicke des von Nuten nicht unterbrochenen Anteils a sogar bei einer λ/4-dicken Siliziumschicht 8 auf sehr geringe Werte von etwa 10 µm bis 20 µm bemessen sein.

Claims

1. Ultraschallwandler (2) mit einem Tragkörper (4), auf dem ein Piezoschwinger (6) aus einem Material mit verhältnismäßig hoher dielektrischer Konstante und hoher akustischer Impedanz angeordnet ist, einer an diesen Piezoschwinger (6) wenigstens mittelbar angrenzenden ersten Anpassungsschicht (8) und einer zweiten Anpassungsschicht (10), die wenigstens mittelbar an die von dem Piezoschwinger (6) abgewandte Flachseite der ersten Anpassungsschicht (8) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anpassungsschicht (8) aus Silizium besteht.

2. Ultraschallwandler (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anpassungsschicht (8) eine λ/4-Anpassungsschicht ist.

3. Ultraschallwandler (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anpassungsschicht (10) eine λ/4-Anpassungsschicht ist.

4. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoschwinger ein Sender ist und die zweite Anpassungsschicht (10) ein aus Polyvinylidenfluorid PVDF bestehender Empfänger ist.

5. Ultraschallwandler (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (4) wenigstens teilweise aus Silizium besteht.

6. Ultraschallwandlersystem mit einer linearen Anordnung von Ultraschallwandlern (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandler (12) auf einem gemeinsamen Tragkörper (14) angeordnet sind.

7. Ultraschallwandlersystem mit Ultraschallwandlern (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallwandler (12) in Form einer Matrix in Zeilen (120) und Spalten (122) auf einem gemeinsamen Tragkörper (14) angeordnet sind.

8. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Siliziumschicht als erste Anpassungsschicht (18) der Ultraschallwandler (12).

9. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine gemeinsame PVDF-Folie als zweite Anpassungsschicht (110) der Ultraschallwandler (12).

10. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anpassungsschicht (18) an ihrer den Piezoschwingern (16) zugewandten Flachseite derart mit Nuten (118, 218, 318 und 418) versehen ist, daß sich die Trennspalte (116) in die erste Anpassungsschicht (18) erstrecken.

11. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (118) mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen sind.

12. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (218) mit trapezförmigem Querschnitt vorgesehen sind.

13. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (318), deren Seitenwände zunächst parallel zueinander verlaufen und dann gegeneinander geneigt sind und anschließend derart abgeflacht sind, daß eine Trapezform entsteht.

14. Ultraschallwandlersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (418) vorgesehen sind, deren Seitenwände zunächst parallel zueinander verlaufen und dann gegeneinander derart geneigt sind, daß eine V-Form entsteht.

15. Ultraschallwandler oder Ultraschallwandlersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in die erste Anpassungsschicht (8, 18) elektronische Bauelemente zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen integriert sind.

16. Ultraschallwandler oder Ultraschallwandlersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tragkörper (4, 14) elektronische Bauelemente zum Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen integriert sind.