RU2436257C1

RU2436257C1 - Ultrasonic scanning converter for medical diagnostic devices

Info

Publication number: RU2436257C1
Application number: RU2010126042/28A
Authority: RU
Inventors: Виктория Александровна Гаврилова (RU); Виктория Александровна Гаврилова; Наиль Фаикович Кашапов (RU); Наиль Фаикович Кашапов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Казань-МедСервис"
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2011-12-10

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention may be used in ultrasonic monitoring in medical diagnostics. An ultrasonic scanning converter for medical diagnostic devices comprises a body, a damper and a piezoelement. The converter piezoelement comprises a matching layer with thickness equal to a quarter of the wave length, which is made from a polymer-powder material based on the epoxide-polyester resin by electrostatic spraying.

EFFECT: increased wear resistance of ultrasonic scanning converter three times.

1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в ультразвуковых диагностических приборах.The invention relates to medical equipment and can be used in ultrasonic diagnostic devices.

Наиболее близким по технической сущности является ультразвуковой преобразователь для медицинских диагностических приборов, содержащий демпфер, пьезоэлемент, согласующий слой. Согласующий слой представляет собой лист четвертьволновой толщины из сополимера винилхлорида и этилакрилата, приклеенный к пьезоэлементу, см. SU Авторское свидетельство 1631754, МПК Н04R 17/00, В06В 1/06, 1991.The closest in technical essence is an ultrasonic transducer for medical diagnostic devices, containing a damper, a piezoelectric element, a matching layer. The matching layer is a quarter-wave thickness sheet of a vinyl chloride-ethyl acrylate copolymer glued to a piezoelectric element, see SU Copyright Certificate 1631754, IPC Н04R 17/00, В06В 1/06, 1991.

Недостатком известного ультразвукового преобразователя для медицинских диагностических приборов является низкая износостойкость за счет возможного отслоения листа из сополимера винилхлорида и этилакрилата.A disadvantage of the known ultrasonic transducer for medical diagnostic devices is the low wear resistance due to the possible delamination of the sheet from a copolymer of vinyl chloride and ethyl acrylate.

Технической задачей изобретения является создание ультразвукового сканирующиего преобразователя для медицинских диагностических приборов с повышенной износостойкостью.An object of the invention is the creation of an ultrasonic scanning transducer for medical diagnostic devices with increased wear resistance.

Техническая задача решается ультразвуковым сканирующим преобразователем для медицинских диагностических приборов, содержащим корпус, демпфер, пьезоэлемент с согласующим слоем, в котором согласующий слой пьезоэлемента толщиной, равной четверти длины волны, выполнен из полимерно-порошкового материала на основе эпоксидно-полиэфирной смолы электростатическим напылением.The technical problem is solved by an ultrasonic scanning transducer for medical diagnostic devices, comprising a housing, a damper, a piezoelectric element with a matching layer, in which the matching layer of the piezoelectric element with a thickness equal to a quarter of the wavelength is made of a polymer-powder material based on epoxy-polyester resin by electrostatic spraying.

Решение технической задачи позволяет повысить износостойкость ультразвукового сканирующего преобразователя в три раза.The solution to the technical problem allows to increase the wear resistance of the ultrasonic scanning transducer three times.

Элементами ультразвукового сканирующего преобразователя для медицинских диагностических приборов являются корпус 1, электрический кабель 2, пьезоэлемент 4, залитый с тыльной стороны демпфером 3. Согласующий слой пьезоэлемента 5 выполнен из полимерно-порошкового материала на основе эпоксидно-полиэфирной смолы электростатическим напылением и имеет толщину, равную четверти длины волны.The elements of an ultrasonic scanning transducer for medical diagnostic devices are the housing 1, the electric cable 2, the piezoelectric element 4, which is flooded with a damper 3. The matching layer of the piezoelectric element 5 is made of a polymer powder material based on epoxy-polyester resin by electrostatic spraying and has a thickness equal to a quarter wavelengths.

Ультразвуковой сканирующий преобразователь с помощью электрического кабеля 1 присоединяют к медицинскому диагностическому прибору. При возбуждении пьезоэлемента 4 ультразвукового сканирующего преобразователя коротким электрическим импульсом механические колебания ультразвуковой частоты проходят через согласующий слой 5 в исследуемую среду (биологическую ткань). Отраженные от исследуемой среды акустические сигналы достигают поверхности преобразователя через тот же слой 5 и преобразуются в электрические сигналы. Электрические сигналы преобразуются в изображение и выводятся на экран в медицинском диагностическом приборе.An ultrasonic scanning transducer is connected to a medical diagnostic device using an electric cable 1. When the piezoelectric element 4 of the ultrasonic scanning transducer is excited by a short electric pulse, the mechanical vibrations of the ultrasonic frequency pass through the matching layer 5 into the test medium (biological tissue). Acoustic signals reflected from the medium under study reach the surface of the transducer through the same layer 5 and are converted into electrical signals. Electrical signals are converted into an image and displayed on the screen in a medical diagnostic device.

Напыление согласующего слоя пьезоэлемента ведут в камере. Камера для нанесения порошковых полимерных материалов на изделия предназначена для предотвращения разлета и централизованного сбора полимерных частиц, не осевших на изделия. Представляет собой стальной шкаф с центральным проемом в передней стенке, куда на специальных оснастках подвешивают изделия и проводят напыление за счет прилипания наэлектризованных частиц полимера к изделию.Spraying the matching layer of the piezoelectric lead in the chamber. A chamber for applying powdered polymer materials to products is designed to prevent scattering and centralized collection of polymer particles that have not settled on the products. It is a steel cabinet with a central opening in the front wall, where products are suspended on special accessories and spraying is carried out by sticking electrified polymer particles to the product.

Камера напыления снабжена блоком фильтров. Блок фильтров включает в себя три фильтровальных устройства - фильтровальные рукава и предназначен для улавливания неосевших на изделие частиц полимера.The spraying chamber is equipped with a filter unit. The filter unit includes three filter devices - filter bags and is designed to capture polymer particles that have not settled on the product.

Распыление полимерного порошка осуществляют специальными распылительными устройствами. Порошок наносят на холодную деталь. Последующее формирование покрытия проводят нагреванием.Spraying the polymer powder is carried out by special spraying devices. The powder is applied to a cold part. Subsequent coating formation is carried out by heating.

Процесс полимеризации нанесенного слоя ведут в термокамере. Она представляет собой стальной шкаф, где за счет высоких температур происходит нагрев изделий, сплавление полимерных частиц и окончательное формирование покрытия.The polymerization of the deposited layer is carried out in a heat chamber. It is a steel cabinet where, due to high temperatures, products are heated, polymer particles are fused and the coating is finally formed.

В качестве полимерно-порошкового материала можно использовать краску на основе эпоксидно-полиэфирной смолы, например марки ЕР110022G или марки PD510226.As a polymer powder material, you can use a paint based on epoxy-polyester resin, for example brand EP110022G or brand PD510226.

Жесткие требования предъявляют к толщине согласующего слоя. Толщина согласующего слоя не должна превышать четверти длины волны, чтобы соответствовать требованиям к пропусканию, частичному отражению и поглощению ультразвуковых волн, используемых в преобразователе. Контроль толщины покрытия осуществляют по времени нанесения покрытия, которое рассчитывается экспериментально.Strict requirements are imposed on the thickness of the matching layer. The thickness of the matching layer should not exceed a quarter of the wavelength in order to meet the requirements for transmission, partial reflection and absorption of ultrasonic waves used in the transducer. The thickness control of the coating is carried out by the time of coating, which is calculated experimentally.

Испытания износостойкости согласующего слоя преобразователя при толщине, равной четверти длины волны, ведут по ГОСТ 20811-75. Износостойкость - физическое свойство, характеризующее устойчивость покрытия к истиранию, является одним из основных параметров, определяющих долговечность покрытия. Сущность метода заключается в определении потери массы покрытия в граммах в результате истирания поверхности движущейся лентой шлифовальной шкурки при заданной нагрузке на образец. Для проведения испытания используют устройство для определения прочности покрытия к истиранию шлифовальной шкуркой типа УИЛ-2 по ТУ 6-23-10-89.Tests of the wear resistance of the matching layer of the transducer at a thickness equal to a quarter of the wavelength are conducted according to GOST 20811-75. Wear resistance - a physical property that characterizes the resistance of a coating to abrasion, is one of the main parameters that determine the durability of the coating. The essence of the method is to determine the weight loss of the coating in grams as a result of abrasion of the surface by a moving belt of the grinding skin at a given load on the sample. For testing use a device to determine the strength of the coating to abrasion with a grinding sandpaper type UIL-2 according to TU 6-23-10-89.

Результаты исследования сведены в таблицу.The results of the study are summarized in table.

ОбразецSample Показатель износостойкости, гThe indicator of wear resistance, g Образец, покрытый полиэфирной краской марки PD510226 №1Sample coated with PD510226 No. 1 polyester paint 0,580.58 Образец, покрытый полиэфирной краской марки РD510226 №2Sample coated with polyester paint brand PD510226 No. 2 0,640.64 Образец, покрытый полиэфирной краской марки PD510226 №3Sample coated with polyester paint brand PD510226 No. 3 0,630.63 Образец, покрытый полиэфирной краской марки PD510226 №4Sample coated with polyester paint brand PD510226 No. 4 0,660.66 Образец, покрытый полиэфирной краской марки PD510226 №5Sample coated with polyester paint brand PD510226 No. 5 0,590.59 Образец, покрытый эпоксиполиэфирной краской марки ЕР110022G №1The sample coated with epoxy polyester paint grade EP110022G No. 1 0,630.63 Образец, покрытый эпоксиполиэфирной краской марки ЕР110022G №2Sample coated with epoxy polyester paint grade EP110022G No. 2 0,660.66 Образец, покрытый эпоксиполиэфирной краской марки ЕР110022G №3Sample coated with epoxy polyester paint grade EP110022G No. 3 0,680.68 Образец, покрытый эпоксиполиэфирной краской марки ЕР110022G №4Sample coated with epoxy polyester paint grade EP110022G No. 4 0,590.59 Образец, покрытый эпоксиполиэфирной краской марки ЕР110022G №5Sample coated with epoxy polyester paint grade EP110022G No. 5 0,660.66 По прототипуAccording to the prototype 2,32,3

Как видно из данных, приведенных в таблице, износостойкость ультразвукового сканирующего преобразователя повышается по сравнению с прототипом в три раза при толщине согласующего слоя, равной четверти длины волны.As can be seen from the data given in the table, the wear resistance of the ultrasonic scanning transducer is increased compared to the prototype three times with a thickness of the matching layer equal to a quarter of the wavelength.

Claims

An ultrasonic scanning transducer for medical diagnostic devices, comprising a housing, a damper, a piezoelectric element with a matching layer, characterized in that the matching layer of the piezoelectric element with a thickness equal to a quarter of the wavelength is made of a polymer-powder material based on epoxy-polyester resin by electrostatic spraying.