專利名稱：超聲換能器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般涉及超聲換能器及其應用，特別是具有壓縮裝置的夾心式的超聲換能器及其應用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，超聲發(fā)射設備具有多種應用，例如用于手術(shù)治療。超聲發(fā)射設備通常包括將電能量轉(zhuǎn)換為超聲頻率的振動的換能器，該振動被傳送以使得手術(shù)器械的末端產(chǎn)生振動。夾心式的高效超聲換能器通常包括安裝裝置和后質(zhì)量塊，在安裝裝置和后質(zhì)量塊之間設置有晶堆，該晶堆為交替堆疊的壓電元件和電極。大多數(shù)這樣的高效超聲換能器是預壓縮的，使用軸向延伸穿過晶堆的壓緊螺栓施加壓縮力。這種帶有壓緊螺栓的夾心式的換能器被調(diào)制到一個共振頻率，其長度被設計成與此共振頻率下的波長成比例。當超聲換能器工作時，總是保持壓縮狀態(tài)，在振動過程中，其壓縮量介于最小壓縮量和最大壓縮量之間，最小壓縮量相對于未壓縮狀態(tài)時的零壓縮量稍微偏移，最大壓縮量不能超過材料最大壓縮強度限制的壓縮量。目前已知，用于壓縮晶堆的壓縮裝置可以是螺栓和墊圈的組件，也可以是柱狀螺栓。這樣的螺栓或墊圈用于夾心式換能器中各零件的聲學連接或任何相關(guān)的聲學裝配。該聲學連接對于裝配體的頻率調(diào)制很重要，并且只有這樣才能使裝配體中各零件達到共振從而被驅(qū)動。現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是，上述的壓縮裝置無法在壓電元件的徑向方向或整個晶堆的軸向方向產(chǎn)生均勻的壓力分布，在徑向和軸向方向上非均勻的壓力分布會降低換能器的效率并產(chǎn)生較高的無效熱量，對于有溫度限制的應用場合，所產(chǎn)生的較高的熱量是很嚴重的問題。換能器中的高的無效熱量引起其效率降低從而使其最大輸出降低，而且，非均勻的壓力限制了壓縮的幅度，從而限制了換能器的功率容量。對于上述問題，已有商家公開了一種解決方案，如圖Ia至圖Ic所示，該壓縮裝置利用安裝裝置40和具有不同大小接觸面的后質(zhì)量塊20夾在第一晶堆30的兩端，圖Ib中， 由于外斜面201和內(nèi)斜面203為非接觸面，后質(zhì)量塊20與螺栓10接觸的接觸端面202，小于與第一晶堆30接觸的接觸端面204，由于較小的接觸端面202不與螺栓頭101的根部104 接觸，消除了螺栓頭101的根部104應力效應，從而在壓電元件31和電極(正電極33、負電極32)中產(chǎn)生更均勻的應力分布。但是，這種解決方法還是存在缺陷后質(zhì)量塊20由于兩側(cè)接觸端面的大小不同， 在壓縮時，容易產(chǎn)生變形，這種變形進而會影響第一晶堆30中應力分布的均勻性，具體可以參考圖2所示的圖Ia的超聲換能器中的晶堆里的每個壓電元件壓應力分布云圖，圖2 中，橫軸對應超聲換能器軸向方向，縱軸對應超聲換能器徑向方向，還示出了 8條應力等值線，分別為 A = 18MPa、B = 20MPa、C = 25MPa、D = 30MPa、E = 32MPa、F = 35MPa、G = 38MPa 和H = 39. 44MPa。可見現(xiàn)有技術(shù)中應力的分布并不很均勻，特別是遠離徑向中心處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中，超聲換能器的壓電元件和電極應力分布不均勻的缺陷，特別是要避免因為后質(zhì)量塊的不對稱而產(chǎn)生變形，進而影響晶堆中應力分布的均勻性。本發(fā)明公開的超聲換能器，包括安裝裝置，所述安裝裝置與一壓縮裝置相連接；晶堆，所述晶堆安裝在所述安裝裝置和所述壓縮裝置之間，所述晶堆包括若干正負極交替堆疊的電極，兩相鄰的電極之間設置有壓電元件；后質(zhì)量塊，所述后質(zhì)量塊設置在所述晶堆與所述壓縮裝置之間，所述后質(zhì)量塊具有與所述晶堆接觸的晶堆接觸端面和與所述壓縮裝置接觸的壓縮裝置接觸端面；其中所述晶堆接觸端面和所述壓縮裝置接觸端面均為平面且形狀大小相同；所述壓縮裝置具有與所述后質(zhì)量塊接觸的后質(zhì)量塊接觸面，所述后質(zhì)量塊接觸面相對于所述壓縮裝置接觸端面的幾何中心是中心對稱的，所述后質(zhì)量塊接觸面的面積小于所述壓縮裝置接觸端面的面積。上述的超聲換能器，其中，所述壓縮裝置是一螺栓，所述后質(zhì)量塊套裝在所述螺栓上。上述的超聲換能器，其中，所述壓縮裝置具有靠近所述后質(zhì)量塊的端面，所述端面上設置有至少一個凸臺，所述凸臺包括與所述后質(zhì)量塊接觸的凸臺接觸面，所有的所述凸臺接觸面形成所述后質(zhì)量塊接觸面。上述的超聲換能器，其中，所述凸臺可以是中心對稱的，也可以為環(huán)形的。上述的超聲換能器，其中，所述凸臺設置在不靠近所述端面的幾何中心的位置。上述的超聲換能器，其中，所述后質(zhì)量塊為圓環(huán)形，所述端面和所述凸臺均為圓環(huán)形，所述凸臺的圓環(huán)寬度的中線設置為靠近所述端面的圓環(huán)寬度的中線，所述凸臺的圓環(huán)寬度取值范圍為所述端面圓環(huán)寬度的1/3-2/3。上述的超聲換能器，其中，還包括一與所述后質(zhì)量塊形狀大小相同的前質(zhì)量塊，所述前質(zhì)量塊設置在所述晶堆和所述安裝裝置之間，所述前質(zhì)量塊具有與所述安裝裝置接觸的安裝裝置接觸端面，所述安裝裝置具有與所述前質(zhì)量塊接觸的前質(zhì)量塊接觸面，所述前質(zhì)量塊接觸面相對于所述安裝裝置接觸端面的幾何中心是中心對稱的，所述前質(zhì)量塊接觸面的面積小于所述安裝裝置接觸端面的面積。上述的超聲換能器，其中，所述安裝裝置具有靠近所述前質(zhì)量塊的第二端面，所述第二端面上設置有至少一個第二凸臺，所述第二凸臺包括與所述前質(zhì)量塊接觸的第二凸臺接觸面，所有的所述第二凸臺接觸面形成所述前質(zhì)量塊接觸面。上述的超聲換能器，其中，所述凸臺可以是中心對稱的，也可以為環(huán)形的。上述的超聲換能器，其中，所述第二凸臺設置在不靠近所述第二端面的幾何中心的位置。上述的超聲換能器，其中，所述前質(zhì)量塊為圓環(huán)形，所述第二端面和所述第二凸臺均為圓環(huán)形，所述第二凸臺的圓環(huán)寬度的中線設置為靠近所述第二端面的圓環(huán)寬度的中線，所述第二中心對稱凸臺的圓環(huán)寬度取值范圍為所述第二端面圓環(huán)寬度的1/3-2/3。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還公開一種超聲醫(yī)療設備，包括發(fā)生器；如上述的超聲換能器，所述超聲換能器適于響應所述發(fā)生器所產(chǎn)生的電能而以超聲頻率振動；傳輸裝置；末端效應器；其中，所述傳輸裝置適于從所述超聲換能器接收超聲振動，并將所述超聲振動傳輸給所述末端效應器，所述末端效應器適于從所述傳輸裝置接收所述超聲振動并相應地進行超聲振動。本發(fā)明通過改進后質(zhì)量塊的對稱性，有效地避免了后質(zhì)量塊由此產(chǎn)生的變形，進而可更好地改善超聲換能器中應力分布的均勻性，從而提高超聲換能器的效率；減少了所產(chǎn)生的熱量而不需要采取主動的冷卻措施；而且，均勻的應力分布可允許更大的壓縮幅度， 進而可導致更大的致動幅度，使得換能器具有更廣的使用范圍。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明及其特征、外形和優(yōu)點將會變得更明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。在附圖中，為清楚明了，放大了部分部件。圖Ia是現(xiàn)有技術(shù)中用于外科手術(shù)的一種超聲換能器的示意圖；圖Ib是現(xiàn)有技術(shù)中用于外科手術(shù)的一種超聲換能器的后質(zhì)量塊示意圖；圖Ic是現(xiàn)有技術(shù)中用于外科手術(shù)的一種超聲換能器的螺栓示意圖；圖2是圖Ia所示的現(xiàn)有技術(shù)的一個具體實施例的、超聲換能器中的晶堆里的每個壓電元件壓應力分布云圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的超聲換能器的示意圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的超聲換能器的后質(zhì)量塊的示意圖；圖fe-g示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的具有不同結(jié)構(gòu)的螺栓的示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的、超聲換能器中的晶堆里的每個壓電元件壓應力分布云圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個變化例的、超聲換能器中螺栓的示意圖；圖8是圖7的剖視圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的又一個變化例的、超聲換能器中螺栓的示意圖；圖10是圖9的剖視圖；圖Ila示出根據(jù)本發(fā)明的一個變化例的、超聲換能器的示意圖；以及圖lib是圖11中的前質(zhì)量塊的示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施方式
僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。
參考圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具體實施例的超聲換能器的示意圖。本發(fā)明的超聲換能器包括安裝裝置4，安裝裝置4與一壓縮裝置相連接；連接方式可以是螺紋連接，也可以采用諸如彈簧連接、焊接等其他連接方式代替；晶堆3，設置在安裝裝置4和所述壓縮裝置之間，晶堆3包括若干正負極交替堆疊的電極，兩相鄰的電極之間設置有壓電元件31 ；后質(zhì)量塊2，設置在晶堆3與所述壓縮裝置之間，后質(zhì)量塊2具有與晶堆3接觸的晶堆接觸端面和與所述壓縮裝置接觸的壓縮裝置接觸端面；所述壓縮裝置用于對晶堆3施加壓縮力， 將所述晶堆附接至所述安裝裝置，所述安裝裝置適于從所述晶堆接收超聲振動；其中，所述晶堆接觸端面和所述壓縮裝置接觸端面均為平面且形狀大小相同；所述壓縮裝置具有與所述后質(zhì)量塊接觸的后質(zhì)量塊接觸面，所述后質(zhì)量塊接觸面相對于所述壓縮裝置接觸端面的幾何中心是中心對稱的，所述后質(zhì)量塊接觸面的面積小于所述后質(zhì)量塊的所述壓縮裝置接觸端面的面積，所述后質(zhì)量塊接觸面可以由所述壓縮裝置的靠近所述后質(zhì)量塊的端面上的凸臺形成，也可以由其他方式形成，例如，在上述靠近所述后質(zhì)量塊的端面上設置至少一個凸臺，所述凸臺可以是中心對稱的，也可以是環(huán)形的，所述凸臺包括與所述后質(zhì)量塊接觸的凸臺接觸面，所有的所述凸臺接觸面的面積總和小于所述后質(zhì)量塊的所述壓縮裝置接觸端面的面積，這里，所有的所述凸臺接觸面形成所述后質(zhì)量塊接觸面。如上所述，本發(fā)明實施例的超聲換能器沿其縱向依次設置有安裝裝置、晶堆、后質(zhì)量和塊壓縮裝置。優(yōu)選地，本發(fā)明為了改進超聲換能器中應力分布的均勻性，上述的安裝裝置、晶堆、后質(zhì)量塊壓縮裝置和凸臺可具備相對于換能器縱向軸的中心對稱性，例如，為了加工的方便，可以采用環(huán)形的，特別是圓環(huán)形的，當然，使用其他的中心對稱圖形也可以。具體地，結(jié)合圖4和圖5a，本發(fā)明實施例公開的超聲換能器，包括安裝裝置4，該安裝裝置4通過螺紋連接至一螺栓1的螺桿1B，該實施例中壓縮裝置為螺栓1，其中螺桿IB 的端部設置有螺紋17，螺栓1通過螺紋17連接安裝裝置4 ；晶堆3，該晶堆3具有孔，可套裝在螺桿IB上并位于安裝裝置4和螺栓1的頭部11之間，晶堆3包括若干正負極交替堆疊的電極(正電極33、負電極32)，兩相鄰電極之間設置有一壓電元件31，由于本發(fā)明的改進不涉及晶堆3中的壓電元件31和電極(正電極33、負電極32)，因此壓電元件31和電極 (正電極33、負電極32)與現(xiàn)有技術(shù)相同。后質(zhì)量塊2具有孔，優(yōu)選地可為圓環(huán)形，可套裝在螺桿IB上，夾在晶堆3與螺栓1 的頭部11 (參考圖5a)之間；螺栓1用于對晶堆施加壓縮力，將晶堆3附接至安裝裝置4，安裝裝置4適于從晶堆3接收超聲振動，并將超聲振動從靠近晶堆3的一端傳送到另一端；其中，如圖4所示，后質(zhì)量塊2具有兩個端面21和22，端面21與螺栓1的頭部11接觸，即壓縮裝置接觸端面，端面22和晶堆3接觸，即晶堆接觸端面，該兩個端面21和22均為平面， 并且該兩個端面21和22的形狀大小相同；再參考圖5a，螺栓1頭部11具有靠近后質(zhì)量塊 2的端面1A，端面IA上設置有中心對稱的環(huán)形凸臺1C，環(huán)形凸臺IC包括與后質(zhì)量塊2接觸的凸臺接觸面15，凸臺接觸面15的面積小于后質(zhì)量塊2的端面21的面積，圖fe中，環(huán)形凸臺IC還具有形成凸臺接觸面15的外斜面12和內(nèi)斜面13，在螺桿IB的根部14和螺紋17 之間為光桿16，光桿16用于套裝后質(zhì)量塊2、晶堆3。在一個優(yōu)選例中，晶堆3具有與后質(zhì)量塊2接觸的后質(zhì)量塊接觸端面3A，該后質(zhì)量塊接觸端面3A與后質(zhì)量塊2的、與晶堆3接觸的端面22的形狀、面積相同，亦即，后質(zhì)量塊 2的兩個端面與晶堆3的后質(zhì)量塊接觸端面3A的形狀、積相均相同，而凸臺接觸面15的面積小于晶堆3的后質(zhì)量塊接觸端面3A的面積，因而，后質(zhì)量塊2與螺栓1的接觸面積小于后質(zhì)量塊2與晶堆3的接觸面積。相對于現(xiàn)有技術(shù)的兩個端面的形狀、面積不同的后質(zhì)量塊(兩個端面的形狀、面積不同導致了后質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)的不對稱性)，在壓縮狀態(tài)下，本發(fā)明實施例的后質(zhì)量塊2沿換能器縱軸方向具備對稱性，其變形被有效減少了，從而進一步改善了應力分布的均勻性。進一步地，端面IA上設置有多個環(huán)形凸臺，參考圖7和圖9，分別示出了端面IA上具有2個環(huán)形凸臺(1C和1C’)和3個環(huán)形凸臺(1C、1C’和1C”)的實施例，參考圖8和圖 10，多個環(huán)形凸臺的高度相同，進一步地，環(huán)形凸臺IC上的凸臺接觸面(圖7至圖10中未標示)的面積大小和環(huán)形凸臺1C’上的凸臺接觸面的面積、環(huán)形凸臺1C”上的凸臺接觸面的面積大小均不相同，并且，所有凸臺接觸面的面積總和小于后質(zhì)量塊2的端面22，該實施例中，所有的凸臺接觸面形成了壓縮裝置的后質(zhì)量塊接觸面。結(jié)合圖5a，參考圖恥至圖5g，示出了根據(jù)本發(fā)明的多個不同的螺栓頭部的實施例。本領域技術(shù)人員應理解，螺栓1的頭部11可以是圓柱形的、六角棱柱形的或其他常見的螺栓頭部，在圖恥至圖5g所示的變化例中，每個螺栓1的頭部11上均具有一個環(huán)形凸臺1C，環(huán)形凸臺IC的外斜面12和內(nèi)斜面13(參考圖5a)的與端面IA之間的夾角為大于 90度的鈍角或等于90度。環(huán)形凸臺IC與所述端面IA同心，環(huán)形凸臺IC環(huán)繞端面IA的中心并設置在不靠近端面IA中心的位置。優(yōu)選地，環(huán)形凸臺IC設置在端面IA的外緣。在一個具體實施例中，為了獲得更好的應力分布，端面IA和環(huán)形凸臺IC均為圓環(huán)形，環(huán)形凸臺IC的圓環(huán)寬度的中線設置為靠近端面IA的圓環(huán)寬度的中線，環(huán)形凸臺IC的圓環(huán)寬度取值范圍為端面IA圓環(huán)寬度的1/3-2/3。參考圖6所示的使用了本發(fā)明的超聲換能器中的各個壓電元件的應力分布云圖， 分別取數(shù)值為 A = 18MPa、B = 20MPa、C = 25MPa、D = 30MPa、E = 32MPa、F = 35MPa、G = 38MPa以及H = 43. 908MPa的8條等值線，再對比圖2，圖6中應力等值線比圖2中的應力等值線平滑，大小排布有序，可見相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的應力分布得到了極大的改善。根據(jù)本發(fā)明，通過避免螺栓頭部靠近螺桿IB根部的部分與后質(zhì)量塊2之間發(fā)生接觸，減小螺栓頭部與后質(zhì)量塊之間的接觸面積，并且使得后質(zhì)量沿換能器縱軸方向具有對稱性，可實現(xiàn)更加均勻的應力分布。進而，螺栓頭部上的環(huán)形凸臺也可以采用其他的條狀或塊狀物來代替，這些條狀或塊狀物厚度相同，用于接觸后質(zhì)量塊。這些條狀或塊狀物與后質(zhì)量塊接觸的面積要小于沒有所述條狀或塊狀物的螺栓頭部與后質(zhì)量塊接觸的面積。需要保證的是，這些條狀或塊狀物是相對于螺桿中心對稱地設置在螺栓頭部上。本領域技術(shù)人員對于接觸表面的位置和大小可通過有限元分析進行優(yōu)化，以在給定的換能器尺寸空間內(nèi)實現(xiàn)最均勻的應力分布， 具體的采用有限元分析軟件進行優(yōu)化是現(xiàn)有技術(shù)，在此不予贅述。結(jié)合參考圖Ila和圖11b，在又一個優(yōu)選例中，在晶堆3與安裝裝置4之間設置有前質(zhì)量塊2A ；前質(zhì)量塊2A具有分別與晶堆3和安裝裝置4接觸的兩個端面，該兩個端面的形狀大小相同。在本實施例中，安裝裝置4具有靠近前質(zhì)量塊2A的端面14A，端面14A上設置有中心對稱的環(huán)形凸臺34A，環(huán)形凸臺34A包括與前質(zhì)量塊2A接觸的凸臺接觸面24A，凸臺接觸面MA的面積小于前質(zhì)量塊2A的上述端面的面積。如圖所示，環(huán)形凸臺34A包括外斜面64A和內(nèi)斜面74A，外斜面64A和內(nèi)斜面74A與端面14A的夾角為大于90度的鈍角或90度。安裝裝置4具有內(nèi)腔44A，該內(nèi)腔44A上設置有螺紋54A，用于連接螺栓1。進一步地，端面14A上可設置有多個環(huán)形凸臺34A，多個環(huán)形凸臺34A的高度相同， 多個環(huán)形凸臺34A的凸臺接觸面可以相同，也可以不同，并且，所有凸臺接觸面的面積總和要小于前質(zhì)量塊。上述的超聲換能器中，環(huán)形凸臺34A與端面14A同心，環(huán)形凸臺34A環(huán)繞所述端面 14A中心并設置在不靠近端面14A中心的位置，例如，環(huán)形凸臺34A設置在端面14A的外緣。優(yōu)選地，端面14A和環(huán)形凸臺34A均為圓環(huán)形，環(huán)形凸臺34A的圓環(huán)寬度的中線設置為靠近端面14A的圓環(huán)寬度的中線，環(huán)形凸臺34A的寬度取值范圍為端面14A的圓環(huán)寬度的 1/3-2/3。在本發(fā)明中，螺栓1和后質(zhì)量塊2、前質(zhì)量塊2A起到壓縮的作用，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)采用其他的部件來代替。更進一步地，本發(fā)明的超聲換能器應用于一種超聲醫(yī)療設備，所述超聲醫(yī)療設備包括發(fā)生器，本發(fā)明的超聲換能器，傳輸裝置和末端效應器。所述超聲換能器適于響應所述發(fā)生器所產(chǎn)生的電能而以超聲頻率振動，所述傳輸裝置連接所述超聲換能器和所述末端效應器，所述傳輸裝置從所述超聲換能器接收超聲振動，并將所述超聲振動傳輸給所述末端效應器，所述末端效應器從所述傳輸裝置接收所述超聲振動并相應地進行超聲振動，從而通過末端效應器進行治療。本領域技術(shù)人員應該理解，本領域技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實施例可以實現(xiàn)所述變化例，這樣的變化例并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。以上對本發(fā)明的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設備和結(jié)構(gòu)應該理解為用本領域中的普通方式予以實施；任何熟悉本領域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.超聲換能器，包括安裝裝置，所述安裝裝置與一壓縮裝置相連接；晶堆，所述晶堆安裝在所述安裝裝置和所述壓縮裝置之間，所述晶堆包括若干正負極交替堆疊的電極，兩相鄰的電極之間設置有壓電元件；后質(zhì)量塊，所述后質(zhì)量塊設置在所述晶堆與所述壓縮裝置之間，所述后質(zhì)量塊具有與所述晶堆接觸的晶堆接觸端面和與所述壓縮裝置接觸的壓縮裝置接觸端面；其特征在于所述晶堆接觸端面和所述壓縮裝置接觸端面均為平面且形狀大小相同；所述壓縮裝置具有與所述后質(zhì)量塊接觸的后質(zhì)量塊接觸面，所述后質(zhì)量塊接觸面相對于所述壓縮裝置接觸端面的幾何中心是中心對稱的，所述后質(zhì)量塊接觸面的面積小于所述壓縮裝置接觸端面的面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述壓縮裝置是一螺栓，所述后質(zhì)量塊套裝在所述螺栓上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲換能器，其特征在于，所述壓縮裝置具有靠近所述后質(zhì)量塊的端面，所述端面上設置有至少一個凸臺，所述凸臺包括與所述后質(zhì)量塊接觸的凸臺接觸面，所有的所述凸臺接觸面形成所述后質(zhì)量塊接觸面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲換能器，其特征在于，所述凸臺設置在不靠近所述端面的幾何中心的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的超聲換能器，其特征在于，所述后質(zhì)量塊為圓環(huán)形，所述端面和所述凸臺均為圓環(huán)形，所述凸臺的圓環(huán)寬度的中線設置為靠近所述端面的圓環(huán)寬度的中線，所述凸臺的圓環(huán)寬度取值范圍為所述端面圓環(huán)寬度的1/3-2/3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的超聲換能器，其特征在于，還包括一與所述后質(zhì)量塊形狀大小相同的前質(zhì)量塊，所述前質(zhì)量塊設置在所述晶堆和所述安裝裝置之間，所述前質(zhì)量塊具有與所述安裝裝置接觸的安裝裝置接觸端面，所述安裝裝置具有與所述前質(zhì)量塊接觸的前質(zhì)量塊接觸面，所述前質(zhì)量塊接觸面相對于所述安裝裝置接觸端面的幾何中心是中心對稱的，所述前質(zhì)量塊接觸面的面積小于所述安裝裝置接觸端面的面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲換能器，其特征在于，所述安裝裝置具有靠近所述前質(zhì)量塊的第二端面，所述第二端面上設置有至少一個第二凸臺，所述第二凸臺包括與所述前質(zhì)量塊接觸的第二凸臺接觸面，所有的所述第二凸臺接觸面形成所述前質(zhì)量塊接觸面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲換能器，其特征在于，所述第二凸臺設置在不靠近所述第二端面的幾何中心的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的超聲換能器，其特征在于，所述前質(zhì)量塊為圓環(huán)形，所述第二端面和所述第二凸臺均為圓環(huán)形，所述第二凸臺的圓環(huán)寬度的中線設置為靠近所述第二端面的圓環(huán)寬度的中線，所述第二凸臺的圓環(huán)寬度取值范圍為所述第二端面圓環(huán)寬度的 1/3-2/3。
10.一種超聲醫(yī)療設備，包括發(fā)生器；如權(quán)利要求1至9中任意一項所述的超聲換能器，所述超聲換能器適于響應所述發(fā)生器所產(chǎn)生的電能而以超聲頻率振動；傳輸裝置； 末端效應器；其特征在于，所述傳輸裝置適于從所述超聲換能器接收超聲振動，并將所述超聲振動傳輸給所述末端效應器，所述末端效應器適于從所述傳輸裝置接收所述超聲振動并相應地進行超聲振動。
全文摘要
本發(fā)明公開一種超聲換能器，包括與一壓縮裝置連接的安裝裝置，安裝在所述安裝裝置和所述壓縮裝置之間的晶堆和設置在所述晶堆與所述壓縮裝置之間的后質(zhì)量塊；其特征在于所述晶堆接觸端面和所述壓縮裝置接觸端面均為平面且形狀大小相同；所述壓縮裝置具有與所述后質(zhì)量塊接觸的后質(zhì)量塊接觸面，所述后質(zhì)量塊接觸面相對于所述壓縮裝置接觸端面的幾何中心是中心對稱的，所述后質(zhì)量塊接觸面的面積小于所述壓縮裝置接觸端面的面積。本發(fā)明通過改進后質(zhì)量塊的對稱性，改善超聲換能器中應力分布的均勻性，從而提高超聲換能器的效率。
文檔編號A61B8/00GK102309341SQ20111027403
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者姚銀鋒, 方云才, 楊曉峰, 梁耀, 汪炬, 鐘學平, 陳啟章 申請人:華外醫(yī)療器械(上海)有限公司, 瑞奇外科器械(中國)有限公司