一种用于增加消声效果的阵列探头的背衬块铝基台的制作方法

本实用新型涉及一种医用超声领域的阵列探头，更具体来说，特别涉及一种增加消声效果的铝基台。

背景技术：

超声探头可以通过发射超声波并接收到不透光物体所反射带有超声波强度、频率、时间等信息的回波信号，再经过处理后可以得到直观的反应内部构造的图像，具有快速、有效、简捷等优点，因此是目前被广泛使用的观察和诊断手段。

超声探头的核心结构为一个能够发射并接受超声波实现信号转换的换能器，换能器主要由压电元件、匹配层、背衬块组成。压电元件用于发射并接收超声波，实现电能、声能的相互转换，是超声探头的关键部件，但压电元件并不只是单方面地向前辐射声能，而且也能向后辐射，如果压电元件接收到后方我们不需要的回波信号，势必会造成图像干扰。匹配层设置在压电元件的前表面，用于使被检测物体与压电元件之间的阻抗相匹配。背衬块固定在压电元件的后表面，目前广泛使用环氧树脂加合适的填料混合作为背衬块的材料，其作用主要是吸收压电元件向后辐射的超声波。

要获得一个清晰、质量可靠的图像，必须尽可能的消除后方杂波干扰，理论上来说，为了得到合适的特性阻抗，可以通过优化背衬材料的配方或者配比得到所需的超声衰减系数，但在制作背衬块的过程中还需要权衡频带宽度、灵敏度等重要参数，给原材料的选择上增加了困难。在实际应用中我们可以发现，因材料和空间的限制，只是依靠压电元件后表面的背衬层吸收杂波往往是不够的。目前广泛使用的背衬块一般都会在其底部增加一个铝基台，能够在进行后续加工或组装时起到定位、固定的作用。由于换能器工作时可能会产生较大的热量，在使用时让人体有烫感，并且长时间在这种条件下使用会使换能器的寿命大大缩短，背衬块及其铝基台能起到一定转移热量的作用。但以往工艺的基台与背衬块接触表面基本上只是一个平面，不能充分利用其结构的特点，达到增强吸声的目的，所以可以在此基础上对基台进行一个改进。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于：克服现有的背衬块配合的铝基台吸声效果差，对背衬块的声学性能影响较大的缺陷，提供一种用于增加消声效果的阵列探头的背衬块铝基台。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了下列技术方案：一种用于增加消声效果的阵列探头的背衬块铝基台，该铝基台的底部是一个长方体基座，长方体基座的纵截面是长方形；

从长方体基座的顶面向上延伸设有若干个并排相邻设置的四棱台，四棱台的纵截面是梯形；

每一个的四棱台包括有两个倾斜的侧面，四棱台从上到下的横截面是逐渐变大的；

从每一个的四棱台的上底面分别向上延伸设有一个长方体，长方体的纵截面是长方形；

从每一个的长方体的顶面分别向上延伸设有一个三棱柱，三棱柱的纵截面是三角形；

每一个的三棱柱包括有两个倾斜的侧面，三棱柱从上到下的横截面是逐渐变大的；

铝基台的从上到下的横截面是由小变大的。

上述技术方案的进一步限定在于，该铝基台包括有两个或者三个所述的四棱台。

上述技术方案的进一步限定在于，所述的若干个四棱台的形状和尺寸相同。

上述技术方案的进一步限定在于，所述的四棱台的纵截面是等腰梯形。

上述技术方案的进一步限定在于，所述的三棱柱的纵截面是等边三角形。

上述技术方案的进一步限定在于，铝基台的四棱台的侧面、长方体的侧面、三棱柱的侧面都是粗糙的。

上述技术方案的进一步限定在于，三棱柱的顶部被截去。

上述技术方案的进一步限定在于，四棱台、长方体、三棱柱一起的竖直高度设为h1，长方体基座的竖直高度设为h2，h1：h2=4：1。

上述技术方案的进一步限定在于，在铝基台内挖设若干空腔。

上述技术方案的进一步限定在于，长方体基座的底面上开设有若干个螺丝孔、若干个定位孔，若干个螺丝孔和若干个定位孔中心对称。

与现有技术相比，本实用新型具有下列有益效果：

1、不需要改变原有背衬块制作工艺，只需将铝基台改造成本实用新型的结构即能增强吸声效果，简单实用，并且对背衬块的声学性能影响较小；

2、本实用新型的铝基台使用铝块线切割快走丝方式加工，成本低、效率高；

3、超声探头换能器工作时向后辐射的超声波，经过背衬层对声能的有效吸收衰减转化为热能。部分未被吸收转化的超声波遇到本实用新型铝基台，由于介质声阻抗的差异，利用铝基台的顶端部面积较小的形状特点，声波从此处入射，端部的声阻抗由原介质特性阻抗逐渐过渡到接近吸声材料的特性阻抗而被吸收，本实用新型的阻尼材料的粘性内摩擦作用将声能逐渐转化为热能而被消耗，减少压电元件接收到后方反射回来的超声干扰。

附图说明

图1是本实用新型铝基台第一实施例的立体图。

图2是本实用新型铝基台第一实施例的纵截面图。

图3是本实用新型铝基台第一实施例的底面的图。

图4是本实用新型铝基台内部挖设空腔后的纵截面图。

图5是本实用新型铝基台的三棱柱被截去顶部的纵截面图。

图6是本实用新型铝基台的三组四棱台、长方体、三棱柱的纵截面图。

图7是本实用新型铝基台的两个四棱台、两个长方体、三个三棱柱的纵截面图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，一种用于增加消声效果的阵列探头的背衬块铝基台的第一实施例，其由金属铝制成，其底部是一个长方体基座1。

长方体基座1的纵截面是长方形。

长方体基座1的底面上开设有两个螺丝孔12、两个定位孔14。

两个螺丝孔12和两个定位孔14中心对称，便于加工和组装时的固定。

从长方体基座1的顶面向上延伸设有两个形状和尺寸相同的并排相邻设置的四棱台2，四棱台2的纵截面是等腰梯形。

每一个的四棱台2包括有两个倾斜的侧面22。

四棱台2从上到下的横截面是逐渐变大的。

从每一个的四棱台2的上底面分别向上延伸设有一个长方体3，长方体3的纵截面是长方形。

从每一个的长方体3的顶面分别向上延伸设有一个三棱柱4，三棱柱4的纵截面是等边三角形。

每一个的三棱柱4包括有两个倾斜的侧面42。

三棱柱4从上到下的横截面是逐渐变大的。

入射声波从三棱柱4的斜面42进入到铝基台内，由于铝基台的从上到下的横截面是由小变大的，使其特性阻抗相互匹配，从而达到入射声波几乎毫无反射地全被吸收，本实用新型铝基台这种吸收结构相比于平板吸声结构，除了保持对高频良好的吸声性能外，低频吸声性能也良好。

四棱台2、长方体3、三棱柱4一起的竖直高度设为h1，长方体基座1的竖直高度设为h2，两者的比例一般控制在4：1左右，即h1：h2=4：1，能够获得较好的吸声效果。

在用本实用新型铝基台进行制作背衬块（图未示）时，只需通过铝基台的两个螺丝孔12和两个定位孔14固定在横条（图未示）上，再将横条装在背衬块的模具（图未示）上，通过向模具内注入一定量的背衬材料，经过相关处理进行固化后取出，得到固定在本实用新型铝基台上的背衬块。其中，铝基台与背衬块接触部分可能因为摩擦力不够而造成使用一段时间或受力而出现的不牢固甚至脱落的现象，因此，在制作铝基台时，使用线切割快走丝的方式进行加工，使得铝基台的四棱台2的侧面22、长方体3的侧面（未标号）、三棱柱4的侧面42都是粗糙的，有利于增大铝基台与背衬块之间的摩擦力，减少脱落的可能。

根据不同类型的背衬块制作高度、底边尺寸适宜的山形基台，高度过高将会影响背衬块的声学性能，过低则减弱吸声效果，可根据需要综合考虑灵活调整。

本实用新型用于增加消声效果的阵列探头的铝基台具有下列优点：

1、不需要改变原有背衬块制作工艺，只需将铝基台改造成本实用新型的结构即能增强吸声效果，简单实用，并且对背衬块的声学性能影响较小；

2、本实用新型的铝基台使用铝块线切割快走丝方式加工，成本低、效率高；

在本实用新型的基础上，可行的替换方案包括以下几种或几种的组合：

a：在铝基台内挖设若干空腔（如图4所示），空腔可以有不同形状和尺寸，增加通过空腔共振引起的声能消耗；

b：铝基台的三棱柱4的顶部被截去（如图5所示）；

c：四棱台2、长方体3、三棱柱4的组合不仅可以是如第一实施例中所示的两组，还可以是三组（如图6所示）或更多，图7所示是包括有两个四棱台、两个长方体、三个三棱柱的情形。