专利名称：超声换能器的制作方法
技术领域：
超声换能器技术领域[0001]本实用新型属于超声治疗技术领域，具体涉及一种超声换能器。
背景技术：
[0002]针灸现已在全世界50多个国家和地区得到运用，成为世界医学的一个重要的组成部分。近年来针灸疗法也在传统的基础上有很大的进步。通过传统针灸方法和现代针灸运用技术相结合，研制出穴位探测仪、脉冲电针、经皮穴位电刺激、电热针、激光穴位、微波针灸、红外线针灸、超声针灸、穴位磁疗等，给人们治疗疾病带来了新的手段。[0003]超声针灸是传统针灸技术与现代针灸相结合的产物之一，它是在现代声学原理基础上，运用超声波的机械作用、温热作用和化学作用，使局部组织细胞受到微细按摩，使局部组织分层处温度升高，细胞功能受到刺激，血循环增进，组织软化，化学反应加速，新陈代谢增加，蛋白分子和各种酶的功能受到影响，PH值变化，生物活性物质含量改变等，并通过神经、体液途径而产生治疗作用。[0004]发明专利“超声波针灸仪”(申请号00110562. O)提出了由可控变频振荡电源和分频段式超声探头组成的超声波针灸仪。该超声波针灸仪的超声探头非聚焦超声探头，超声束不能在较小的区域被聚焦，因此很难达到针刺针灸所达到的刺激效果，只能算作一种超声波理疗仪。[0005]实用新型专利“超声波针灸仪”(专利号ZL 200520136863. 8)提出了一种由振荡电源、超声波换能器与银针夹具组成的超声波针灸仪。银针夹具连接在超声波换能器上，将超声波换能器产生的超声振动传送给银针，加强银针对穴位的刺激。该仪器只是将超声波的振动通过介质传送给银针。超声波本身在银针作用处是以波导的形式，而不是以聚焦的声场能量形式，超声波对穴位的刺激有限。实用新型内容[0006]本实用新型的目的是设计一种新型的超声换能器，可以将超声波能量聚焦到针灸针上，使传统针灸和超声针灸有机结合，产生更佳的疗效。[0007]为实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种超声换能器，其包括超声发射单元及用于固定针灸针的针灸针固定装置，所述超声发射单元设有聚焦面，该超声发射单元发射的超声波在聚焦面的轴线上形成超声聚焦区域，该超声聚焦区域沿超声波声轴线方向延伸并聚焦在针灸针上。[0008]一种较优方式，所述超声发射单元包括第一电极、第二电极、压电材料、匹配层以及电源线，其中，压电材料两端分别镀有第一电极和第二电极，电源线连接着第一电极和第二电极，而匹配层设置在第二电极的另一侧。[0009]一种较优方式，压电材料和匹配层设计成凹面结构，所述聚焦面为匹配层的凹面层。[0010]—种较优方式，所述超声发射单兀包括第一电极、第二电极、压电材料、声透镜以及电源线，其中，压电材料两端分别镀有第一电极和第二电极，电源线连接着第一电极和第二电极，而声透镜设置在第二电极的另一侧。[0011]一种较优方式，压电材料和声透镜设计成凹面结构，所述聚焦面为声透镜的凹面层。[0012]一种较优方式，所述针灸针固定装置设置在超声发射单元的后端，其包括外螺纹套管，所述超声发射单元对应针灸针固定装置的外螺纹套管开设有收纳孔，所述收纳孔在聚焦面的轴线上。[0013]一种较优方式，所有外螺纹套管为圆柱状中空结构，其外径等于超声发射单元的收纳孔的内径。[0014]一种较优方式,所述超声发射单元发射的超声波的频率在O. IMHz 10MHz。[0015]—种较优方式，所述超声聚焦区域的聚焦深度在O. 5cm 5cm。[0016]本实用新型将超声聚焦区域与针灸针重叠，将能量传递到针灸针上，使得针灸针振荡和发热，有效促进针灸的疗效。本实用新型还可以通过调控超声激励点信号的参数 (如脉冲频率、脉冲长度、功率等)来实现不同的针灸刺激，这样，通过针灸针的提插、捻转以及补泻手法，使穴位产生“得气”的酸、胀、麻、重等针感。
[0017]图I是本实用新型一个实施例的示意图。[0018]图2是本实用新型另一个实施例的示意图。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。[0020]请参照图1，本实用新型公开了一种超声换能器100，用于针灸针50进行针灸，其包括超声发射单元10、针灸针固定装置20以及外壳30。所述超声发射单元10具有聚焦面 (未标示)，聚焦面为球面结构，使得所述超声发射单元10发射的超声波在聚焦面的轴线上形成超声聚焦区域60，该超声聚焦区域60沿超声波声轴线方向延伸并聚焦在针灸针50上。[0021]所述超声发射单元10包括吸声材料11、第一电极12、第二电极13、压电材料14、 匹配层15以及电源线16。所述电源线16在使用时连接振荡电源(未图示)，并包括信号线161和接地线162。所述压电材料14两端分别镀有第一电极12和第二电极13，第一电极 12连接着信号线161，而第二电极13连接着接地线162。振荡电源产生的激励电信号通过电源线16通向第一电极12和第二电极13，使压电材料14产生逆压电效应，将电能转化成机械能，产生超声波，而设在第一电极12 —侧的吸声材料11吸收背向福射的超声波。压电材料14以及设在第二电极13另一侧的匹配层15均设计成凹面结构，匹配层15的凹面层为聚焦面，可使超声波产生聚焦效应，在轴线上产生超声聚焦区域60。该超声聚焦区域60 形状为长条形，且沿超声波声轴线方向延伸。所述超声发射单元10的超声聚焦深度由所述凹面结构决定。另外，超声发射单元10的中央位置开设有圆柱状的收纳孔17，所述收纳孔 17在聚焦面的轴线上。[0022]针灸针固定装置20设置在超声发射单元10的后端，其包括外螺纹套管21和内螺纹螺母22。外螺纹套管21为圆柱状中空结构，其外径等于超声发射单元10的收纳孔17的内径，外螺纹套管21在局部有外螺纹。内螺纹螺母22内径与外螺纹套管21相同，内螺纹螺母22的内螺纹与外螺纹套管21的外螺纹匹配。所述外螺纹套管21插入收纳孔17中， 并通过内螺纹螺母22固定于外壳30上。[0023]外壳30是超声换能器100的结构件，起支撑、容纳、密封、绝缘、承压、屏蔽及保护超声发射单元10的作用。[0024]针灸针50插入到外螺纹套管21,针灸针50前端部位延伸到超声聚焦区域60,两者重叠，超声聚焦区域60将能量传递到针灸针50上，使得针灸针50振和发热，有效促进针灸的疗效。另外，可以通过调控超声激励点信号的参数(如脉冲频率、脉冲长度、功率等)来实现不同的针灸刺激。本实用新型还通过针灸针的提插、捻转及补泻手法，使穴位产生“得气”的酸、胀、麻、重等针感。[0025]下面请参照图2，揭示了本实用新型的另一个实施例。超声换能器的结构有如图2 所示的替代方案。在此替代方案中，压电材料为平板结构，通过声透镜聚焦超声波。具体来说，该实施例的超声换能器100包括超声发射单元10、针灸针固定装置20以及外壳30。其中，超声发射单元10包括吸声材料11、第一电极12、第二电极13、压电材料14、声透镜15、 电源线16。本实施例采用声透镜15代替了图I中的匹配层15使超声波产生聚焦效应，并在声透镜15的轴线上产生超声聚焦区域60，声透镜15为凹面结构，其凹面层即为聚焦面。 超声发射单元10的中央位置亦设有圆柱状的收纳孔17。针灸针固定装置20以及外壳30 的结构基本相同。[0026]从实际情况来说，所述的压电材料还可以是压电复合材料、铁电材料、铁电单晶复合材料等，而压电材料的凹面结构可以是球面，还可以是抛物面、锥面、双曲面等。图2中的声透镜的凹面结构可以是球面，还可以是抛物面、锥面、双曲面等，即为聚焦面的不同结构。 从实际应用来说，超声波频率范围一般在O. IMHz 10MHz，而超声聚焦区域的聚焦深度在 O. 5cm 5cm。第一电极与第二电极之间的距离是由压电材料的厚度所决定的，如果需要产生较低频率的超声波，则压电材料需要较厚，如果需要产生较高频率的超声波，则压电材料需要较薄。所述匹配层则是根据压电材料和人体组织的阻抗来决定。[0027]所述的超声换能器通过不同的结构设计，使超声换能器具有不同的聚焦深度，以方便对穴位的不同深度进行作用。本实用新型公开的超声换能器，不仅仅将超声波传导到针灸针上，而是超声聚焦区域和针灸针的相互作用。[0028]以上所述本实用新型的具体实施方式
，并不构成对本实用新型保护范围的限定。 任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。权利要求1.一种超声换能器，其特征在于，其包括相互组合的超声发射单元与针灸针固定装置， 所述针灸针固定装置用于固定针灸针，所述超声发射单元设有聚焦面，该超声发射单元发射的超声波在聚焦面的轴线上形成超声聚焦区域，该超声聚焦区域沿超声波声轴线方向延伸并聚焦在针灸针上。
2.根据权利要求I所述的超声换能器，其特征在于，所述超声发射单元包括第一电极、 第二电极、压电材料、匹配层以及电源线，其中，压电材料两端分别镀有第一电极和第二电极，电源线连接着第一电极和第二电极，而匹配层设置在第二电极的另一侧。
3.根据权利要求2所述的超声换能器，其特征在于，压电材料和匹配层设计成凹面结构，所述聚焦面为匹配层的凹面层。
4.根据权利要求I所述的超声换能器，其特征在于，所述超声发射单元包括第一电极、 第二电极、压电材料、声透镜以及电源线，其中，压电材料两端分别镀有第一电极和第二电极，电源线连接着第一电极和第二电极，而声透镜设置在第二电极的另一侧。
5.根据权利要求4所述的超声换能器，其特征在于，压电材料和声透镜设计成凹面结构，所述聚焦面为声透镜的凹面层。
6.根据权利要求I所述的超声换能器，其特征在于，所述针灸针固定装置设置在超声发射单元的后端，其包括外螺纹套管，所述超声发射单元对应针灸针固定装置的外螺纹套管开设有收纳孔，所述收纳孔在聚焦面的轴线上。
7.根据权利要求6所述的超声换能器，其特征在于，所有外螺纹套管为圆柱状中空结构，其外径等于超声发射单元的收纳孔的内径。
8.根据权利要求I所述的超声换能器，其特征在于，所述超声发射单元发射的超声波的频率在O. IMHz IOMHz。
9.根据权利要求I所述的超声换能器，其特征在于，所述超声聚焦区域的聚焦深度在O.5cm 5cm。
专利摘要本实用新型公开了一种超声换能器，其包括超声发射单元及用于固定针灸针的针灸针固定装置，所述超声发射单元设有聚焦面，该超声发射单元发射的超声波在聚焦面的轴线上形成超声聚焦区域，该超声聚焦区域沿超声波声轴线方向延伸并聚焦在针灸针上。所述超声聚焦区域与针灸针重叠，将能量传递到针灸针上，使得针灸针振荡和发热，有效促进针灸的疗效。
文档编号A61N7/00GK202802550SQ20122044185
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者钱明, 郑海荣, 李永川, 王丛知, 肖杨, 牛丽丽 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院