具有优化的热管理的超声探头的制作方法

文档序号:12504530阅读:来源:国知局

技术特征:

1.超声探头,包括:

a)壳体(6);

b)换能器组件(1),其可操作地将声能发送向所述探头适于声耦合至关注物体或区域的区;

c)冷却系统,其包括布置为将由所述换能器组件产生的热传递至位于所述换能器组件(1)外的一个或多个区或区域(103,7)的热传递装置(2,5),

特征在于所述热传递装置(2,5)包含石墨烯。

2.如权利要求1所述的探头,其中所述换能器装置(1)包括一个或多个可操作地产生超声波的换能器元件(301),所述热传递装置(2,5)包括一层或多层石墨烯,所述石墨烯经布置而形成置于所述换能器元件(301)与所述探头的耦合区(801)之间的热传递层(5)。

3.如权利要求2所述的探头,其中所述换能器组件(1)包括一个或多个声匹配层(601,701),所述热传递层(5)是所述匹配层之一。

4.如权利要求3所述的探头,其中所述层被布置成从所述换能器元件开始的堆,所述热传递层(5)是从所述换能器元件向所述探头的耦合区的最远的层。

5.如权利要求3或4所述的探头,其中所述热传递层(5)的厚度不大于所述探头经配置而产生的超声波的波长的1/4。

6.如前述权利要求中任一项所述的探头,其中所述热传递装置(2,5)包括由石墨烯和树脂获得的复合物,所述复合物的形式为与树脂条纹(205)交错的石墨烯条纹(105)或具有填充有树脂的孔(305)的石墨烯层。

7.如前述权利要求中任一项所述的探头,其中所述冷却系统包括与所述热传递装置(2,5)热连通的散热装置和/或储热装置(3,103)。

8.如权利要求7所述的探头,其中所述换能器装置(1)包括位于所述换能器元件的与发射表面相对的后侧上的背衬元件(2),所述背衬元件(2)包含石墨烯,特别是装填有石墨烯的树脂,从而改进与所述散热装置和/或储热装置(3,103)的热交换。

9.如前述权利要求中任一项所述的探头,其中所述换能器组件包括位于前发射表面与所述探头的耦合区之间的匹配/热传递层(5),以及位于所述换能器元件的与所述发射表面相对的后侧上的背衬元件(2),散热装置和/或储热装置(3,103)位于所述背衬元件(2)与同所述探头的耦合区相对的壳体(6)之间以接收来自所述热传递层(5)和/或背衬元件(2)的热。

10.如权利要求9所述的探头,其中所述散热装置和/或储热装置(3,103)与所述热传递层(5)经由位于壳体(6)中的包含传导材料的热传递回路(405)而热连通。

11.如权利要求10所述的探头,其中所述热传递层(5)和所述热传递回路(405)由石墨烯形成。

12.如前述权利要求中任一项所述的探头,其中所述热传递装置包括位于所述换能器元件(301)与所述探头的耦合区(801)之间的石墨烯层(5),所述层被外围弯曲以形成从所述探头的前面向后面横向延伸的纵向路径。

13.如权利要求7至12中任一项所述的探头,其中所述储热装置(7,103)是基于相变材料(PCM)的能够吸收热以维持温度恒定的恒温装置。

14.如权利要求7至13中任一项所述的探头,其中所述储热装置(7,103)包含石墨烯,所述储热装置被布置成填充所述探头壳体(6)内的可用的空间以临时储存从所述换能器元件(1)排出的热。

15.如权利要求7至14中任一项所述的探头,其中所述储热装置(7,103)包括复合材料,所述复合材料包含PCM和装填有石墨烯的填充物。

16.如权利要求15所述的探头,其中所述填充物是装填有石墨烯的树脂,例如环氧树脂,所述PCM由所述石墨烯装填的树脂微封装。

17.如权利要求7至16中任一项所述的探头,其中所述储热装置(7,103)是有机可逆PCM,所述有机可逆PCM以潜热形式积累热,同时相从固态转变成液态,并且当相从液态转变成固态时释放积累的热。

18.探头,包括壳体(6),可操作地将超声能发送向所述探头的壳体(6)的适于通过包括声透镜(801)的界面而声耦合至目标物体或关注区域的区的换能器组件(1),所述换能器组件包括换能器元件(301)以及一个或多个位于所述换能器元件(301)与所述声透镜(801)之间的匹配层(601,701),所述探头包括在与所述声透镜(801)相反的方向位于所述换能器组件(1)的后面的背衬材料(2),用于所述背衬材料(2)的支撑件(3),用于将热从所述换能器组件传送至所述背衬材料(2)的支撑件(3)和/或传送至位于所述换能器组件(1)外且在壳体(6)内并被布置为散热和/或储热的任何其他区(3,103)的热路径(405),其中所述热路径(405)与所述匹配层(601,701)中的至少一个热连通,所述匹配层(601,701)中的至少一个包含石墨烯。

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