探头及检测设备的制作方法

本实用新型涉及检测领域，特别涉及探头及检测设备。

背景技术：

人体或动物体的器官都具有一定弹性，若某个器官发生纤维化病变，其弹性值就会发生变化，不同的纤维化程度对应的弹性值不同。因此，检测器官的弹性值，就可以获知器官的纤维化程度。

目前，存在利用机械振动及超声波来检测器官的弹性值的方式。在对人体或动物体的器官进行检测时，在待测器官外部产生一定的机械振动，并通过超声波换能器向待测器官发射超声波，由于超声波的传播速度远远大于剪切波的传播速度，通过超声波检测机械振动产生的剪切波的波速值，通过该波速值计算待测器官的弹性值，从而判断出待测器官的纤维化程度。

在上述检测方式中，如何实现准确检测尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了探头及检测设备。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本实用新型实施例的第一方面，公开了一种探头，所述探头包括：超声波换能器、振动组件、弹性组件和位移检测组件；

所述振动组件分别连接所述超声波换能器和所述位移检测组件；

所述弹性组件固定于所述振动组件和所述位移检测组件之间。

基于上述探头，作为可选的第一实施例，所述振动组件在所述位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时振动。

基于上述探头，作为可选的第二实施例，所述振动组件在满足预设条件时振动；所述预设条件至少包括：所述位移检测组件检测到的位移值满足预设范围以及超声回波信号强度达到预设强度。

基于上述探头，作为可选的第三实施例，所述振动组件在满足预设条件时振动；所述预设条件包括所述位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、超声回波信号强度达到预设强度、与如下一种或多种条件形成的组合：所述探头无自检报错、所述探头有激励触发、所述探头无损坏、所述探头与待测介质之间的垂直度达到预设角度。

基于上述探头，作为可选的第四实施例，所述振动组件包括同轴的第一定子和第一动子；

所述第一动子的第一端连接所述超声波换能器，所述第一动子的第二端连接所述位移检测组件；所述第一动子上设置有线圈；

所述第一动子的第一端穿出所述第一定子上的第一装配孔，所述第一动子的第二端穿出所述第一定子上的第二装配孔。

基于上述第四实施例，作为可选的第五实施例，所述第一动子包括：

振动杆；

驱动部件，设置在所述振动杆上，所述驱动部件在被触发后，带动所述振动杆振动。

基于上述第四实施例，作为可选的第六实施例，所述弹性组件包括弹片、第一弹片固定件和第二弹片固定件；

所述第一弹片固定件上具有供所述第一动子穿过的第一通孔，所述第一弹片固定件固定于所述第一定子上；

所述第二弹片固定件上具有供所述位移检测组件穿过的第二通孔，所述第二弹片固定件通过所述弹片与所述第一弹片固定件装配；

所述弹片上具有供所述第一动子穿出的固定孔。

基于上述第六实施例，作为可选的第七实施例，所述弹片的边缘卡紧于所述第一弹片固定件和所述第二弹片固定件之间。

基于上述第六实施例，作为可选的第八实施例，所述弹片具有镂空结构；所述弹片靠近所述第一弹片固定件的第一侧面及靠近所述第二弹片固定件的第二侧面中的至少一个侧面，覆盖有第一弹性材料。

基于上述第六实施例，作为可选的第九实施例，所述探头还包括：连接电路板和电路板底座；

所述电路板底座固定于所述第二弹片固定件上；

所述连接电路板固定于所述电路板底座上；所述连接电路板具有用于电连接的插接件。

基于上述第九实施例，作为可选的第十实施例，所述探头还包括：传感器底座；

所述传感器底座固定于所述连接电路板上、并通过安装孔与所述第二弹片固定件安装；

所述传感器底座具有容置所述位移检测组件的内部空间。

基于上述第四实施例或上述第十实施例，作为可选的第十一实施例，所述位移检测组件包括同轴的第二定子和第二动子；其中，所述第二动子的一端与所述第一动子的第二端连接；所述第二定子中设置有检测电路，所述检测电路用于检测所述第二动子的位移。

基于上述第四实施例，作为可选的第十二实施例，所述探头还包括：限位组件；

所述限位组件固定于所述第一定子上，对所述第一动子进行限位。

基于上述第十二实施例，作为可选的第十三实施例，所述限位组件包括：与所述第一动子同轴的直线轴承和限位件；

所述限位件的两端开口、内部中空；

所述限位件的一端固定于所述第一定子上；所述直线轴承容置于所述限位件内部，所述第一动子穿过所述直线轴承的限位孔与所述超声波换能器连接。

基于上述第四实施例，作为可选的第十四实施例，所述第一动子具有中空结构，所述超声波换能器的电缆通过所述中空结构从所述第一动子中穿出。

基于上述探头，作为可选的第十五实施例，所述探头还包括：外壳；外壳包括本体和密封盖；

所述密封盖位于所述本体的一端；所述密封盖具有供所述超声波换能器穿出的露出孔，所述露出孔的侧壁上具有与所述超声波换能器的侧壁结构匹配的凹凸结构；

所述本体的另一端具有电缆引出孔。

基于上述第十五实施例，作为可选的第十六实施例，所述本体包括：相对设置的第一本体和第二本体；

所述第一本体和所述第二本体的内侧壁上具有对应内部所容置结构设置的限位结构；

所述第一本体和所述第二本体通过卡接凹槽和卡接凸起卡接。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种检测设备，所述检测设备包括：

前文所述探头；

主机，与所述探头连接。

基于上述检测设备，作为可选的第一实施例，检测设备还包括：

触发部件，设置在所述主机中，分别与所述探头中的位移检测组件和所述探头中的振动组件连接，用于在所述位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声波回波信号强度达到预设强度时，触发所述振动组件振动。

本实用新型实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

增加了进行位移检测的位移组件，能够提高检测的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的探头的整体结构图；

图2是图1所示探头的轴向剖视图；

图3是根据一示例性实施例示出的第一本体和第二本体卡接的径向剖视图；

图4是根据一示例性实施例示出的探头中的组件与第二本体的配套示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的第一本体和第二本体的配套示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的电缆引出孔的结构图；

图7是根据一示例性实施例示出的密封盖与垫圈的装配示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的密封盖与超声波换能器装配的轴向剖视图；

图9是根据一示例性实施例示出的密封盖与外壳的配合图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

在一示例性实施例中，探头包括：超声波换能器、振动组件、弹性组件和位移检测组件。

振动组件分别连接超声波换能器和位移检测组件。

弹性组件固定于振动组件和位移检测组件之间。

在本示例性实施例的探头中，增加了进行位移检测的位移组件，能够提高检测的准确性。

进一步，振动组件可以在位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时发生振动。

超声波换能器发射超声信号，并接收超声回波信号。上述超声回波信号在被接收后，将传输至主机，由主机对该超声回波信号强度是否达到预设强度进行判断。

检测时由超声波换能器接触待测介质(也可以称为待测器官)所对应的皮肤表面并施加一定压力，该压力经振动组件传导至弹性组件，使得弹性组件产生形变，从而带动位移检测组件产生相对位移。由于位移量与施加在待测器官所对应的皮肤表面的压力存在对应关系，可以根据该对应关系确定出预设范围。当检测出位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时，振动组件即可开始振动，由振动产生的剪切波通过超声波换能器传导到待测器官。

此外，由于位移量与施加在待测器官所对应的皮肤表面的压力存在对应关系，还可以根据该对应关系确定检测到的位移值所对应的压力值，进而通过该压力值满足预设范围来代替位移值满足预设范围。

作为可替换的实施方式，也可以设置成振动组件在位移检测组件检测到的位移值满足预设条件时发生振动。上述预设条件可以至少包括检测出位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度。上述预设条件也可以包括检测出位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度、与如下一种或多种条件形成的组合：探头无自检报错、探头有激励触发、探头无损坏、探头与待测介质之间的垂直度达到预设角度。

图1和图2是根据一示例性实施例示出的探头的结构图。图1和图2所示的探头，包括：外壳、超声波换能器8、振动组件、弹性组件、连接电路板14、电路板底座4、位移检测组件、传感器底座2和限位组件。

在以下说明中，将各结构位于图1和图2所示上方的一端称为上端，将各部件位于图示下方的一端称为下端。

外壳包括本体和密封盖7，其中本体又包括相对设置的第一本体16和第二本体17。

第一本体16和第二本体17可以卡接组成本体。为了提高结构强度及密封效果，如图3中黑色实心箭头所指，第一本体16和第二本体17的卡接边缘具有凹凸卡口结构，第一本体16和第二本体17可以通过该卡口结构进行卡接，例如，第一本体16和第二本体17中的一个具有卡接凹槽，另一个具有与卡接凹槽配合的卡接凸起。

图4给出了探头中的组件与第二本体17的配套示意图，图5给出了第一本体16和第二本体17的配套示意图。第二本体17的内侧壁上具有多个凸出的第一螺丝安装孔171，第一本体16的内侧壁上具有多个凸出的、且与第一螺丝安装孔171位置对应的第二螺丝安装孔161。如图9所示，第一本体16的外侧壁上还具有与第二螺丝安装孔位置对应的通孔162。通过通孔162，可以使用螺丝连接第一螺丝安装孔171和第二螺丝安装孔161，即可以进一步通过螺丝来固定第一本体16和第二本体17。第一壳体外侧壁上通孔162的数量、第一壳体内侧壁上第一螺丝安装孔171的数量以及第二壳体内侧壁上第二螺丝安装孔161的数量相等。

为了对本体内部容置的各部件进行限位和固定，第一本体16和第二本体17的内侧壁上还可以具有对应内部各结构设置的限位结构。

如图6所示，第一本体16和第二本体17组装后，下端具有电缆引出孔，用于引出探头内部的电缆，为了保护电缆不受外界损伤，可以使用电缆套管1插入电缆引出孔，使电缆从电缆套管1内部穿出。

密封盖7位于本体上端，具有供超声波换能器8穿出的露出孔。如图7至图9所示，露出孔的侧壁上具有与超声波换能器8的侧壁结构匹配的凹凸结构，以达到密封效果。进一步，密封盖7可以采用第二弹性材料制成，以实现超声波换能器8与密封盖7的大面积紧密贴合，提高密封效果。第二弹性材料可以是橡胶、乳胶等。进一步，密封盖7中还安装有垫圈9，用于支撑密封盖7，提高密封效果。垫圈9可以是金属材质。

超声波换能器8能够发射超声信号并接收超声回波信号。

振动组件包括同轴的第一定子11和第一动子18。第一动子18的第一端连接超声波换能器8，第一动子18的第二端连接位移检测组件。第一动子18的第一端穿出第一定子11上的第一装配孔，第一动子18的第二端穿出第一定子11上的第二装配孔。可选地，第一定子11可以是磁铁。

如图2所示，第一动子18包括振动杆181和驱动部件182，驱动部件182设置在振动杆181上，该驱动部件182在被触发后，带动振动杆181振动。可选地，该驱动部件182可以是线圈绕组，该线圈绕组可以在接收到触发的电信号后，带动振动杆181振动。当用于触发的电信号传输到该线圈绕组中时，第一动子18开始振动。具体地，第一动子18沿其所在轴线进行往复运动，以产生剪切波。关于该电信号，将在下文中详细解释。

弹性组件包括弹片12、第一弹片固定件5和第二弹片固定件13。

弹片12上具有供第一动子18穿出的固定孔，该固定孔可以位于弹片12的中心。当弹片12为圆形时，该固定孔的中心与弹片12的圆心重合。弹片12可以使用合金(如铍铜)等具备良好弹性特性的金属材料制成，也可以使用电木等具备良好弹性特性的树脂材料制成。

第一弹片固定件5上具有供第一动子18穿过的第一通孔，第一弹片固定件5固定于第一定子11的下端。第二弹片固定件13上具有供第一动子18与位移检测组件连接处穿过的第二通孔，第二弹片固定件13通过弹片12与第一弹片固定件5装配。

第一弹片固定件5和第二弹片固定件13分别固定并对接之后，将弹片12卡紧在第一弹片固定件5和第二弹片固定件13之间。

为了改善弹片12的弹力特性、保证其阻力稳定，可以将弹片12设置为镂空结构，并且可以进一步在弹片12靠近第一弹片固定件5的第一侧面和靠近第二弹片固定件13的第二侧面中的至少一个侧面，涂覆第一弹性材料，例如不干胶等。当然在满足应用需要时，也可以不涂覆上述第一弹性材料。

电路板底座4固定于第二弹片固定件13下端，连接电路板14固定于电路板底座4下端。为了降低探头内部结构的复杂程度，连接电路板14上具有用于电连接的插接件，探头内部各电气部件和电缆通过该插接件进行连接。

位移检测组件包括同轴的第二定子15和第二动子3。其中，第二动子3的上端与第一动子18的第二端连接，具体为第二动子3的上端具有凹陷结构，第一动子18的第二端插入该凹陷结构实现连接。如果第一动子18为中空结构，则超声波换能器8的电缆可以通过该中空结构从第一动子18中穿出，此时第一动子18和第二动子3的连接处可以预留缺口，以便于超声波换能器8的电缆引出。第二定子15通过传感器底座2固定于连接电路板14下端，其中传感器底座2固定于连接电路板下端、并通过安装孔与第二弹片固定件13安装在一起，传感器底座2具有容置位移检测组件的内部空间。第二定子15与第二动子3可以封装在一起，第二定子15也可以与第二动子3不封装在一起，为两个相互独立，并不接触的两个部件，也即为非接触式。无论第二定子15和第二动子3是否封装在一起，第二动子3均可相对于第二定子15产生相对位移，当第二动子3相对于第二定子15产生相对位移时，第二定子15检测位移量。依据检测原理的不同分类，第二定子15可以基于电阻变化、电磁感应变化等任一方式来检测第二动子3的位移量。可选的，第二定子15中可以设置有检测电路，通过该检测电路来检测第二动子3的位移。第二定子15检测到第二动子3的位移后，将其转换成电信号数据传输至负责将位移数据转换成压力数据的转换部件，该转换部件可以位于探头中，也可以位于与探头连接的主机中。

限位组件固定于第一定子11的上端，用于对第一动子18进行限位，限制第一动子18沿轴向运动，不发生偏移。

限位组件包括：与第一动子18同轴的直线轴承10和限位件6。限位件6的两端开口、内部中空。限位件6的下端固定于第一定子11的上端。直线轴承10容置于限位件6内部，第一动子18穿过直线轴承10的限位孔与超声波换能器8连接。

以上图1和图2所示的示例性实施例中，探头内部各结构可以根据实际情况减少某一种或某几种，或者使用其他变型，这里不做限定。

在一示例性实施例中，当位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时，触发产生电信号，如正弦波脉冲电信号，该正弦波脉冲电信号传输至振动组件，由振动组件通过振动转换为相同频率的剪切波，该剪切波经振动组件传输至超声波换能器，从而引起被测器官的振动。

为实现上述功能，作为一种可选的实施方式，探头中可具有一个触发部件，该触发部件分别与位移检测组件和振动组件连接，用于在确定位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时，产生上述正弦波脉冲电信号，该正弦波脉冲电信号可以作为触发振动的指示信号。进一步，当探头外表面具有显示屏和触发按钮时，上述触发部件可以在位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时先通过显示屏发出设定显示信号，如果触发按钮被触发，此时再产生上述正弦波脉冲电信号。

在一示例性实施例中，提供了一种检测设备，该检测设备包括探头，该探头可以具有前文所述任一实施例中的结构。进一步，检测设备还可以包括主机，探头可以通过有线方式(如电缆)或通过无线方式与主机连接，在检测到位移后将位移数据传输至上述主机，上述主机用于在确定位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时，产生正弦波脉冲电信号，该正弦波脉冲电信号可以作为触发振动的触发信号，振动组件在接收到该正弦波脉冲信号后，进行振动以产生剪切波。如主机外表面具有显示屏和触发按钮或脚踏板，上述主机可以在位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时先通过显示屏发出设定显示信号，如果触发按钮或脚踏板被触发，此时再产生上述正弦波脉冲电信号。

为实现上述触发信号的发送，主机中可以包括触发部件，该触发部件可以通过电缆分别与探头中的位移检测组件和振动组件连接，在确定位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度时，产生上述正弦波脉冲信号、并传输至探头中的振动组件。进一步，触发部件在确定位移检测组件检测到的位移值是否满足预设范围时，可以依据预设的压力与位移的对应关系、以及位移检测组件的检测结果来确定。上述压力与位移的对应关系，可以预先存储在触发部件中，以保证触发部件直接获取进而快速处理，也可以预先存储在主机的处理器中，以节省触发部件的存储空间。

在上述检测设备中，也可以设置为触发部件在确定满足预设条件时，触发振动组件振动，上述预设条件可以至少包括位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度，也可以包括位移检测组件检测到的位移值满足预设范围、以及超声回波信号强度达到预设强度、与如下一种或多种条件形成的组合：探头无自检报错、探头有激励触发、探头无损坏、探头与待测介质之间的垂直度达到预设角度。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。