技术特征：
1.一种超声装置，包括：有源声学元件，被配置为当向其施加电驱动信号时产生超声能量，所述有源声学元件具有向远端方向发射超声能量的远端表面和相对的近端表面；导电构件，与所述有源声学元件接触，用于将所述电驱动信号传递到所述有源声学元件并用于传导来自所述有源声学元件的热量，所述导电构件从所述有源声学元件延伸超出所述近端表面，使得所述有源声学元件的所述近端表面的至少部分不与所述导电构件接触，其中所述导电构件能连接到驱动电子装置，用于通过所述导电构件将所述电驱动信号传递到所述有源声学元件；以及热交换器，在空间上从所述近端表面向近端方向偏移，所述热交换器接触所述导电构件的位于所述近端表面之外的部分，以在通过所述导电构件向所述有源声学元件传递电驱动信号的同时通过所述导电构件去除来自所述有源声学元件的热量。2.根据权利要求1所述的超声装置，其中，所述近端表面的不与所述导电构件接触的区域也不与液体或固体接触，从而有利于在所述近端表面的所述部分处反射超声能量。3.根据权利要求1所述的超声装置，其中，所述近端表面与所述热交换器之间具有间隙，从而有利于在所述近端表面的所述部分处反射超声能量，其中所述导电构件延伸跨过所述间隙以接触所述热交换器。4.根据权利要求3所述的超声装置，其中，所述间隙是气隙。5.根据权利要求3所述的超声装置，其中，所述间隙填充有除空气之外的气体。6.根据权利要求1至4中任一项所述的超声装置，其中，所述近端表面包括信号电极，其中所述导电构件的远端接触所述信号电极。7.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件的所述远端在表面积比所述近端表面的总表面积的10％小的子区域内接触所述近端表面。8.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件的所述远端在表面积比小于所述近端表面的总表面积的5％小的子区域内接触所述近端表面。9.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件的所述远端在表面积比所述近端表面的总表面积的2％小的子区域内接触所述近端表面。10.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述热交换器接触的部分中的所述导电构件的截面面积大于所述导电构件在所述远端处的所述导电构件的截面面积。11.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述热交换器接触的部分中的所述导电构件的截面面积小于所述导电构件在所述远端处的所述导电构件的截面面积。12.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述热交换器接触的部分中的所述导电构件的截面面积是可变的，并且大于和/或小于所述导电构件在所述远端处的所述导电构件的截面面积。13.根据权利要求6所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述热交换器接触的部分中的所述导电构件的截面区域是不均匀的、不对称的、粗糙的，或者具有延伸部分或其他结构、形状、表面图案、或微结构，以增强热传递。14.根据权利要求1至13中任一项所述的超声装置，其中，所述近端表面的不与所述导
电构件接触的部分接触具有如下声阻抗的材料：所述声阻抗被选择为使得在所述近端表面的所述部分处至少50％的后向传播的超声能量被反射。15.根据权利要求1至13中任一项所述的超声装置，其中，所述近端表面的不与所述导电构件接触的部分接触具有如下声阻抗的材料，所述声阻抗被选择为与所述有源声学元件的声阻抗相匹配，使得在所述近端表面的所述部分处后向传播的超声能量被抑制。16.根据权利要求1至13中任一项所述的超声装置，其中，所述近端表面的不与所述导电构件接触的部分接触具有如下声阻抗的材料，所述声阻抗被选择为使得在所述近端表面的所述部分处小于10％的后向传播的超声能量被反射。17.根据权利要求14至16中任一项所述的超声装置，其中，所述导电构件从所述近端表面延伸并且穿过所述材料与所述热交换器接触。18.根据权利要求14至16中任一项所述的超声装置，其中，所述材料接触所述热交换器，以利于去除通过所述材料传导的热量。19.根据权利要求14至16中任一项所述的超声装置，其中，所述材料是声衰减的。20.根据权利要求1至19中任一项所述的超声装置，其中，所述导电构件的远端区域接触所述有源声学元件的电极。21.根据权利要求1至19中任一项所述的超声装置，其中，所述导电构件的远端区域形成所述有源声学元件的电极。22.根据权利要求1至21中任一项所述的超声装置，其中，所述热交换器包括电绝缘流体，所述电绝缘流体接触所述导电构件的所述部分以去除通过所述导电构件传导的热量，而不接触所述有源声学元件。23.根据权利要求22所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述电绝缘流体接触的部分包括圆柱形段。24.根据权利要求22所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述电绝缘流体接触的部分包括平面翅片。25.根据权利要求22所述的超声装置，其中，所述导电构件与所述电绝缘流体接触的部分包括延伸跨过所述热交换器的细长段，所述细长段具有一个或多个从中横向延伸的横向构件。26.根据权利要求22至25中任一项所述的超声装置，还包括泵，所述泵被配置为使所述电绝缘流体流过所述热交换器。27.根据权利要求22至26中任一项所述的超声装置，其中，所述热交换器是第一热交换器，所述超声装置还包括位于所述远端表面的远端上的第二热交换器，所述第二热交换器与所述有源声学元件热连通，使得在所述有源声学元件内产生的热量由所述第一热交换器在所述有源声学元件的近端上去除，并且由所述第二热交换器在所述有源声学元件的远端上去除。28.根据权利要求22所述的超声装置，其中，所述热交换器包括热电冷却器。29.根据权利要求1至19中任一项所述的超声装置，其中，所述有源声学元件是包括多个压电层的横向模式有源声学元件，所述多个压电层之间设置有电极以向所述远端方向激发横向模式超声发射。30.根据权利要求29所述的超声装置，其中，所述导电构件的远端区域形成所述横向模
式有源声学元件的电极。31.根据权利要求1至30中任一项所述的超声装置，还包括位于所述热交换器的近端上的印刷电路板，其中，所述导电构件延伸超出所述热交换器并连接到所述印刷电路板，用于传递所述电驱动信号。32.根据权利要求1至31中任一项所述的超声装置，其中，所述导电构件包括与所述有源声学元件接触的第一段，以及与所述热交换器接触的第二段，其中所述第一段可拆卸地连接到所述第二段以利于对所述超声装置进行模块化组装。33.根据权利要求32所述的超声装置，其中，所述第一段的截面直径小于所述第二段的截面直径。34.根据权利要求32或33所述的超声装置，其中，所述第一段和所述第二段中的一个包括用于容纳所述第一段和所述第二段中的另一个的插口。35.根据权利要求32至34中任一项所述的超声装置，还包括壳体，所述壳体被配置为支撑所述有源声学元件和所述导电构件的所述第一段。36.根据权利要求1至35中任一项所述的超声装置，其中，所述导电构件是第一导电构件，所述超声装置还包括第二导电构件；所述第二导电构件从所述有源声学元件延伸超出所述近端表面，使得所述有源声学元件的所述近端表面的至少部分不与所述第二导电构件接触，其中所述第二导电构件可连接到驱动电子装置，以通过所述第二导电构件将电驱动信号传递到所述有源声学元件。37.根据权利要求36所述的超声装置，其中，所述第一导电构件和所述第二导电构件接触所述近端表面的不同区域。38.根据权利要求36所述的超声装置，其中，所述第二导电构件接触所述有源声学元件的接地电极。39.根据权利要求1至21中任一项所述的超声装置，其中，所述有源声学元件是第一有源声学元件，并且所述导电构件是第一导电构件，所述超声装置还包括一个或多个额外声学有源元件，每个额外声学有源元件具有从中延伸超出其相应近端表面的相应额外导电构件，使得每个额外导电构件的部分接触所述热交换器，所述第一有源声学元件和所述额外声学有源元件限定一组有源声学元件，并且所述第一导电构件和所述额外导电构件限定一组导电构件，其中所述一组有源声学元件和所述一组导电构件被在空间上布置以形成超声阵列。40.根据权利要求39所述的超声装置，其中，所述热交换器包括电绝缘流体，所述电绝缘流体接触每个导电构件的所述部分，以去除通过所述导电构件传导的热量。41.根据权利要求40所述的超声装置，还包括位于所述热交换器内的绝缘间隔件，所述绝缘间隔件被配置为防止所述导电构件之间接触。42.根据权利要求39所述的超声装置，还包括被配置为支撑所述一组有源声学元件的壳体。43.根据权利要求42所述的超声装置，其中，所述一组导电构件中的每个导电构件包括接触相应的有源声学元件的第一段和接触所述热交换器的第二段，其中每个第一段由所述壳体支撑；其中，所述壳体、所述一组有源声学元件和所述一组第一段形成阵列模块；以及
其中，所述一组第二段形成由所述热交换器支撑的冷却阵列；以及其中，每个第一段能拆卸地连接到相应的第二段，使得所述阵列模块能从所述冷却阵列中拆卸，以利于对所述超声装置与所述热交换器进行模块化组装。44.根据权利要求43所述的超声装置，其中，所述第一段的截面直径小于所述第二段的截面直径。45.根据权利要求43或44所述的超声装置，其中，所述第一段和所述第二段中的一个包括用于容纳所述第一段和所述第二段中的另一个的插口。46.根据权利要求43所述的超声装置，其中，所述阵列模块是第一阵列模块，并且所述冷却阵列是第一冷却阵列，所述超声装置还包括一个或多个额外阵列模块和一个或多个相应的冷却阵列。47.根据权利要求46所述的超声装置，其中，每个阵列模块通过相应的冷却阵列连接到相应的电路板，以及其中，每个电路板连接到每-模块专用的驱动电子装置。48.一种超声装置，包括：有源声学元件，被配置为当向其施加电驱动信号时产生超声能量，所述有源声学元件具有向远端方向发射超声能量的远端表面和相对的近端表面；导电构件，与所述有源声学元件接触，用于将所述电驱动信号传递到所述有源声学元件并用于传导来自所述有源声学元件的热量，所述导电构件从所述有源声学元件延伸超出所述近端表面，使得所述有源声学元件的所述近端表面的至少部分不与所述导电构件接触；电路板，在空间上从所述近端表面向近端方向偏移，其中所述导电构件的近端与所述电路板电接触，以将所述电驱动信号传递到所述有源声学元件；以及热交换器，与所述电路板热接触，用于去除通过所述导电构件和通过所述电路板传导的热量。49.一种横向模式超声换能器，包括：压电叠层，包括两个或更多个压电层，其中所述两个或更多个压电层沿着第一方向堆叠；多个电极，所述多个电极包括：一对外部电极，形成在所述压电叠层的相应外表面上，以及一组内部电极，每个内部电极位于所述压电叠层的相邻压电层之间；第一公共电极，与所述多个电极中的第一子组电连通；以及第二公共电极，与所述多个电极中的第二子组电连通；选择所述多个电极中的所述第一子组和所述多个电极中的所述第二子组，使得当以与所述压电叠层的横向模式耦合谐振相关联的频率在所述第一公共电极与所述第二公共电极之间施加驱动信号时：在所述压电叠层的相邻压电层之间以相反方向施加所述驱动信号；以及横向模式耦合使得所述压电叠层沿着垂直于所述第一方向的第二方向进行机械响应，从而沿着所述第二方向产生超声发射；其中，所述第一公共电极至少部分地位于所述压电叠层的远端表面上，所述远端表面垂直于所述第二方向，并且其中，所述第二公共电极至少部分地位于与所述远端表面相对
的近端表面上；其中，电极的所述第二子组的每个内部电极通过相应的电绝缘通道与所述第一公共电极电隔离，所述电绝缘通道位于所述远端表面的近端并且从所述远端表面向近端方向延伸；以及其中，电极的所述第一子组的每个内部电极通过相应的电绝缘通道与所述第二公共电极电隔离，所述电绝缘通道位于所述近端表面的近端并且从所述近端表面向远端方向延伸。50.一种超声装置，包括：壳体；由所述壳体支撑的有源声学元件阵列，每个有源声学元件具有相应的远端超声发射表面和相应的近端表面；第一导电构件的第一阵列，被支撑为使得每个有源声学元件与用于向每个有源声学元件提供电驱动信号的相应第一导电构件电连通，并且其中，每个第一导电构件向近端方向延伸超出与其连接的相应有源声学元件的相应近端表面；热交换器；以及第二导电构件的第二阵列，由所述热交换器支撑并与所述热交换器热接触；其中，所述第一导电构件的第一阵列能连接到所述第二导电构件的第二阵列，用于通过将热量从所述有源声学元件阵列通过所述第一导电构件的第一阵列和所述第二导电构件的第二阵列传导到所述热交换器来利用所述热交换器冷却所述有源声学元件阵列；以及其中，所述第二导电构件的第二阵列延伸穿过所述热交换器并能连接到驱动电子装置，用于在向所述有源声学元件阵列传递电驱动信号的同时冷却所述有源声学元件阵列。
技术总结
本申请公开了超声装置和系统，其中对超声换能器的有源声学元件的冷却经由延伸超出有源声学元件的近端以接触热交换器的导电构件来实现。导电构件在向有源声学元件传递电驱动信号的同时将热量传导到热交换器。有源声学元件的近端表面的不与导电构件接触的区域也可以不与液体或固体接触，从而有利于超声能量的反射。热交换器可以包括电绝缘流体，该电绝缘流体接触导电构件以去除通过导电构件传导的热量。有源声学元件可以是多层横向模式元件，并且导电构件可以形成横向模式元件的电极。并且导电构件可以形成横向模式元件的电极。并且导电构件可以形成横向模式元件的电极。
技术研发人员：本杰明
受保护的技术使用者：新宁研究院
技术研发日：2020.10.07
技术公布日：2022/5/31