專利名稱：醫(yī)用超聲換能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，涉及一種可用于外科手術(shù)器械的超聲換能 裝置，具體而言，是一種穩(wěn)定性好、可靠性高、轉(zhuǎn)換效率高的醫(yī)用超聲換能裝 置。
背景技術(shù)：
超聲換能裝置在醫(yī)療方面特別是外科手術(shù)中已有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用，通常包含一 個可以將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動能的夾心式超聲換能器，以及一個將振動傳遞到 末端作用器的超聲波導(dǎo)管。
如圖l所示，現(xiàn)有的超聲換能裝置包含產(chǎn)生超聲波的超聲換能器部件(M) 和傳導(dǎo)超聲波的傳導(dǎo)部件(N)(或工作部件)。傳導(dǎo)部件又包含安裝固定裝置27、 超聲波導(dǎo)管30和末端作用器31。
超聲換能器部件可以將外部激勵源輸入的高頻交流形式的電能轉(zhuǎn)換為縱向 為主的機(jī)械振動能并傳至末端作用器31，實(shí)現(xiàn)需要的功能。其結(jié)構(gòu)包含應(yīng)力螺 釘21、換能元件23、共振前腔22、正極電極片24、共振后腔25和負(fù)極電極片 26、聯(lián)接螺釘28、變幅桿29等。其中換能元件23是其核心部件， 一般為壓電 陶瓷材料或磁致伸縮材料，采用并聯(lián)的方式，通常根據(jù)需要選擇偶數(shù)個，該部 件的性能和參數(shù)與外部壓力及溫度密切相關(guān)，壓力不均勻會導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化效率下 降，從而作為無用功的發(fā)熱量會提高，溫度變化會導(dǎo)致該元件的某些參數(shù)發(fā)生 變化，特別是當(dāng)溫度超過其居里點(diǎn)時(約300攝氏度)，其性能將完全消失。同 時，該部件在工作時，會產(chǎn)生一定的熱量，熱量的大小和工作時的功率及工作 時間成正比，若受力不均，發(fā)熱量將急劇上升。
因該超聲換能器裝置通常是在大中功率下使用，其有配套的激勵源。對夾 心式超聲換能器而言，若結(jié)構(gòu)不合理，會導(dǎo)致?lián)Q能元件23表面受力不均，降低其能量轉(zhuǎn)換效率，并容易導(dǎo)致?lián)Q能裝置局部產(chǎn)生過高熱量，從而使其參數(shù)發(fā)生 大的變化，與激勵源失配，進(jìn)而影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，無法保證使 用過程的安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種醫(yī)用超聲換能裝置，采用增加一特制彈性 墊圈，通過其變形，使換能元件的受力均勻，提高換能裝置的轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而 達(dá)到減少換能裝置因受力不均所導(dǎo)致的發(fā)熱，從而提高換能裝置的穩(wěn)定性、高 效性和可靠性。
為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型的解決方案是
一種超聲換能裝置，其組成包括螺釘、共振前腔、換能元件、電極片、共 振后腔，還有特制的彈性墊圈，該彈性墊圈裝配在螺釘與共振前腔之間。
進(jìn)一步，該墊圈中心有一圓孔，其孔徑大于螺釘螺桿的外徑，小于或等于 共振前腔及換能元件的內(nèi)徑，以供螺釘穿過。
該墊圈的外徑小于或等于共振前腔的外徑。
該墊圈為彈性墊圈。
該彈性墊圈為碟片狀，為圓形、錐形、周向開缺口型或中間開槽型。 該墊圈材料一般為高強(qiáng)度有一定彈性的金屬材料。
具體而言，在本實(shí)用新型中，換能元件產(chǎn)生的縱向高頻機(jī)械振動通過固定 裝置和超聲波導(dǎo)管向遠(yuǎn)端傳遞，直至末端作用器，實(shí)現(xiàn)需要的功能。 一個螺釘 依次穿過特制的碟片形彈性墊圈、共振前腔、電極片、換能元件等的中心圓孔， 在一定的外力作用下，通過螺紋聯(lián)接在共振后腔的螺孔上。因所添加的碟片形 彈性墊圈具有一定的彈性，通過其變形，調(diào)節(jié)換能元件的受力分布，使其均勻 化，從而減少換能元件因受力不均勻所產(chǎn)生的熱量，達(dá)到提高換能裝置的穩(wěn)定 性、可靠性及轉(zhuǎn)化效率的目的。
由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具備以下有益效果本實(shí)用新型通 過在螺釘和共振前腔之間加入一個彈性墊圈，使換能元件上所加預(yù)應(yīng)力均勻分 布，減少換能元件的發(fā)熱量，提高了裝置的穩(wěn)定性、可靠行及轉(zhuǎn)化效率，延長了其使用壽命，保證了使用過程的安全性。

圖1為傳統(tǒng)的超聲換能裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖4為圓環(huán)形彈性墊圈結(jié)構(gòu)示意圖5為四周開口的彈性墊圈結(jié)構(gòu)示意圖6為錐形彈性墊圈結(jié)構(gòu)示意圖7為中間開槽彈性墊圈結(jié)構(gòu)示意l應(yīng)力螺釘 2碟片形彈性墊圈 3共振前腔 4換能元件
5正極電極片 6共振后腔 7負(fù)極電極片 8固定裝置
9聯(lián)接螺釘 IO變幅桿 ll超聲波導(dǎo)管 12末端作用器
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 本實(shí)用新型包含一個能將激勵源提供的高頻電信號轉(zhuǎn)化成相同頻率的機(jī)械 振動的超聲換能器，該換能器由若干個壓電陶瓷片通過正負(fù)電極片以并聯(lián)的方 式堆疊起來；用來傳遞和接收超聲波的波導(dǎo)管，部分區(qū)域通常具有超聲放大作 用；帶有螺紋和頭部的螺絲；以及一個在壓力下能變形的彈性墊圈，形狀根據(jù) 需要可以為圓環(huán)形、錐形等，也可以中間開槽等。
如圖3所示，在本實(shí)用新型中，在正、負(fù)兩極交替變換的電極片5、 7之間 有堆疊的換能元件4 (壓電材料或磁致伸縮材料)，數(shù)量根據(jù)需要通常選擇偶數(shù) 個，且采用并聯(lián)方式連接；前端有用來傳遞超聲振動的固定裝置8;采用在螺釘 l和共振前腔3之間放置一個碟片形彈性墊圈2，中間帶一圓孔，其孔徑在螺釘 l的螺紋外徑和共振前腔3 (或者換能元件4)內(nèi)徑之間，便于螺釘l穿過，其 凸面與螺釘1頭部緊貼，凹面與共振前腔3的左端面緊貼。螺釘1依次穿過碟 片形彈性墊圈2、共振前腔3、電極片(由正極電極片5和負(fù)極電極片7組成)、換能元件4的中心孔，螺釘1通過螺紋聯(lián)接在共振后腔6左端面螺孔上。
在本實(shí)用新型中，通過碟片形彈性墊圈2的彈性變形，調(diào)節(jié)換能元件4受 力分布，使其均勻化，從而提高了換能裝置的轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而減少了壓電元件4 因受力不均勻而產(chǎn)生的熱量，提高了換能裝置的穩(wěn)定性和可靠性，延長其使用 壽命，保證使用過程的安全性。
在本實(shí)用新型中，碟片形彈性墊圈2可以根據(jù)需要選擇不同的形狀，通常 為圓形(見圖4)，可以采用各種適當(dāng)?shù)母邚?qiáng)度金屬材料，比如鈦及鈦合金或不 銹鋼等，也可以進(jìn)行周向開缺口 (見圖5)，還可以做成錐形(見圖6)或中間 開槽(見圖7)等，又可以是以上各種的組合，在此不一一羅列。碟片形彈性墊 圈2的內(nèi)徑及外徑大小也可以根據(jù)共振腔及換能元件4的尺寸進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整， 使其匹配從而達(dá)到受力均勻的效果。
上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用 本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修 改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。 因此，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示， 對于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種醫(yī)用超聲換能裝置，其特征在于其包含有墊圈，該墊圈設(shè)置于螺釘與共振前腔之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用超聲換能裝置，其特征在于該墊圈中心設(shè)有 一圓孔，其孔徑大于螺釘螺桿的外徑，小于或等于共振前腔及換能元件的內(nèi)徑。
3、 如權(quán)利要求1所述的醫(yī)用超聲換能裝置，其特征在于該墊圈的外徑小 于或等于共振前腔的外徑。
4、 如權(quán)利要求1-3任一項所述的醫(yī)用超聲換能裝置，其特征在于該墊圈 為彈性墊圈。
5、 如權(quán)利要求4所述的醫(yī)用超聲換能裝置，其特征在于該彈性墊圈為碟 片狀，為圓形、錐形、周向開缺口型或中間開槽型。
6、 如權(quán)利要求4所述的醫(yī)用超聲換能裝置，其特征在于該彈性墊圈為高 強(qiáng)度的彈性金屬材料制成的。
專利摘要本實(shí)用新型一種醫(yī)用超聲換能裝置，其包括特制的墊圈，該墊圈設(shè)置于螺釘與共振前腔之間，其中間設(shè)有圓孔以供螺釘穿過固定。本實(shí)用新型通過采用高強(qiáng)度的彈性金屬材料制成彈性墊圈，使用時通過其變形，使換能元件的受力均勻，減少因此而產(chǎn)生的發(fā)熱，從而提高換能裝置的穩(wěn)定性、高效性和可靠性。
文檔編號A61B17/00GK201227294SQ200820150978
公開日2009年4月29日 申請日期2008年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者尼克·索洛肯, 磊 張, 方云才, 李文華, 炬 汪, 王新建, 陳啟章, 高旭宏 申請人:華外醫(yī)療器械(上海)有限公司