DD276193A1

DD276193A1 - Transformationsschicht fuer ultraschallwandler

Info

Publication number: DD276193A1
Application number: DD88320431A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joachim Muench; Hans Schroeder; Helmut Kassner; Klaus-Peter Richter; Rudi Danz; Detlef Geiss; Wolfgang Kuenstler
Original assignee: Tur Hermann Matern Werk Ultras
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1990-02-14
Also published as: DD276193B5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anpassschicht zur Transformation von Ultraschallsignalen, die in Wandleranordnungen in der technischen und medizinischen Ultraschalldiagnostik eingesetzt wird. Die erfindungsgemäîe Aufgabenstellung besteht darin, durch Veränderung der (gamma/4)-Transformationsschicht eine bestimmte Empfangscharakteristik zu erzeugen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Transformationsschicht aus mehreren Schichten aufgebaut ist. Auf eine modifizierte Kunststoffschicht wird nacheinander eine erste Metallschicht und eine zweite Metallschicht und eine PVDF-Schicht aufgebracht. Die PVDF-Schicht ist auf ihrer Vor- und Rückseite mit einer Kontaktschicht aus Aluminium versehen. Zum Erreichen einer Transformationsschichtdicke von genau gamma/4 sind die Schichtdicken von PVDF und Kunststoff variabel. Figur{Transformationsschicht, Ultraschallwandler, modifiziert, Kunststoffschicht, flächenhafte Kontaktierung, Ultraschallkeramik}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Transformationsschicht zur Transformation von Ultraschallsignalen, wie sie in Wandleranordnungen in der technischen und medizinischen Ultraschalldiagnostik eioqesetzt wird. Die Wandleranordnung dient zur Erzeugung und Ableitung von Echosignalen, welche einb Auswerteelektronik zugeführt werden. Entsprechend dem Aufbau der Wandleranordnung, ist die Anpaßschlicht für den Einsatz in der bildgebenden und spektroskopischen Ultraschalldiagnostik vorgesehen.

Charakteristik des Standes der Technik

Die Effektivität und die Genauigkeit von Ultraschallwandleranordnungen, wie sie zur Messung und Prüfung in der technischen und medizinischen Ultraschalldiagnostik eingesetzt werden, hängen wesentlich vom Vorhandensein und Aufbau der (^ΧΛ)· Transformationsschicht ab. Sie beeinflußt alle akustisch relevanten Eigenschaften, wie beispielsweise Empfindlichkeit, Auflösungsvermögen und Bandbreite.

Es ist bekannt, daß Transformationsschichten au > Epoxidharz auf Ultraschallkeramiken aufgegossen werden und nach dem Aushärten auf eine Dicke von {* /*) abgearbeitet werden. Auch werden Kunststoff als Transformationsschichten benutzt. Des weiteren werden (V<)-Transformationeschichten aus PVDF benutzt. Dies ist in der Patentschrift DE 3309236 beschrieben. Spezifische Materialeigenschaften von PVDF gestatten oinzelne (^XA)-Schichten nur für sehr hohe Frequenzen, die nicht im diagnostisch relevanten Frequenzbereich liegen. Im interessanten Bereich ist die Transformationsschicht so dick, daß die PVDF-Schicht erheblich an Empfindlichkeit verliert und somit die positiven Eigenschaften von PVDF einbüßt. Um die notwendige Decke des PVDF als Transformationsschicht von größer als etwa 0,1 mm nutzen zu können, ist eine polarisierungsrichtige Zusamm&nführung einzelner Schichten notwendig (Platte, M., Dissertation, TH Aachen, 1985). Der technologische Aufwand dazu ist unvertretbar hoch.

In den Beschreibungen befindet ich zudem die PVDF-Folie jeweils an der dem Medium zugewandten Oberfläche der Wandleranordnung. Berücksichtigt man die hohe mechanische, thermische und chemische Sensibilität von PVDF, so ist eine Schutzschicht zwingend notwendig.

Ziel der Erfindung

Es besteht das Ziel, die Signalgewinnung bei Ultraschalldiagnostik-Geräten, insbesondere bei Schnittbildgeräten drastisch zu verbessern und damit die Aussegesicherheit der Diagnose zu orhöhen.

Wesen der Erfindung

Es besteht die Aufgabe, durch Veränderung der (VO-Transformationsschicht insbesondere die Empfangscharakteristik der Ultraschallwandleranordnung dem konkreten Untersuchungszweck anzupassen und zu verbessern.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine (V«)-Tr jnsformationsschicht aufgebaut wird, die zunächst aus einer modifizierten Kunststoffschicht besteht.

Hierauf wird eriindungsgemäß eine wesentlich dünnere Metallschicht, vorzugsweise Chrom oder Aluminium und eine weitere Metallschicht, vorzugsweise Silber oder Kupfer aufgebracht. Gemäß der Erfindung wird abschließend eine mil Aluminium oder Silber kontaktierte PVDF-Schicht aufgetragen. Die PVDF-Schicht dient al» Empfangsteil der Ultraschallwendleranordnung. Die erfindungsgemäße AnpaP chicht wird mit der Ultraschallwandlerönürdnung so verbunden, daß die PVDF'Schicht der Piezokeramik zugewandt ist.

Die Realisierung der Gesamtdicke auf (^XA) erfolgt durch unterschiedliche Schichtdicken von Kunststoff und PVDF-Folie.

Es liegt jetzt eine (V4)-Transformationsschicht vor, mit der gleichzeitig die optimale Transformation der Sendeimpulse zum zu untersuchenden Medium und der Empfang der Signale aus diesem möglich ist. Die Anpaßschicht ermöglicht die Ableitung von Empfangssignalen hoher Empfindlichkeit und optimaler Auflösung.

Die im allgemeinen mechanisch und thermisch sehr sensible PVDF-Schicht erhält in diecer Anordnung eine wirksame Schutzschicht, welche dia akustischen Eigenschaften nicht stör9nd beeinflußt.

Damit vereinigen sich in der (V^-Transformationsschicht sowohl die Funktion als Anpaßschicht als auch dor Empfangsschicht optimal.

Autführungsbelsplel Die Erfindung soll nachfolgend ar\ einem Ausfühlungsbeispiel erläutert werden. Die Figur zeigt den Aufbau eine^r kompletten Wandleranordnung ohne Gehäuse. Eine Piezokeramik (1), deren Dicke entsprechend der gewünschten Frequenz gewählt wird,

ist rückseitig mit einem Dämpfungskörper (2) verklebt. Auf die vordere Seite der Piezokeramik (1) ist eine Anpaßschicht (3) miteiner Gesamtdicke von (V<) aufgebracht.

Die Transformationsschicht (3) besteht aus einer PVDF-Schicht (4), die auf ihrer Vor- und Rückseite eine aus Aluminium

bestehende Kontaktschicht (5) besitzt und einer Kunststoffschicht (6).

Zwischen der Kunststoffschicht (6) und der PVDF-Schicht (4) ist eine dünne Silberschicht (7) und oine wesentlich dünnere Chromschicht (8) eingebracht. Die Schichtdicke des PVDEF und des Kunststoffes ist so variierbar, daß in jedem Fall in Abhängigkeit von der Frequenz der Piezokeramik (1), die Gesamtdicke der Transformationsschicht (3) ^λΛ beträgt.

Claims

1. Transformationsschicht für Ultraschallwandler mit einer Gesamtdicke von (V4), dadurch gekennzeichnet, daß auf eine modifizierte Kunststoffschicht nacheinander eine erste Metallschicht vorzugsweise aus Chrom oder Aluminium, eine zweite Metallschicht vorzugsweise aus Silber oder Kupfer und eine PVDF-Schicht mit beidseitiger, f'ächenhafter Kontaktierung aus Aluminium oder Silber aufgebracht werden, wobei die PVDF-Folie der Ultraschallkeramik zugewandt ist.

2. Transformationsschicht nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschichten gegenüber der Kunststoff- und der PVDF-Schicht eine wesentlich geringere Schichtdicke aufweisen.