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本发明公开一种用于复杂结构检测的半球形全向型超声换能器与制备方法。该超声换能器包括：壳体和本体，本体上依次设置背衬层、内部电极、半球形压电元件、外部电极和环氧树脂膜。其中背衬层吸收换能器背面无用的超声能量；半球形压电元件的凹面设有内部电极，半球形压电元件的凸面设有外部电极；连接内部电极和外部电极的导线嵌入本体内部，并经由导线管连接到外部；外部电极采用环氧树脂膜包裹，起密封防水和声阻抗匹配作用；半球形压电元件具有预设的压电层厚度、球面半径和球面半张角。本发明的超声换能器能够以自发自收方式工作，并且沿不同径向具有相同的发射和接收灵敏度，无需根据被检复杂结构表面轮廓连续调整换能器位姿和扫描方向。

1.一种用于复杂结构检测的半球形全向型超声换能器，包括：壳体和本体，本体上依次设置背衬层、内部电极、半球形压电元件、外部电极和环氧树脂膜，其中，背衬层用于吸收换能器背面无用的超声能量；半球形压电元件的凹面设有内部电极，半球形压电元件的凸面设有外部电极；连接内部电极和外部电极的导线嵌入本体内部，并经由导线管连接到外部；外部电极采用环氧树脂膜包裹，用于密封防水和声阻抗匹配；半球形压电元件具有预设的压电层厚度、球面半径和球面半张角。 2.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述半球形压电元件是一体成型的半球形1-3型压电复合材料。 3.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述背衬层采用钨粉制成。 4.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述内部电极和所述外部电极通过导电环氧树脂电连接到导线上，该导线经由所述本体一端的空心导线管连接到外部。 5.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述壳体是圆柱形铝壳。

实验结果证实，本项目所设计的换能器不仅具有良好的半球形全向波束图，而且能够在MHz频率下工作，因此能够满足复杂形状结构的超声波检测要求。除此之外，本领域技术人员可对上述实施例进行适当的改变或变型。例如，内部电极、外部电极、壳体和背衬层也可采用其他的材料制备。压电元件可采用其他的复合材料，只要其设计为半球形结构，具有全向型声场，即可实现本项目成果的效果

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本项目公开了一种用于工业领域中复杂形状结构检测的MHz频率的半球形全向型超声换能器，能够以相同的灵敏度全向发射和接收超声波，无需调整换能器姿态，而且一次线性扫描即可完成复杂形状结构全覆盖的、有效的扫描检测，获取完整的超声回波信号。首先，换能器发射的声场是全向型的，即能够在各个方向以相同的灵敏度发射和接收超声波。这种全向特征确保始终存在垂直于表面传播的超声波，而无需调整换能器的姿态和位置。此外，在预先没有CAD模型的情况下，超声波检测可以通过使用简单的线性扫描路径来实现，而不是传统方法中沿表面轮廓连续变化的复杂路径。

优先进行技术服务，具体价格可以详谈，希望尽快完成技术成果推广。