一种医用超声刀的换能器壳体的气密性检测装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及气密性检测技术领域，具体指一种医用超声刀的换能器壳体的气密性检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.现在，超声刀已普遍地应用于临床外科手术治疗，超声刀一般由超声刀发生器、换能器和线缆、带手控开关的手术刀头等组成，激活手术刀头上手控开关使超声刀工作，此时主机输出高频谐振的电信号给换能器，接着换能器将高频振动信号转变成高频机械振动输送给手术刀头，手术刀头将此高频机械放大作用于组织，使组织细胞内的水气化、蛋白氢键断裂、细胞崩解、组织被切开或凝血，从而达到对组织切割和止血的目的。
3.出于节约医疗成本和资源，减轻病患经济压力的考虑，换能器需要反复使用，容易滋生细菌，不利于外科手术的无菌环境。因此，需要对换能器进行严格的杀菌消毒。目前常采用高温蒸汽对换能器进行消毒灭菌，消毒时，换能器外部压力大于其内部压力，外部蒸汽很容易侵入换能器内部，高温蒸汽进入换能器内部降温后凝结成液体，影响换能器的使用寿命。
4.为了避免消毒过程中蒸汽腐蚀换能器，通常需要引入密封结构，具体可参见专利申请号为cn202020609479.x(公布号为cn212392626u)的中国实用新型专利《一种超声换能器穿线密封结构》以及专利申请号为cn202111637346.9(公布号为cn113995476b)的中国发明专利《一种超声刀、超声刀手柄及手柄组件》。
5.如图1和图2所示，换能器密封结构一般包括有换能器壳体10、换能器芯体20、导电环组件30和导线40，换能器芯体20设于换能器壳体10的内部。
6.其中，换能器壳体10至少包括有沿换能器芯体20的轴向依次布置的第一分段壳体101和第二分段壳体102，第一分段壳体101的上部套设在第二分段壳体102的下部外周并进行密封配合；第一分段壳体101的内周壁上向内凸设有第一环形凸台1011，换能器芯体20的外周壁上向外凸设有第二环形凸台201，该第二环形凸台201抵接在上述第一环形凸台1011上并进行密封配合；第一环形凸台1011上开设有穿线孔1012。
7.导电环组件30安装在第一分段壳体101的底部，包括有外导电环301、内导电环302和绝缘密封件303，绝缘密封件303夹设于外导电环301、内导电环302之间，能够提供隔离绝缘和密封作用。
8.导线40的一端连接在内导电环302上，另一端穿过穿线孔1012并伸入到换能器壳体10内部，该导线1012与穿线孔1012通过密封胶密封配合。
9.上述换能器壳体10的漏气通道主要有三个：
10.第一，换能器壳体10内部的气体可依次通过穿线孔1012、导电环组件30和第一分段壳体101之间的连接处外漏；
11.第二，换能器壳体10内部的气体可通过第一分段壳体101和第二分段壳体102之间
的连接处外漏；
12.第三，换能器壳体10内部的气体可通过第一环形凸台1011和第二环形凸台201之间的连接处外漏。
13.为了保证上述密封结构的可靠性，需要对其进行气密性检测，但是现有技术中还未出现适用于上述产品的气密性检测装置。


技术实现要素：

14.本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种检测效率高且耐久性好的医用超声刀的换能器壳体的气密性检测装置。
15.本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述气密性检测装置的检测方法。
16.本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种医用超声刀的换能器壳体的气密性检测装置，所述的换能器壳体内设有换能器芯体，且换能器壳体包括有沿换能器芯体的轴向依次连接的第一分段壳体和第二分段壳体，所述第一分段壳体的内周壁上向内凸设有第一环形凸台，所述换能器芯体的外周壁上向外凸设有第二环形凸台，该第二环形凸台抵接在上述第一环形凸台上；
17.其特征在于：所述的气密性检测装置包括有
18.基座；
19.限位座，相对于所述的基座固定，用于对所述的换能器壳体进行限位；
20.第一活动座，位于所述限位座的下方；
21.第二活动座，位于所述限位座的上方，底部开设有充气槽；
22.第一密封件，相对于所述的限位座固定，该第一密封件的内部形成有充气腔，且第一密封件具有用于包围在换能器壳体外周的第一密封部，该第一密封部能够在充气腔充气的状态下压紧第一分段壳体和第二分段壳体的外周壁进行密封配合；
23.第二密封件，安装在所述第一活动座的顶部，用于抵接在所述第一分段壳体的底部周缘的下方并进行密封配合；
24.第三密封件，安装在所述第二活动座的底部，用于抵接在所述第二分段壳体的顶部周缘的上方并进行密封配合；
25.第一升降机构，安装在所述的基座上，其动力输出端与所述的第一活动座传动连接，用以驱动该第一活动座相对于基座沿竖直方向移动；以及
26.第二升降机构，安装在所述的基座上，其动力输出端与所述的第二活动座传动连接，用以驱动该第二活动座相对于基座沿竖直方向移动。
27.为了方便充气腔的形成以及方便对充气腔充气，所述的第一密封件包括有安装环以及套设在所述安装环内周壁上的密封套，该密封套与安装环之间包围形成有所述的充气腔，所述的安装环上开设有与所述充气腔相贯通的第二充气通道。
28.为了方便安装环在限位座上的安装，所述的第一密封件还包括有环形压板，所述的安装环位于所述的限位座和环形压板之间并通过紧固件与限位座和环形压板相连接；
29.所述的密封套包括有所述的第一密封部、自第一密封部的顶部侧缘向外延伸形成的第二密封部以及自第一密封部的顶部侧缘向外弯折延伸形成的第三密封部，所述的第二
密封部夹设于所述环形压板的底面和安装环的顶面之间，所述的第三密封部夹设于所述安装环的底面和限位座的顶面之间。
30.为了避免密封套在受压状态下脱离安装环，所述安装环的顶壁和底壁上分别开设有沿安装环的周向延伸的第一环形卡槽和第二环形卡槽；
31.所述第二密封部的周缘向下弯折延伸形成有第一凸沿，该第一凸沿卡设在所述的第一环形卡槽中，所述第三密封部的周缘向上弯折延伸形成有第二凸沿，该第二凸沿卡设在所述的第二环形卡槽中。
32.为了避免与换能器芯体发生干涉，所述第一活动座的顶部开设有供所述换能器芯体的底端插入的让位槽。
33.为了方便第二密封件的安装，所述第一活动座的顶部开设有沿所述让位槽的周向延伸的第一环形安装槽，所述的第二密封件为密封圈，该密封圈容置在所述的第一环形安装槽中。
34.为了方便第三密封件的安装，所述第二活动座的底部开设有沿所述充气槽的周向延伸的第二环形安装槽，所述的第三密封件为密封圈，该密封圈容置在所述的第二环形安装槽中。
35.为了方便对换能器壳体进行限位，所述的限位座上贯穿开设有供所述换能器壳体穿设的限位孔，且换能器壳体和限位孔的相对面上设有相互配合的外台阶和内台阶。
36.本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：
37.方案一：一种采用如上述气密性检测装置的检测方法，
38.将所述第一分段壳体和第二分段壳体之间的连接处记为第一检测点；
39.将所述第一环形凸台和第二环形凸台之间的连接处记为第二检测点；
40.其特征在于包括有以下步骤：
41.s1、将待测换能器壳体放置在限位座上进行定位，进入s2；
42.s2、通过第二升降机构驱动第二活动座下降，直到第三密封件抵接在第二分段壳体的顶部周缘的上方，进入s3；
43.s3、向充气槽通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s4，若是，进入s5；
44.s4、判断第一检测点和第二检测点处均未发生漏气，进入s12；
45.s5、通过第一升降机构驱动第一活动座上升，直到第二密封件抵接在第一分段壳体的底部周缘的下方，进入s6；
46.s6、向充气槽通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s7，若是，进入s8；
47.s7、判断第一检测点处并未发生漏气，第二检测点处发生漏气，进入s12；
48.s8、通过第一升降机构驱动第一活动座复位以使第二密封件解除密封作用，向充气腔中通入密封气，第一密封部压紧第一分段壳体和第二分段壳体的外周壁进行密封配合，进入s9；
49.s9、向充气槽通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s10，若是，进入s11；
50.s10、判断第一检测点处发生漏气，第二检测点处并未发生漏气，进入s12；
51.s11、判断第一检测点和第二检测点处均发生漏气，进入s12；
52.s12、结束。
53.方案二：一种采用上述气密性检测装置的检测方法，
54.将所述第一分段壳体和第二分段壳体之间的连接处记为第一检测点；
55.将所述第一环形凸台和第二环形凸台之间的连接处记为第二检测点；
56.其特征在于包括有以下步骤：
57.s1、将待测换能器壳体放置在限位座上进行定位，进入s2；
58.s2、通过第二升降机构驱动第二活动座下降，直到第三密封件抵接在第二分段壳体的顶部周缘的上方，进入s3；
59.s3、向充气槽通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s4，若是，进入s5；
60.s4、判断第一检测点和第二检测点处均未发生漏气，进入s12；
61.s5、向充气腔中通入密封气，第一密封部压紧第一分段壳体和第二分段壳体的外周壁进行密封配合，进入s6；
62.s6、向充气槽通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s7，若是，进入s8；
63.s7、判断第一检测点处发生漏气，第二检测点处并未发生漏气，进入s12；
64.s8、将充气腔放气，以使第一密封部解除密封作用，通过第一升降机构驱动第一活动座上升，直到第二密封件抵接在第一分段壳体的底部周缘的下方，进入s9；
65.s9、向充气槽通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s10，若是，进入s11；
66.s10、判断第一检测点处并未发生漏气，第二检测点处发生漏气，进入s12；
67.s11、判断第一检测点和第二检测点处均发生漏气，进入s12；
68.s12、结束。
69.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的气密性检测装置能够批量检测第一分段壳体和第二分段壳体之间的连接处以及第一环形凸台和第二环形凸台之间的连接处是否发生漏气，检测效率高，能够精准判定具体漏气部位，方便得出具体漏气位置后进行设计返工，且由于第一密封件能够在充气后起到密封作用，在放气后解除密封作用，避免第一密封件的第一密封部在待测件取放过程中与待测件发生滑动摩擦造成磨损影响使用寿命，因此该气密性检测装置的耐久性好。
附图说明
70.图1为本发明背景技术换能器密封结构的纵向剖视图；
71.图2为图1中第一分段壳体部分的立体结构示意图；
72.图3为本发明气密性检测装置的实施例的立体结构示意图；
73.图4为图3的局部纵向剖视图；
74.图5为图3中第一密封件省略了环形压板之后的立体结构示意图；
75.图6为图5分解之后的纵向剖视图；
76.图7为图3中将待测换能器壳体放置在限位座上之后的纵向剖视图；
77.图8为图7中换能器壳体的两端端口被封堵之后的纵向剖视图；
78.图9为图8中ⅰ部分的放大图；
79.图10为本发明气密性检测方法的实施例中第一种方法的流程图；
80.图11为本发明气密性检测方法的实施例中第二种方法的流程图。
具体实施方式
81.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
82.正如背景技术中所提及的，如图1和图2所示的换能器密封结构主要具有三个漏气通道，一般需要先对第一分段壳体101部分进行气密性检测判断其是否是合格品，再将合格的第一分段壳体101与第二分段壳体102、换能器芯体20进行组装，然后对组装后的换能器壳体10进行气密性检测判断其是否是合格品，本发明提供了用于检测第二个漏气通道和第三个漏气通道是否漏气的气密性检测装置和检测方法，本实施例中，将第一分段壳体101和第二分段壳体102之间的连接处记为第一检测点，将第一环形凸台1011和第二环形凸台201之间的连接处记为第二检测点。
83.如图3至图9所示，为本发明医用超声刀的换能器壳体的气密性检测装置的一个优选实施例。该气密性检测装置包括有基座1、限位座2、第一活动座3、第二活动座4、第一密封件5、第二密封件6、第三密封件7、第一升降机构8和第二升降机构9。
84.其中，基座1包括有底座11以及竖立在底座11上的立座12。
85.限位座2安装在底座11上，沿竖直方向贯穿开设有供换能器壳体10穿设的限位孔21，且第一分段壳体101和限位孔21的相对面上设有相互配合的外台阶和内台阶。
86.第一活动座3位于限位座2的下方，顶部开设有供换能器芯体20的底端插入的让位槽31以及沿让位槽31的周向延伸的第一环形安装槽32。
87.第二活动座4位于限位座2的上方，底部开设有能够与换能器壳体10内部相连通的充气槽41以及沿充气槽41的周向延伸的第二环形安装槽42，侧部开设有与充气槽41相贯通的第一充气通道43。
88.第一密封件5安装在限位座2的顶部，包括有安装环51、密封套52和环形压板53。具体地，安装环51位于限位座2和环形压板53之间并通过紧固件与限位座2和环形压板53相连接；密封套52套设在安装环51的内周壁上，与安装环51之间包围形成有充气腔50，安装环51上开设有与该充气腔50相贯通的第二充气通道511。本实施例中，密封套52包括有用于包围在换能器壳体10外周的第一密封部521、自第一密封部521的顶部侧缘向外延伸形成的第二密封部522以及自第一密封部521的顶部侧缘向外弯折延伸形成的第三密封部523，第二密封部522夹设于环形压板53的底面和安装环51的顶面之间，第三密封部523夹设于安装环51的底面和限位座2的顶面之间，上述第一密封部521能够在充气腔50充气的状态下压紧第一分段壳体101和第二分段壳体102的外周壁进行密封配合，从而封堵住第一分段壳体101和第二分段壳体102之间的连接处。另外，安装环51的顶壁和底壁上分别开设有沿安装环51的周向延伸的第一环形卡槽512和第二环形卡槽513，第二密封部522的周缘向下弯折延伸形成有第一凸沿5221，该第一凸沿5221卡设在第一环形卡槽512中，第三密封部523的周缘向上弯折延伸形成有第二凸沿5231，该第二凸沿5231卡设在第二环形卡槽513中。
89.第二密封件6为密封圈，该密封圈容置在第一环形安装槽32中，用于抵接在第一分
段壳体101的底部周缘的下方并进行密封配合，从而与第一活动座3配合封堵住第一分段壳体101的底端端口。
90.第三密封件7为密封圈，该密封圈容置在第二环形安装槽42中，用于抵接在第二分段壳体102的顶部周缘的上方并进行密封配合，从而与第二活动座4配合封堵住第二分段壳体102的顶端端口。
91.第一升降机构8为液压缸，安装在上述底座11上，其活塞杆与第一活动座3的底端传动连接，用以驱动该第一活动座3相对于基座1沿竖直方向移动。
92.第二升降机构9为液压缸，安装在上述立座12上，其活塞杆与第二活动座4的顶端传动连接，用以驱动该第二活动座4相对于基座1沿竖直方向移动。
93.本发明还公开了两种采用上述气密性检测装置的检测方法，按照两个检测点的检测顺序来分，分为以下两种方法。
94.如图10所示，第一种方法包括有以下步骤：
95.s1、将待测换能器壳体10的底部对准限位座2的限位孔21插入进行定位(如图7所示)，此时第一密封部521包围在换能器壳体10的外周，进入s2；
96.s2、通过第二升降机构9驱动第二活动座4下降，直到第三密封件7抵接在第二分段壳体102的顶部周缘的上方并进行密封配合，从而与第二活动座4配合封堵住第二分段壳体102的顶端端口，进入s3；
97.s3、此时充气槽41与换能器壳体10的内腔相连通，向充气槽41通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s4，若是，进入s5；
98.s4、判断第一检测点和第二检测点处均未发生漏气，进入s12；
99.s5、通过第一升降机构8驱动第一活动座3上升，直到第二密封件6抵接在第一分段壳体101的底部周缘的下方并进行密封配合，从而与第一活动座3配合封堵住第一分段壳体101的底端端口(如图8所示)，进入s6；
100.s6、向充气槽41通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s7，若是，进入s8；
101.s7、判断第一检测点处并未发生漏气，第二检测点处发生漏气，进入s12；
102.s8、通过第一升降机构8驱动第一活动座3复位以使第二密封件6解除密封作用，向充气腔50中通入密封气，第一密封部521压紧第一分段壳体101和第二分段壳体102的外周壁进行密封配合，从而封堵住第一分段壳体101和第二分段壳体102之间的连接处，进入s9；
103.s9、向充气槽41通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s10，若是，进入s11；
104.s10、判断第一检测点处发生漏气，第二检测点处并未发生漏气，进入s12；
105.s11、判断第一检测点和第二检测点处均发生漏气，进入s12；
106.s12、结束。
107.如图11所示，第二种方法包括有以下步骤：
108.s1、将待测换能器壳体10的底部对准限位座2的限位孔21插入进行定位(如图7所示)，此时第一密封部521包围在换能器壳体10的外周，进入s2；
109.s2、通过第二升降机构9驱动第二活动座4下降，直到第三密封件7抵接在第二分段壳体102的顶部周缘的上方并进行密封配合，从而与第二活动座4配合封堵住第二分段壳体
102的顶端端口，进入s3；
110.s3、此时充气槽41与换能器壳体10的内腔相连通，向充气槽41通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s4，若是，进入s5；
111.s4、判断第一检测点和第二检测点处均未发生漏气，进入s12；
112.s5、向充气腔50中通入密封气，第一密封部521压紧第一分段壳体101和第二分段壳体102的外周壁进行密封配合，从而封堵住第一分段壳体101和第二分段壳体102之间的连接处，进入s6；
113.s6、向充气槽41通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s7，若是，进入s8；
114.s7、判断第一检测点处发生漏气，第二检测点处并未发生漏气，进入s12；
115.s8、将充气腔50放气，以使第一密封部521解除密封作用，通过第一升降机构8驱动第一活动座3上升，直到第二密封件6抵接在第一分段壳体101的底部周缘的下方并进行密封配合，从而与第一活动座3配合封堵住第一分段壳体101的底端端口(如图8所示)，进入s9；
116.s9、向充气槽41通入检测气，监测设定时间内气压是否下降，若否，进入s10，若是，进入s11；
117.s10、判断第一检测点处并未发生漏气，第二检测点处发生漏气，进入s12；
118.s11、判断第一检测点和第二检测点处均发生漏气，进入s12；
119.s12、结束。
120.上述气密性检测装置能够批量检测上述第二个漏气通道和第三个漏气通道是否发生漏气，检测效率高，且由于第一密封件5能够在充气后起到密封作用，在放气后解除密封作用，避免第一密封件5的第一密封部521在待测件取放过程中与待测件发生滑动摩擦造成磨损影响使用寿命，因此该气密性检测装置的耐久性好。