[實用新型]一種螺旋型壓電陶瓷換能器

無效

• 申請號: 200620167842.7
• 申請日: 2006-12-06
• 公開（公告）號: CN200979890Y
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 曹新東
• 申請（專利權）人: 曹新東
• 主分類號: H01L41/08
• 分類號: H01L41/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種螺旋型壓電陶瓷換能器，尤其是能有效擴大換能器的行程、有效增加能量轉換面積的壓電陶瓷換能器。

背景技術

目前普通壓電陶瓷換能器是一種利用壓電陶瓷壓電效應制作的微位移器件。它具有體積小、重量輕、精度和分辨率高等許多優點，但由于其行程較短，因而限制了其在許多領域的應用。而且普通壓電陶瓷換能器有效面積較小，能量轉換能力低的缺點。

發明內容

為了克服普通壓電陶瓷換能器行程較短，能量轉換有效面積小的缺點，本實用新型提供一種螺旋型壓電陶瓷換能器，該壓電陶瓷換能器可以將壓電陶瓷微小的位移放大，同時有效的增加能量轉換面積。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：采用螺旋型壓電陶瓷結構。該螺旋型結構為金屬襯底、壓電陶瓷、金屬鍍膜3層緊密結合的復合層結構，壓電陶瓷居中。螺旋型的軸線方向和復合層復合方向一致，螺旋伸展方向沿軸向。金屬襯底用來和壓電陶瓷產生形變差值，同時做電極；金屬鍍膜為柔性結構只做電極功能。當實現電能-機械能轉換時，在兩個電極施加電壓使壓電陶瓷產生的切線方向的長度位移，會由于金屬襯底的長度不變和其與壓電陶瓷的緊密結合而使它們發生沿螺旋結構軸向的彎曲，這種軸向的彎曲會由螺旋型的結構加以積累，體現為整個換能器在軸向的明顯長度變化。當實現機械能-電能轉換時，也會由螺旋結構將軸向的長度變化轉換為壓電陶瓷的局部微小位移，使壓電陶瓷通過電極輸出電壓。同時螺旋型的結構可以提供普通壓電陶瓷換能器數倍的有效能量轉換面積。

本實用新型的有益效果是，通過換能器螺旋型結構將其軸向的明顯的長度變化和其組件中的壓電陶瓷的微小位移實現轉換；從而使壓電陶瓷能適用于更多的工作領域。同時通過換能器的螺旋結構可以提供普通壓電陶瓷換能器數倍的有效能量轉換面積。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的結構原理圖。

圖中(1)金屬襯底，(2)壓電陶瓷，(3)金屬鍍膜。

具體實施方式

在圖1中，壓電陶瓷(2)一個平面和金屬襯底(1)緊密結合，壓電陶瓷(2)另外一個平面覆蓋著金屬鍍膜(3)；3個部分組合成一個復合層。

整個結構中，螺旋型的軸線方向和復合層復合方向一致，螺旋伸展方向沿軸向。金屬襯底(1)用來和壓電陶瓷(2)產生形變差值，同時做電極；金屬鍍膜(3)為柔性結構只做電極功能。

當實現電能-機械能轉換時，在兩個電極施加電壓使壓電陶瓷(2)產生的切線方向的長度位移，會由于金屬襯底(1)的長度不變和其與壓電陶瓷(2)的緊密結合而使它們發生軸向的彎曲，這種軸向的彎曲會由螺旋型的結構加以積累，體現為整個換能器螺旋型結構在軸向的明顯長度變化。

當實現機械能-電能轉換時，也會由換能器螺旋結構將軸向的長度變化分解為壓電陶瓷(2)的局部微小位移，使壓電陶瓷(2)通過電極輸出電壓。

同時螺旋型的結構可以提供普通壓電陶瓷換能器數倍的有效能量轉換面積。