[實用新型]一種粘結壓電超聲換能器用壓力裝置

無效

• 申請號: 200820125382.0
• 申請日: 2008-07-12
• 公開（公告）號: CN201385454Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 林廣義;汪傳生;王勛林;劉虹
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: B32B37/10
• 分類號: B32B37/10;B32B41/00;B30B1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及先進制造技術及無損檢測領域，具體地說是屬于超聲換能器加工工藝及設備領域，特別是一種粘接時加壓裝置。

技術背景：

超聲波技術以其獨特的優點在醫療、航空航天、水下探測、超聲清洗、超聲焊接以及日常生活等各個方面都得到了廣泛的應用，隨著制造技術的發展，近年來在機械加工領域也得到了迅速的應用，如超聲加工，超聲電解、超聲電火花、高能激波加工等技術。壓電換能器是產生超聲波的常用器件，所以在超聲波應用過程中，壓電換能器的粘接問題是需要解決的關鍵問題之一。所以粘接工藝及設備在超聲換能器中占有極其重要的地位，工藝直接影響著換能器性能的好壞。粘接時需要粘合劑均勻的涂在粘接表面，以形成幾μm厚的薄膜，在涂粘合劑的過程中適當加溫，以提高粘合劑的流動性。在粘接固化過程中，需要施加一定的壓力以使粘結層之間不易產生氣孔，增加吸附能力，有利于壓電陶瓷與有機玻璃、鋁等透鏡材料粘接固化的強度。在通常的粘接工藝中，大多數采用均勻加壓法，該方法不易將粘接面之間多余的粘合劑擠出，導致粘結層較厚，影響了粘接效果。實驗中采用自行設計的加壓裝置產生非均勻壓力，使加載壓力在粘接面產生一個具有圓形的中心強、邊緣弱的非均勻壓力場，這樣會將多余的粘結劑從粘接面的邊緣擠出來，以利于粘結。

利用這種方法粘接的壓電換能器在實驗中得到了應用，獲得了良好的機械性能和聲傳輸性能。該粘接方法操作簡單，可使被粘結表面牢固粘結，也可應用于其它粘結領域。

發明內容：

綜合考慮粘結壓電換能器的需求特點，本發明的目的是開發一種新型的壓力裝置，加壓裝置產生非均勻壓力，使加載壓力在粘接面產生一個具有圓形的中心強、邊緣弱的非均勻壓力場，這樣會將多余的粘結劑從粘接面的邊緣擠出來，以利于粘結。加壓后系統可以自鎖，該壓力裝置具有壓力可以調節，壓力可以保持，系統穩定，加壓速度可以調整等優點，可制作各種類型的換能器，可廣泛應用于生物、醫療、制造及其他技術領域。

實現上述目標的壓力裝置由驅動系統、加載系統、框架、檢測與控制系統組成。

驅動系統由電機、皮帶、手輪組成。可通過電機實現螺旋的快速上升、下降，并且傳動過程中能緩和載荷沖擊、運行平穩、低噪聲、能夠實現過載保護，防止載荷過大對超聲換能器的損壞。可通過手輪實現力的微調。

加載系統采用蝸輪蝸桿減速系統，在減速系統的輸入軸通過皮帶與電機相連，將輸出軸蝸輪通過鍵與長螺母相連，在螺母中配有與螺母相匹配的螺旋，螺旋的上端為圓形球頭，球頭通過緊定螺釘與螺旋頭部相連接。在導向套筒內安裝有導向鍵，這樣在螺母轉動時帶動螺旋實現上下運動，從而可對放置于橫梁和框架之間的換能器施加作用力。

框架系統由上橫梁、底座、立柱組成。框架系統組成力的封閉系統，結構穩定。其中底座分為上下兩部分，可方便安裝與維修。

檢測與控制系統有壓力傳感器、PLC控制系統組成。其中壓力傳感器安裝于上橫梁上，也可安裝于軸承座中。通過PLC可設定壓力值，將通過壓力傳感器檢測的信號與設定值進行比較，當達到設定值時，電機將停止轉動。在此過程中PLC將運行中的參數值及狀態上傳給人機界面(觸摸屏)單元，并以數字方式顯示設定值及當前實際值，并可調出顯示，使整個加載過程中的參數及狀態一目了然。采用觸摸屏人機界面系統，既作為現場操作、參數顯示，同時又實現了人機對話的雙重功能。

該壓力裝置系統為力的封閉系統，受力不變形，結構緊湊，工作平穩，躁聲小，傳動比大，加壓后系統可實現自鎖，可長時間保持對壓電換能器的壓力。因此，本發明裝置結構簡單，使用方便，成本低廉。

附圖說明：

圖1為本發明的壓力裝置主視圖

圖2為本發明的壓力裝置俯視圖

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例(為實驗用壓力裝置和工業用)對本發明作進一步詳細說明。并不是對本發明的限定。

圖1、圖2為本發明的壓力裝置結構示意圖，其由驅動系統、加載系統、框架、檢測與控制系統組成。驅動系統由電機10、皮帶11、手輪8組成。可通過電機實現螺旋的快速上升、下降，能夠實現過載保護，防止載荷過大對超聲換能器的損壞。通過手輪可對載荷進行微調。