[發(fā)明專(zhuān)利]超磁致伸縮功率超聲換能器線圈組件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110234410.9
• 申請(qǐng)日: 2011-08-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102274823A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾海泉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B06B1/08
• 分類(lèi)號(hào): B06B1/08
• 代理公司: 廈門(mén)市新華專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 麻艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率超聲的技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種超磁致伸縮功率超聲換能器線圈組件。

背景技術(shù)

功率超聲在各個(gè)工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的功率超聲換能器驅(qū)動(dòng)材料相比，超磁致伸縮材料具有伸縮應(yīng)變大、能量密度大、響應(yīng)速度快和工作電壓低等特點(diǎn)，可以克服換能器功率做不大的問(wèn)題，開(kāi)始在功率超聲換能器中得到應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)線圈是超磁致伸縮功率超聲換能器中的重要部件，它產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)超磁致伸縮材料的伸長(zhǎng)和縮短，從而產(chǎn)生超聲振動(dòng)。但由于換能器在高頻率磁場(chǎng)下工作，容易產(chǎn)生渦流；同時(shí)，渦流、磁滯等損耗加在一起發(fā)熱很大，而超磁致伸縮材料對(duì)溫度又很敏感。所以，線圈組件的設(shè)計(jì)除了必須能產(chǎn)生必要的磁場(chǎng)外，一要考慮盡可能減少渦流，減少渦流損耗熱量的產(chǎn)生，二要讓產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)，以免造成過(guò)大的溫升。

美國(guó)專(zhuān)利US6624539也涉及一種超磁致伸縮功率超聲換能器，該專(zhuān)利為了解決渦流問(wèn)題，線圈骨架的主要導(dǎo)磁元件采用粉末冶金導(dǎo)磁材料構(gòu)成，這類(lèi)材料具有導(dǎo)磁能力強(qiáng)，渦流小的特點(diǎn)，可以減少渦流損耗熱量的產(chǎn)生，但其制造過(guò)程復(fù)雜，必須花很多錢(qián)先做專(zhuān)門(mén)的模具，成本很高，而且粉末冶金材料比較脆，機(jī)械性能較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種超磁致伸縮功率超聲換能器線圈組件，它能按要求產(chǎn)生強(qiáng)大而均勻的磁場(chǎng)，又能減少渦流，減小發(fā)熱，控制溫度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種超磁致伸縮功率超聲換能器線圈組件，主要由上端面、下端面、上聚磁片、下聚磁片、芯軸部件和導(dǎo)磁套構(gòu)成；該芯軸部件為筒狀體，其和上、下端面固定形成線圈骨架，在芯軸部件之外纏繞有線圈，在芯軸部件中間孔內(nèi)放置有超磁致伸縮棒；所述上下端面由若干片硅鋼片疊成，在每片硅鋼片上沿徑向開(kāi)設(shè)一絕緣槽；所述上下聚磁片設(shè)置于超磁致伸縮棒的上下兩端；所述導(dǎo)磁套固定在上述上下端面之間。

所述上下端面的各硅鋼片在疊加時(shí)各片的絕緣槽錯(cuò)開(kāi)放置。

所述導(dǎo)磁套由矩形的硅鋼片卷成若干層呈圓筒狀。

所述芯軸部件的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)置有冷卻水道，下方設(shè)有兩個(gè)用于冷卻水進(jìn)出的水管。

所述的芯軸部件由內(nèi)套及外套組合而成，兩者之間形成冷卻水道，冷卻水道下方設(shè)有兩個(gè)用于冷卻水進(jìn)出的水管。

所述的內(nèi)套由不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電但導(dǎo)熱的材料制造。

所述內(nèi)套由氮化硼或氮化硅制成。

所述外套采用不導(dǎo)磁、不導(dǎo)電也不導(dǎo)熱的材料制造。

所述外套由ABS工程塑料或尼龍制成。

所述內(nèi)外套之間的冷卻水道之間還設(shè)置一隔板。

所述線圈的軸向長(zhǎng)度比超磁致伸縮棒長(zhǎng)。

所述的導(dǎo)磁套由若干導(dǎo)磁條組成，各導(dǎo)磁條再通過(guò)絕緣膠粘接呈圓筒狀。

導(dǎo)磁條由電工純鐵制成。

采用上述方案后，由于本發(fā)明采用硅鋼片來(lái)制造主要導(dǎo)磁元件，硅鋼片厚度很小，表面又涂有絕緣層，加工中在每一片硅鋼片上又沿徑向開(kāi)了絕緣槽，完全能防止渦流，減小渦流損耗與發(fā)熱；同時(shí)，由硅鋼片組成的導(dǎo)磁元件還有導(dǎo)磁能力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，加工方便，成本低等特點(diǎn)。

此外，本發(fā)明又在芯軸部件內(nèi)設(shè)置了冷卻水道，內(nèi)套由不導(dǎo)磁不導(dǎo)電但導(dǎo)熱的氮化硼制造，從而，超磁致伸縮棒的磁滯損耗發(fā)熱能迅速被冷卻水帶走，同時(shí)，由不導(dǎo)磁不導(dǎo)電不導(dǎo)熱的工程塑料制造的外套擋住了來(lái)自線圈的發(fā)熱，避免其對(duì)超磁致伸縮棒產(chǎn)生影響，這樣就保證了超磁致伸縮棒能在適合的溫度下工作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述下端面其中一片硅鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3A是本發(fā)明所述芯軸部件沿軸線的剖視圖；

圖3B是本發(fā)明所述芯軸部件垂直于軸線的截面圖；

圖4是本發(fā)明通電后磁力線走向的示意圖；

圖5A、圖5B是本發(fā)明所述導(dǎo)磁套另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。

本發(fā)明所揭示的是一種超磁致伸縮功率超聲換能器線圈組件，如圖1所示，為本發(fā)明的較佳實(shí)施例。所述的線圈組件主要由上端面1、下端面7、上聚磁片4、下聚磁片9、芯軸部件3和導(dǎo)磁套6構(gòu)成，該芯軸部件3為筒狀體，其和上、下端面1、7之間可以通過(guò)螺栓8固定形成線圈骨架，在芯軸部件3之外纏繞有線圈2，在芯軸部件3中間孔內(nèi)放置有超磁致伸縮棒5。