[發(fā)明專利]一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811214235.5
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109261476B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅波;張仕雙;劉宇;胡濤;鄭小濤;王衡;黃安楠
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板，后蓋板由兩個(gè)直徑大小不同的圓柱體同軸設(shè)置構(gòu)成；兩個(gè)圓柱體具有螺栓通孔，較小直徑的圓柱體與預(yù)應(yīng)力螺栓接觸，較大直徑的圓柱體與壓電片接觸；本發(fā)明在小直徑圓柱體與大直徑圓柱體的接觸面上設(shè)計(jì)臺階孔，從而使預(yù)應(yīng)力螺栓施加的預(yù)應(yīng)力在壓電片上均勻分布；均勻分布的預(yù)應(yīng)力有助于增加夾心式壓電超聲換能器的使用壽命，以及有助于提高壓電換能器的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板，是一種能提高換能器壓電片使用壽命的后蓋板，適用于應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的夾心式壓電超聲換能器。

背景技術(shù)

超聲波振動系統(tǒng)是一種將超聲波發(fā)生器輸出的高頻電信號轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動能的系統(tǒng)；在超聲波系統(tǒng)中，壓電超聲換能器是關(guān)鍵的一個(gè)部件；壓電超聲換能器是利用壓電片的逆壓電作用產(chǎn)生超聲振動，并通過金屬蓋板的輻射面向外輸出超聲振動能量的器件；其中夾心式壓電超聲換能器是一種典型的結(jié)構(gòu)。

對于夾心式壓電超聲換能器，當(dāng)材料確定時(shí)，整體結(jié)構(gòu)與壓電片的預(yù)應(yīng)力是影響換能器可靠性、使用壽命、機(jī)電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵因素。檢索當(dāng)前的壓電超聲換能器專利發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01520073278.1公開的一種新型雙片夾心式壓電換能器，其特點(diǎn)是采用兩個(gè)晶片，后蓋板呈圓柱形設(shè)置，由銅或者不銹鋼制成，降低發(fā)熱量、提高輸出效率；但是并未考慮后蓋板對壓電片預(yù)應(yīng)力分布的影響。申請?zhí)枮?01610489676.0公開的一種壓電換能器前后蓋板，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)前后蓋板的質(zhì)量分布，提高換能器的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率；但是并未考慮到蓋板結(jié)構(gòu)以及質(zhì)量分布對換能器壓電片所受預(yù)應(yīng)力分布的影響。因此，合理設(shè)計(jì)換能器后蓋板結(jié)構(gòu)，使預(yù)應(yīng)力均勻分布，成為提高換能器可靠性、使用壽命、機(jī)電轉(zhuǎn)換效率的一種重要手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對當(dāng)前的技術(shù)難題，目的在于提供一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后端蓋，合理設(shè)計(jì)后端蓋結(jié)構(gòu)，使預(yù)應(yīng)力螺栓通過后蓋板施加在壓電片上的預(yù)應(yīng)力盡可能均勻分布,從而提高換能器的可靠性與機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。

為解決上述技術(shù)難題，本發(fā)明提出如下具體技術(shù)方案：

一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板，整體呈圓柱體設(shè)置，后蓋板一端與夾心式壓電超聲換能器的金屬電極片接觸，另一端與預(yù)應(yīng)力螺栓接觸。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板，由兩個(gè)直徑大小不同的圓柱體同軸設(shè)置構(gòu)成，呈階梯狀，大直徑圓柱端與換能器壓電片接觸。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板，在小直徑圓柱體靠近大直徑圓柱體的截面上設(shè)置沉孔。

作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板，兩個(gè)直徑大小不同的圓柱體設(shè)置有供預(yù)應(yīng)力螺栓緊固連接前蓋板的通孔，通孔直徑與預(yù)應(yīng)力螺栓直徑差值為0.4mm至0.8mm。

根據(jù)以上的技術(shù)方案，可以取得以下有益效果：

小直徑圓柱體端面的沉孔，有效改善預(yù)應(yīng)力螺栓通過后蓋板施加在壓電片上的預(yù)應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象，增加壓電片的使用壽命，以及提高換能器的可靠性與機(jī)電轉(zhuǎn)換效率。

后蓋板由兩個(gè)同軸設(shè)置的圓柱體構(gòu)成，便于加工小直徑圓柱體與大直徑圓柱接觸的端面上的沉孔，降低換能器后蓋板的制造成本。

構(gòu)成后蓋板的兩個(gè)圓柱體直徑不同，有效增加夾心式壓電超聲換能器的散熱面積，改善了換能器的發(fā)熱特性。

附圖說明

圖1是一種應(yīng)用新型后蓋板的夾心式壓電超聲換能器分解視圖

圖2是一種應(yīng)用新型后蓋板的夾心式壓電超聲換能器剖視圖

圖3是一種用于夾心式壓電超聲換能器的新型后蓋板剖視圖