CN103776906A - 超声波共振导波装置 - Google Patents
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Abstract
一种超声波共振导波装置，其包含有：一超声波产生器；以及一导波管，其一端耦接该超声波产生器。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波共振导波装置，尤其涉及一种用以处理一工件表面应力的超声波共振导波装置。
背景技术
利用超声波，以改善工件的拉伸应力，藉以提高工件寿命的方式已行的有年。
上述的方式，其是将一工件浸于一工作液体，如水，并于工件的上方放置一超声波产生器，超声波产生器产生一超声波，藉此于工件表面产生有气泡，气泡则进一步产生一冲击波（Shock Wave），藉以改善工件的拉伸应力。
但于实际实施时，超声波产生器的超声波探头与工件之间无任何间隔结构，当超声波探头越接近工件时，易造成工件与超声波探头碰撞，进而造成二者毁损。
上述的气泡并未局限于一空间中，所以气泡处于一种不稳定状态，故涵盖工件的范围较小，再者，超声波的能量易于扩散，并且不集中于工件，所以消耗能量且控制不易。
发明内容
在一实施例，本公开的技术手段在于提供一种超声波共振导波装置，其包含有：
一超声波产生器；以及
一导波管，其一端耦接该超声波产生器。
附图说明
图1是本公开的一种超声波共振导波装置的示意图。
【主要元件符号说明】
1 控制单元
10 信号产生器
11 能量放大器
12 示波器
13 温度控制器
2 超声波产生器
20 调整螺杆
21 变幅杆
3 导波管
30 视窗
4 连结单元
5 工件
50 缓冲垫
60 工作液体
L1 第一预定长度
L2 第二预定长度
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容，轻易地了解本公开。
请配合图1所示，本公开是一种超声波共振导波装置，其具有一控制单元1、一超声波产生器2、一导波管3与一连结单元4。
控制单元1具有一信号产生器10、一能量放大器11与一示波器12，控制单元1能够进一步选择性具有一温度控制器13。
信号产生器10能使超声波产生器2产生一超声波，能量放大器11能够放大超声波的能量，示波器12能够检测超声波的波长。
超声波产生器2的一端具有一调整螺杆20超声波产生器2的另端具有一变幅杆21，超声波产生器2电性耦接控制单元1，超声波产生器2具有一应用频率，该应用频率为5kHz至60kHz。
导波管3为一中空管体，导波管3的材质为压克力或金属类，如不锈钢或钛，超声波产生器2具有变幅杆21的一端穿设于导波管3中，导波管3的形状能够为一直管体或一具有可变截面的管体，如锥形管，导波管3远离超声波产生器2的一端具有一视窗30。
连结单元4设于超声波产生器2与导波管3之间，超声波产生器2具有变幅杆21的一端穿设于连结单元4，再穿设于导波管3中，连结单元4使超声波产生器2与导波管3二者相互耦接。
请再配合参考图1所示，一工件5放置于一工作液体60中，导波管3与超声波产生器2放置于工作液体60中，并位于工件5上，温度控制器13亦放入工作液体60中，超声波产生器2能够选择性部分或全部浸于工作液体60中。
导波管3与工件5之间能够选择性设有一缓冲垫50。
当超声波产生器2设于工作液体60，并且超声波产生器2开始作动时，工作液体60会对应超声波产生器2的超声波，而产生一声波，导波管3的截面的宽度或半径小于工作液体60的声波波长的一半，其使导波管3于一长度方向的每一截面的超声波强度为一近乎均值，举例而言，如果工作液体60具有一波长，则导波管3的截面的宽度或半径小于该波长的一半。
导波管3的长度为一第一预定长度L1与一第二预定长度L2的总和，第一预定长度L1为一超声波于于工作液体60中的n/4波长，超声波为超声波产生器2所产生，举例而言，如果超声波于工作液体60具有一波长，则第一预定长度L1为n/4波长，n为一奇数。
导波管3的管壁大于1㎜，其使导波管3具有刚性。
第二预定长度L2为超声波于变幅杆21中的波长的m/4，举例而言，如果超声波于变幅杆21中具有一波长，则第二预定长度L2为m/4波长，m为一奇数。
调整螺杆20能够调整超声波产生器2相对于工件5的距离，调整螺杆20的调整范围为超声波于工作液体60中的±1/4波长，举例而言，如果超声波于工作液体60具有一波长，则超声波产生器2能调整该波长的±1/4。
超声波产生器2产生超声波，超声波通过导波管3的引导，以及工作液体60的传导，而使工件5表面形成有气泡，当气泡破裂时，则进一步产生一冲击波，藉以改善工件5的拉伸应力。
温度控制器13能够调整温度范围为20~60℃，其使工作液体60维持于20~60℃的温度，该温度为产生气泡的最佳温度。
视窗30能够观察气泡于工件5表面所形成的状态。
综合上述，导波管3能够将气泡局限于一空间，而使气泡处于一种稳度的状态，并且超声波的能量易于集中，即可集中于工件，故可易于控制且降低能量消耗。
然而以上所述的具体实施例，仅用于例释本公开，而非用于限定本公开的可实施范围，在未脱离本公开上揭的精神与技术范围下，任何运用本公开所揭示内容而完成的等效改变及修饰，均仍应为所附权利要求书要求保护的范围所涵盖。
Claims (18)
1.一种超声波共振导波装置，用以处理一工件表面应力，其装置包含有：
一超声波产生器；以及
一导波管，其一端耦接该超声波产生器。
2.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该超声波产生器的一端具有一调整螺杆，该超声波产生器的另端具有一变幅杆，该超声波产生器具有该变幅杆的一端穿设于该导波管。
3.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该超声波产生器具有一应用频率。
4.如权利要求3所述的超声波共振导波装置，其中该应用频率为5kHz至60kHz。
5.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该导波管的形状能够为一直管体或一具有可变截面的管体。
6.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该导波管的截面的宽度或半径小于一工作液体的波长的一半。
7.如权利要求2所述的超声波共振导波装置，其中该导波管的长度为一第一预定长度与一第二预定长度的总和。
8.如权利要求7所述的超声波共振导波装置，其中该第一预定长度为一超声波于于一工作液体中的n/4波长，该第二预定长度为该超声波于该变幅杆中的波长的m/4，n与m分别为一奇数。
9.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该导波管的材质为压克力或金属类。
10.如权利要求9所述的超声波共振导波装置，其中该金属类为不锈钢或钛。
11.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该导波管的管壁大于1㎜。
12.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该导波管具有一视窗。
13.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其中该导波管的一端具有缓冲垫。
14.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其进一步具有一连结单元，该连结单元设于该超声波产生器与该导波管之间。
15.如权利要求1所述的超声波共振导波装置，其进一步具有一控制单元，该控制单元耦接该超声波产生器。
16.如权利要求15所述的超声波共振导波装置，其中该控制单元具有一温度控制器。
17.如权利要求16所述的超声波共振导波装置，其中该温度控制器能够调整温度范围为20~60℃。
18.如权利要求15所述的超声波共振导波装置，其中该控制单元具有一信号产生器、一能量放大器与一示波器。
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