CN109013256A - 一种两栖压电换能器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两栖压电换能器，包括有前端盖、后端盖，其特征在于前端盖与后端盖通过螺纹配合形成封闭内腔；调节弹簧、无线式压力传感器、绝缘板、电极片和压电陶瓷片均置于封闭内腔中；调节弹簧、绝缘板、电极片以及压电陶瓷片均设置有同心圆孔且套装在前端盖上，前端盖的顶部装有无线式压力传感器显示屏。由此，从外部结构来看，为前端盖与后端盖的密封配合，因此可实现在液体环境下的工作；从内部结构来看，可以利用调节弹簧作为压电陶瓷预应力的提供来有效避免压电陶瓷片由于受力不均而使得破裂，更能够改善换能器的工作特性；本发明整体结构简单，便于安装、携带方便，有利于提高生产效率和工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种换能器，尤其涉及一种两栖压电换能器。
背景技术
压电换能器是一种转换能量的装置，能实现从电能向超声振动的机械能的转换，在超声清洗、超声处理等功率超声的应用中，压电换能器更是作为实现向介质福射大功率声能为目的的元件。
传统的压电换能器主要是用数显扳手对预应力螺栓施加紧固力来达到对压电陶瓷预应力大小的调整，但是每一套压电换能器的压电陶瓷的预应力大小是不相同的，而且压电陶瓷片经常会因为施加在其上的预应力不均匀而使得破裂，这就要求每一套压电换能器必须配备与之对应的数显扳手，如此严重影响了换能器的生产和使用效率。
压电换能器作为一种多领域中使用的元件，其工作环境是多种多样的，这就使得压电换能器不仅可以在干燥条件下使用，又要保证其能够在湿润甚至进入液体式的使用，而常规的压电换能器的压电陶瓷多是暴露在空气中的，或是将传统的压电换能器用防水工具包裹后再于液体环境中使用，因此难以满足上述要求。
鉴于以上所述缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种两栖压电换能器，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决以上所述技术问题，本发明的目的是提供一种两栖压电换能器。
本发明的两栖压电换能器，包括有前端盖、后端盖、电极片、压电陶瓷片，其特征在于还包括弹簧、无线式压力传感器、无线式压力传感器显示屏、绝缘板；所述前端盖上表面开有矩形槽，所述无线式压力传感器显示屏固设于所述前端盖矩形槽内；所述前端盖与所述后端盖为螺纹配合，形成封闭式内腔；所述绝缘板开有矩形孔，所述无线式压力传感器固设于所述绝缘板矩形孔内；所述弹簧、所述绝缘板、所述电极片、所述压电陶瓷片均置于所述封闭内腔且均设置有同心圆孔并套装在所述前端盖上。
进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述弹簧为预应力调节组件。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述后端盖开有中心圆槽。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述后端盖侧壁对称设置有导线孔。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述后端盖为指数型后端盖。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述调节弹簧、所述绝缘板的直径一致。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述电极片与所述压电陶瓷片交叉连接，且相邻部件之间通过胶粘剂胶合。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述电极片比所述压电陶瓷片直径略大8～10mm。
更进一步地，上述的两栖压电换能器，其中，所述前端盖与所述后端盖外壁均涂有纳米二氧化钛涂层。
本发明的有益效果是：
(1)利用调节弹簧作为压电陶瓷预应力的提供可以有效避免压电陶瓷片由于受力不均而使得破裂，改善了换能器的工作特性。
(2)利用无线式压力传感器代替传统的数显扳手，避免了在前端盖加工螺纹深孔的复杂工序，并且更加精确的实现了对预应力大小的监控。
(3)通过前端盖与后端盖之间的密封配合达到换能器可以在液体环境中的工作。
(4)本发明整体结构简单，便于安装、携带方便，有利于提高生产效率和工作效率。
附图说明
图1是本发明提出的压电陶瓷换能器的结构图。
图2是图1中沿A-A的剖切面。
图中各附图标记的含义如下：
1前端盖 2后端盖 3调节弹簧
4绝缘板 5无线式压力传感器 6无线式压力传感器显示屏
7电极片 8压电陶瓷片 9正极接线头
10负极接线头 11导线孔
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示的压电陶瓷换能器，外部结构包括有前端盖1与后端盖2，其与众不同在于，前端盖1开有内螺纹，而后端盖2开有外螺纹，使前端盖1与后端盖2采用螺纹啮合并形成内腔，调节弹簧3、绝缘板4、电极片7、压电陶瓷片8均设置有同心圆孔，且均装置于前端盖1与后端盖2的内腔。在后端盖2的侧壁对称开有导线孔11，待正接线头9与负接线头10导出后，将导线孔11密封。
利用这种外部结构，可以实现换能器在干燥和液体两种环境下的使用。
结合本发明较佳的实施方式来看，没有在外部设置预应力调节组件，而是利用调节弹簧3来使预应力达到预期的效果，为使得预应力的值更加精确，又引入了无线式压力传感器5与无线式压力传感器显示屏6。
考虑到安装的稳定性，将前端盖1设置为如图所示的结构可为调节弹簧3、绝缘板4、电极片7和压电陶瓷片8提供定位作用；考虑到能实现良好的压电效应，电极片7比压电陶瓷片8的直径略大8～10mm。
将后端盖2设置成指数形是基于考虑到指数形变幅杆的形状因素和放大系数均处于阶梯形和圆锥形之间，兼具阶梯形和圆锥形变幅杆的优点。
本发明的工作原理如下：
进给前端盖1，使前端盖1压缩调节弹簧3，调节弹簧3通过对绝缘板4施加作用力作为对压电陶瓷片8的预应力，使得压电陶瓷片8处于压缩状态，从而使压电陶瓷片8表面产生电荷，从而实现将机械能转化为电能的过程；对正极接线头9与负极接线头10施加一个电场，使得压电陶瓷片8表面发生微小形变，从而实现电能向机械能的转化。上述过程中预应力的大小可以由无线式压力传感器显示屏6精确显示。待正极接线头9与负极接线头10导出后，使用橡胶活塞将导线孔11密封，可以实现换能器在液体环境下的工作。
通过以上对本发明工作原理的文字表述，另结合附图来看，采用本发明拥有以下优点：
1、利用调节弹簧作为压电陶瓷预应力的提供可以有效避免压电陶瓷片由于受力不均而使得破裂，改善了换能器的工作特性。
2、利用无线式压力传感器代替传统的数显扳手，避免了在前端盖加工螺纹深孔的复杂工序，并且更加精确的实现了对预应力大小的监控。
3、通过前端盖与后端盖之间的密封配合达到换能器可以在液体环境中的工作。
4、本发明整体结构简单，便于安装、携带方便，有利于提高生产效率和工作效率。
最后应当说明的是，以上所述仅是说明本发明的优选技术方案，并不用于限制本发明，应当指出，如果对于本技术领域的普通技术人员受其启示，在没有脱离本发明技术原理宗旨的前提下，做出的若干改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种换能器，包括换能器的前端盖(1)与后端盖(2)；其特征在于：所述前端盖(1)与后端盖(2)通过螺纹配合并形成封闭内腔；所述后端盖内部设置有调节弹簧(3)；所述调节弹簧(3)与绝缘板(4)紧连；所述绝缘板(4)与电极片(7)紧连；所述电极片(7)与压电陶瓷片(8)交叉连接。
2.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述前端盖(1)安装了无线式压力传感器显示屏(6)。
3.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述调节弹簧(3)作为预应力调节组件。
4.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述后端盖(2)侧壁对称设置有导线孔(11)。
5.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述绝缘板(4)设置有无线式压力传感器(5)。
6.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述调节弹簧(3)与所述绝缘板(4)的直径一致。
7.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述调节弹簧(3)、所述绝缘板(4)、所述电极片(7)与所述压电陶瓷片(8)设置有同心圆孔并套装在所述前端盖(1)上，均置于所述封闭内腔。
8.根据权利要求1所述换能器，其特征在于：所述电极片(7)比所述陶瓷片(8)直径略大8mm～10mm。
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