CN109261476B - 一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板 - Google Patents

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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction

Abstract

本发明提供了一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，后盖板由两个直径大小不同的圆柱体同轴设置构成；两个圆柱体具有螺栓通孔，较小直径的圆柱体与预应力螺栓接触，较大直径的圆柱体与压电片接触；本发明在小直径圆柱体与大直径圆柱体的接触面上设计台阶孔，从而使预应力螺栓施加的预应力在压电片上均匀分布；均匀分布的预应力有助于增加夹心式压电超声换能器的使用寿命，以及有助于提高压电换能器的机电转换效率。

Description

一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板
技术领域
本发明涉及一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，是一种能提高换能器压电片使用寿命的后盖板，适用于应用在各个领域的夹心式压电超声换能器。
背景技术
超声波振动系统是一种将超声波发生器输出的高频电信号转化为机械振动能的系统；在超声波系统中，压电超声换能器是关键的一个部件；压电超声换能器是利用压电片的逆压电作用产生超声振动，并通过金属盖板的辐射面向外输出超声振动能量的器件；其中夹心式压电超声换能器是一种典型的结构。
对于夹心式压电超声换能器，当材料确定时，整体结构与压电片的预应力是影响换能器可靠性、使用寿命、机电转换效率的关键因素。检索当前的压电超声换能器专利发现，申请号为201520073278.1公开的一种新型双片夹心式压电换能器，其特点是采用两个晶片，后盖板呈圆柱形设置，由铜或者不锈钢制成，降低发热量、提高输出效率；但是并未考虑后盖板对压电片预应力分布的影响。申请号为201610489676.0公开的一种压电换能器前后盖板，其特点是设计前后盖板的质量分布，提高换能器的机电转换效率；但是并未考虑到盖板结构以及质量分布对换能器压电片所受预应力分布的影响。因此，合理设计换能器后盖板结构，使预应力均匀分布，成为提高换能器可靠性、使用寿命、机电转换效率的一种重要手段。
发明内容
本发明针对当前的技术难题，目的在于提供一种用于夹心式压电超声换能器的新型后端盖，合理设计后端盖结构，使预应力螺栓通过后盖板施加在压电片上的预应力尽可能均匀分布,从而提高换能器的可靠性与机电转换效率。
为解决上述技术难题，本发明提出如下具体技术方案：
一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，整体呈圆柱体设置，后盖板一端与夹心式压电超声换能器的金属电极片接触，另一端与预应力螺栓接触。
作为本发明进一步改进，所述一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，由两个直径大小不同的圆柱体同轴设置构成，呈阶梯状，大直径圆柱端与换能器压电片接触。
作为本发明进一步改进，所述一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，在小直径圆柱体靠近大直径圆柱体的截面上设置沉孔。
作为本发明进一步改进，所述一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，两个直径大小不同的圆柱体设置有供预应力螺栓紧固连接前盖板的通孔，通孔直径与预应力螺栓直径差值为0.4mm至0.8mm。
根据以上的技术方案，可以取得以下有益效果：
小直径圆柱体端面的沉孔，有效改善预应力螺栓通过后盖板施加在压电片上的预应力分布不均匀的现象，增加压电片的使用寿命，以及提高换能器的可靠性与机电转换效率。
后盖板由两个同轴设置的圆柱体构成，便于加工小直径圆柱体与大直径圆柱接触的端面上的沉孔，降低换能器后盖板的制造成本。
构成后盖板的两个圆柱体直径不同，有效增加夹心式压电超声换能器的散热面积，改善了换能器的发热特性。
附图说明
图1是一种应用新型后盖板的夹心式压电超声换能器分解视图
图2是一种应用新型后盖板的夹心式压电超声换能器剖视图
图3是一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板剖视图
图中各名称如下：1、预应力螺栓；2-1、小直径圆柱体；2-2、大直径圆柱体；3、金属电极片；4、绝缘套管；5、压电片；6、前盖板。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施案例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
如图1、图2所示：一种应用新型后盖板的夹心式压电超声换能器，包括预应力螺栓1、小直径圆柱体2-1、大直径圆柱体2-2、金属电极片3、绝缘套管4、压电片5、前盖板6；预应力螺栓1将小直径圆柱体2-1、大直径圆柱体2-2、金属电极片3、绝缘套管4、压电片5、前盖板6紧固连接，通过小直径圆柱体2-1、大直径圆柱体2-2对压电片5施加预应力。
本发明为增加压电片的使用寿命以及提高夹心式压电超声换能器的机电转换效率，从设计后盖板的具体结构入手；概括而言，合理设计后盖板结构达到预应力在压电片上均匀分布的目的；本发明所述一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板具有如下结构：后盖板整体呈圆柱结构，分为两部分构成；由图3所示：分别为小直径圆柱体2-1，大直径圆柱体2-2；其中小直径圆柱体2-1具有供预应力螺栓1穿过的内孔，小直径圆柱体2-1的内孔直径与预应力螺栓1的直径差值为0.4mm至0.8mm,与大直径圆柱体接触的端面开有沉孔，沉孔深度为1mm至3mm；大直径圆柱2-2具有供预应力螺栓1穿过的内孔，大直径圆柱体2-2的内孔直径与预应力螺栓1的直径差值为0.4mm至0.8mm，大直径圆柱体2-2与小直径圆柱体2-1的外径差值为10mm至15mm。
另外，申请人还需申明的是，本发明所述一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板可以应用于所有夹心式压电超声换能器；上面结合附图所描述的具体优选实例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明，凡是依据本发明的技术实质做的任何简单修改、等同变化与修饰，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板，整体呈圆柱设置，其特征在于：由两个直径大小不同的圆柱体同轴设置构成，大直径圆柱体(2-2)另一端与夹心式超声换能器的金属电极片(3)接触，小直径圆柱体(2-1)另一端与预应力螺栓(1)接触；在小直径圆柱体(2-1)靠近大直径圆柱体(2-2)的截面上设置沉孔，沉孔深度为1mm至3mm；两个直径大小不同的圆柱体设置有供预应力螺栓(1)连接的内孔，内孔直径与预应力螺栓(1)的直径差值为0.4mm至0.8mm；大直径圆柱体(2-2)与小直径圆柱体(2-1)的外径差值为10mm至15mm；预应力螺栓(1)将小直径圆柱体(2-1)、大直径圆柱体(2-2)、金属电极片(3)、绝缘套管(4)、压电片(5)、前盖板(6)紧固连接，通过小直径圆柱体(2-1)、大直径圆柱体(2-2)对压电片(5)施加预应力。
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Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0676558A1 (en) * 1994-04-04 1995-10-11 Applied Power Inc. Stiff actuator active vibration isolation system
JPH11332868A (ja) * 1998-05-25 1999-12-07 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
JP2001104328A (ja) * 1999-08-12 2001-04-17 Ethicon Endo Surgery Inc トリムマスを用いた超音波トランスデユーサを同調するための装置および方法
CN2489882Y (zh) * 2001-06-20 2002-05-08 沈康云 超声波清洗机中的振子
KR200366318Y1 (ko) * 2004-04-08 2004-11-03 주식회사 넵스 초음파진동자 및 그 조립체
WO2007025068A2 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Ricciardi Jonathan J Method and apparatus for optimizing aerosol generation with ultrasonic transducers
KR20110061023A (ko) * 2009-12-01 2011-06-09 한국표준과학연구원 병렬 랑지방 배열 압전소자 이용 초음파 변환기, 그 초음파 변환기의 제조방법, 그 초음파 변환기를 이용한 초음파 변환방법, 그 초음파 변환기를 이용한 초음파 가스미터 및 그 초음파 변환기를 이용한 초음파 거리측정장치
CN102513285A (zh) * 2011-12-12 2012-06-27 深圳职业技术学院 超声换能器
CN104014473A (zh) * 2014-05-16 2014-09-03 中国计量学院 一种大振幅夹心式压电超声复合换能器
CN104438028A (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 苏州科技学院 一种单激励超声椭圆振动换能器
CN204656898U (zh) * 2015-02-02 2015-09-23 上海骄成机电设备有限公司 一种新型双片夹心式超声换能器
CN105604920A (zh) * 2016-01-12 2016-05-25 北京联合大学 侧吸管无阀压电泵
CN106076793A (zh) * 2016-06-28 2016-11-09 南京航空航天大学 高能效压电超声换能器及其端盖
CN208976199U (zh) * 2018-10-18 2019-06-14 四川大学 一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9314261B2 (en) * 2007-12-03 2016-04-19 Covidien Ag Battery-powered hand-held ultrasonic surgical cautery cutting device
US8181533B2 (en) * 2010-01-06 2012-05-22 Daniel Measurement And Control, Inc. Ultrasonic flow meter and transducer assembly with isolated transformer capsule

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0676558A1 (en) * 1994-04-04 1995-10-11 Applied Power Inc. Stiff actuator active vibration isolation system
JPH11332868A (ja) * 1998-05-25 1999-12-07 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
JP2001104328A (ja) * 1999-08-12 2001-04-17 Ethicon Endo Surgery Inc トリムマスを用いた超音波トランスデユーサを同調するための装置および方法
CN2489882Y (zh) * 2001-06-20 2002-05-08 沈康云 超声波清洗机中的振子
KR200366318Y1 (ko) * 2004-04-08 2004-11-03 주식회사 넵스 초음파진동자 및 그 조립체
WO2007025068A2 (en) * 2005-08-26 2007-03-01 Ricciardi Jonathan J Method and apparatus for optimizing aerosol generation with ultrasonic transducers
KR20110061023A (ko) * 2009-12-01 2011-06-09 한국표준과학연구원 병렬 랑지방 배열 압전소자 이용 초음파 변환기, 그 초음파 변환기의 제조방법, 그 초음파 변환기를 이용한 초음파 변환방법, 그 초음파 변환기를 이용한 초음파 가스미터 및 그 초음파 변환기를 이용한 초음파 거리측정장치
CN102513285A (zh) * 2011-12-12 2012-06-27 深圳职业技术学院 超声换能器
CN104014473A (zh) * 2014-05-16 2014-09-03 中国计量学院 一种大振幅夹心式压电超声复合换能器
CN104438028A (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 苏州科技学院 一种单激励超声椭圆振动换能器
CN204656898U (zh) * 2015-02-02 2015-09-23 上海骄成机电设备有限公司 一种新型双片夹心式超声换能器
CN105604920A (zh) * 2016-01-12 2016-05-25 北京联合大学 侧吸管无阀压电泵
CN106076793A (zh) * 2016-06-28 2016-11-09 南京航空航天大学 高能效压电超声换能器及其端盖
CN208976199U (zh) * 2018-10-18 2019-06-14 四川大学 一种用于夹心式压电超声换能器的新型后盖板

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国国家标准(GB)题录(中)(2006年版);.;世界标准信息(第03期);全文 *
多台阶过渡段阶梯型变幅杆的设计;武婷婷;贺西平;汪彦军;李娜;杨佳婷;;陕西师范大学学报(自然科学版)(第01期);全文 *
夹心式径向复合压电超声换能器;刘世清;许龙;张志良;陈赵江;沈建国;;声学学报(第01期);全文 *

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