CN201143494Y - 一种大功率声波发射换能器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大功率声波发射换能器，镀镍电极涂敷在压电陶瓷条两侧面和导角面上，在两侧面上涂敷有J－19低粘度胶的多个相同的梯形压电陶瓷条拼粘合成圆管形压电陶瓷圆管；在压电陶瓷圆管的上下两端分别粘有厚5mm的聚酰亚胺敷铜板，在聚酰亚胺敷铜板上腐蚀有印制铜导线、导电环和焊线点，将压电陶瓷正、负电极引线引致到相应的聚酰亚胺敷铜板上的印制铜导线的导电环和焊线点上，上端连接压电陶瓷正极，下端连接压电陶瓷的负极；在压电陶瓷圆管外用玻璃丝线绕一层绝缘层，在绝缘层外缠绕碳纤维丝或低膨胀合金丝预应力层；其具有制作工艺简单，线路连接可靠性高，压电陶瓷条之间紧密度高，机械品质高，压电陶瓷圆管有足够的预应力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油地质勘探和金属矿藏勘测的声波测井仪器用压电陶瓷大功率声波发射换能器。
背景技术
目前，国内外声波测井仪中所使用的陶瓷声波发射换能器，仍采用完整的压电陶瓷环，内外表面涂敷电极层进行准切向极化。而在水声检测仪器中，已成功地使用了拼合陶瓷切向环，它是由许多条形陶瓷厚度极化，再沿极化方向拼粘成一个圆环形。它具有换能效率高和机电耦合系数大的特点。这些结构随着拼缝层次的增多会引起对振动体的隔离作用，从而导致机电耦合系数的下降。同时，由于金属夹层的存在，使粘缝层次间膨胀系数的差异增大，从而产生热应力，并影响到粘接强度和机电性能的稳定。1992年中国专利《高温高效声发射换能器》<CN 2097902>提出了一种在拼合切向环两端分别设置由埋设环形电极引线的机械加工件，采用酚醛改性环氧CHR-180胶将其与各陶瓷拼条粘接成的切向环结构，外表面预应力处理采用玻璃纤维缠绕，但是这种结构预应力强度低，在大功率发射时容易出现开胶断路，所涂敷的银层在大功率发射时附着力差造成银层脱落，且银层在硫化氢气体的作用下易腐蚀剥落。无法适应声波测井仪器在井下的恶劣使用环境。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提共一种大功率声波发射换能器，在拼合陶瓷切向环上下两端粘接聚酰亚胺敷铜板，按所需要的线路连接方式制作图形，去掉拼合陶瓷切向环连接所需的固线架，卧线槽和预置导线的工序，使工艺简单、线路连接可靠，在压电陶瓷圆管和预应力层之间增加一层绝缘层，加大预应力层材料的选择面，增强换能器的预应力。
本实用新型所述的大功率声波发射换能器是由压电陶瓷条、镀镍电极、聚酰亚胺敷铜板、绝缘层、预应力层、电极引线构成；压电陶瓷条为有导角的梯形长条形，镀镍电极涂敷在压电陶瓷条两侧面上和导角面上，在两侧面上涂敷有J-19低粘度胶的多个相同的梯形压电陶瓷条拼粘合成圆管形压电陶瓷圆管；在压电陶瓷圆管的上下两端分别粘有厚5mm的聚酰亚胺敷铜板，在聚酰亚胺敷铜板上腐蚀有印制铜导线、导电环和焊线点，将压电陶瓷正、负电极引线用高温焊锡固定在压电陶瓷条拼粘面外侧夹缝外，再将压电陶瓷正、负电极引线引致到相应的聚酰亚胺敷铜板上的印制铜导线的导电环和焊线点上，上端连接压电陶瓷正极，下端连接压电陶瓷的负极；在压电陶瓷圆管外侧用玻璃丝线绕一层绝缘层，在绝缘层外侧再缠绕涂敷有J-19高粘度胶的碳纤维丝或低膨胀合金丝并施加纵向拉力的预应力层。
在拼合压电陶瓷圆管时，压电陶瓷条两端采用耐温230度的J-19高温胶，此胶分高粘度和低粘度两种。用J-19低粘度胶做压电陶瓷条的粘接剂，其粘接效果具有粘结层薄、压电陶瓷条之间紧密度更高的特点，有效提高机械品质因数。而用涂有J-19高粘度胶的碳纤维丝或低膨胀合金丝做压电陶瓷圆管的外预应力包覆，同时加上10公斤的纵向拉力，保证压电陶瓷圆管有足够的预应力。高粘度的J-19高温胶具有涂覆方便、容易成型的特点，并且J-19高温胶可在空气中直接加温固化，省去了制作模具成型固化工艺。
附图说明
图1大功率声波发射换能器结构示意图。
图2压电陶瓷条切向极化拼粘图。
图3大功率声波发射换能器结构侧示剖面图。
图中：1镀镍电极、2压电陶瓷条、3聚酰亚胺敷铜板、4绝缘层、5、导角6印制铜导线和导电环和焊线点、7电极引线、8预应力层
具体实施方式
根据附图对本实用新型所述的大功率声波发射换能器结构加以说明。
本大功率声波发射换能器是由压电陶瓷条2、镀镍电极1、聚酰亚胺敷铜板3、绝缘层4、预应力层8、电极引线7构成；压电陶瓷条2为有导角5的梯形长条形，镀镍电极1涂敷在压电陶瓷条2两侧面上和导角5面上，在两侧面上涂敷有J-19低粘度胶的多个相同的梯形压电陶瓷条2拼粘合成圆管形压电陶瓷圆管；在压电陶瓷圆管的上下两端分别粘有厚5mm的聚酰亚胺敷铜板3，在聚酰亚胺敷铜板3上腐蚀有印制铜导线和导电环和焊线点6，将压电陶瓷正、负电极引线7用高温焊锡固定在压电陶瓷条拼粘面外侧夹缝外，再将压电陶瓷正、负电极引线7引致到相应的聚酰亚胺敷铜板3上的印制铜导线的导电环和焊线点上，上端连接压电陶瓷正极，下端连接压电陶瓷的负极；在压电陶瓷圆管外侧用玻璃丝线绕一层绝缘层4，在绝缘层外侧再缠绕涂敷有J-19高粘度胶的碳纤维丝或低膨胀合金丝并施加10公斤纵向拉力作为预应力层8，以确保碳纤维或低膨胀合金丝预应力有足够强度，在绕预应力时涂覆的J-19高粘度胶在空气中进行高温固化。本大功率声波发射换能器的焊接，全部采用高温焊锡完成。
Claims (1)
1.一种大功率声波发射换能器，是由压电陶瓷条、镀镍电极、聚酰亚胺敷铜板、绝缘层、预应力层、电极引线构成；其特征在于：压电陶瓷条为有导角的梯形长条形，镀镍电极涂敷在压电陶瓷条两侧面上和导角面上，在两侧面上涂敷有J-19低粘度胶的多个相同的梯形压电陶瓷条拼粘合成圆管形压电陶瓷圆管；在压电陶瓷圆管的上下两端分别粘有厚5mm的聚酰亚胺敷铜板，在聚酰亚胺敷铜板上腐蚀有印制铜导线、导电环和焊线点，将压电陶瓷正、负电极引线用高温焊锡固定在压电陶瓷条拼粘面外侧夹缝外，再将压电陶瓷正、负电极引线引致到相应的聚酰亚胺敷铜板上的印制铜导线的导电环和焊线点上，上端连接压电陶瓷正极，下端连接压电陶瓷的负极；在压电陶瓷圆管外侧用玻璃丝线绕一层绝缘层，在绝缘层外侧再缠绕涂敷有J-19高粘度胶的碳纤维丝或低膨胀合金丝并施加纵向拉力的预应力层。
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