CN201249168Y - 超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器 - Google Patents

超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器 Download PDF

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本实用新型涉及一种超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器，其特征在于：是由压电晶片、正电极引线、负电极引线、黄铜谐振振子、黄铜垫片、钢螺母和紧固螺栓构成，采用6片锆钛酸铅压电晶片和黄铜谐振振子组成超声波谐振振子，与黄铜阻抗变换器和钢阻抗变换器连接组成阻抗变换器，阻抗变换器与钢振幅放大器连接，钢振幅放大器与钢工具头连接。黄铜阻抗变换器和钢阻抗变换器通过紧固螺栓连接在一起组成两种不同材料的声阻抗变换器，黄铜阻抗变换器和钢阻抗变换器的最大面积之比应等于钢阻抗变换器和黄铜阻抗变换器的声阻抗之比。本实用新型与铝或铝合金电声换能器相比，传输功率可提高30％以上，并可节省原材料、使用寿命可提高5倍以上。

Description

超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器
技术领域
本实用新型涉及一种超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器。
背景技术
目前，国内常用的电声换能器，有铝或铝合金电声换能器和钛合金电声换能器。铝或铝合金电声换能器虽具有电声转换效率高的优点，但因其机械强度较低，使输出功率和适用场合受到限制，存在；使用寿命短、易发生振裂损坏等问题。钛合金电声换能器具有电声转换效率和机械强度高、使用寿命长的优点，但因其机械加工难和材料成本高，致使推广应用受到了限制。
发明内容
本实用新型克服了上述存在的缺陷，目的是提供一种可以获得阻抗匹配的最佳功率传输线的超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器。
本实用新型超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器内容简述：
本实用新型超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器，其特征在于：是由：压电晶片、正电极引线、负电极引线、黄铜谐振振子、黄铜垫片、钢螺母和紧固螺栓构成，采用6片锆钛酸铅压电晶片和黄铜谐振振子组成超声波谐振振子，与黄铜阻抗变换器和钢阻抗变换器连接组成阻抗变换器，阻抗变换器与钢振幅放大器连接，钢振幅放大器与钢工具头连接。
黄铜阻抗变换器和钢阻抗变换器通过紧固螺栓连接在一起组成两种不同材料的声阻抗变换器，黄铜阻抗变换器和钢阻抗变换器的最大面积之比应等于钢阻抗变换器和黄铜阻抗变换器的声阻抗之比，即：S铜/S钢＝ρ钢×V钢/ρ铜×V铜。
钢工具头采用与钢振幅放大器相同的材料，其长度应等于超声波在钢棒中纵波波长的1/2。
本实用新型超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器与铝或铝合金电声换能器相比，传输功率可提高30％以上，并可节省原材料、使用寿命可提高5倍以上。
附图说明
图1是超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器结构示意图
图中：1是钢工具头、2是钢振幅放大器、3是固定环、4是固定环、5是紧固螺钉、6是钢阻抗变换器、7是黄铜阻抗变换器、8是黄铜谐振振子、9是负电极引线、10是正电极引线、11是压电晶片、12是黄铜垫片、13是钢螺母、14是紧固螺栓、15是紧固螺栓、16是紧固螺栓。
具体实施方式
本实用新型超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器是这样实现的，下面结合附图做进一步说明。
见图1，超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器，是由：压电晶片11、正电极引线10、负电极引线9、黄铜谐振振子8、黄铜垫片12、钢螺母13和紧固螺栓14构成，采用6片锆钛酸铅压电晶片11和黄铜谐振振子8组成超声波谐振振子，与黄铜阻抗变换器7和钢阻抗变换器6连接组成阻抗变换器，阻抗变换器与钢振幅放大器2连接，钢振幅放大器2与钢工具头1连接。黄铜阻抗变换器7和钢阻抗变换器6通过紧固螺栓15连接在一起组成两种不同材料的声阻抗变换器，黄铜阻抗变换器7和钢阻抗变换器6的最大面积之比应等于钢阻抗变换器6和黄铜阻抗变换器7的声阻抗之比，即：S铜/S钢＝ρ钢×V钢/ρ铜×V铜，其中：S铜、ρ铜、V铜分别为黄铜阻抗变换器7的横截面积、密度和黄铜棒中纵波声速，S钢、ρ钢、V钢分别为钢阻抗变换器6的横截面积、密度和钢棒中纵波声速。黄铜阻抗变换器7的圆柱直径应小于即定工作频率在黄铜棒中纵波波长的1/4，黄铜阻抗变换器7和钢阻抗变换器6为圆柱形状时，其长度之比＝V铜/V钢。钢振幅放大器2的长度应等于超声波在钢棒中纵波波长的1/4。钢阻抗变换器6和钢振幅放大器2的圆柱截面积之比即为振幅放大量，视负载对振幅大小的具体要求而定。固定环3和固定环4通过紧固螺钉5固定，固定环3和固定环4的中心线位于超声振动的振幅波谷。
钢工具头1采用与钢振幅放大器2相同的材料，其长度应等于超声波在钢棒中纵波波长的1/2，振幅放大器2和钢工具头1通过紧固螺栓16连接。

Claims (3)

1、一种超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器，其特征在于：是由：压电晶片(11)、正电极引线(10)、负电极引线(9)、黄铜谐振振子(8)和黄铜垫片(12)、钢螺母(13)和紧固螺栓(14)构成，采用6片锆钛酸铅压电晶片(11)和黄铜谐振振子(8)组成超声波谐振振子，与黄铜阻抗变换器(7)和钢阻抗变换器(6)连接组成阻抗变换器，阻抗变换器与钢振幅放大器(2)连接，钢振幅放大器(2)与钢工具头(1)连接。
2、根据权利要求1所述的超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器，其特征在于：黄铜阻抗变换器(7)和钢阻抗变换器(6)通过紧固螺栓(15)连接在一起组成两种不同材料的声阻抗变换器，黄铜阻抗变换器(7)和钢阻抗变换器(6)的最大面积之比，等于钢阻抗变换器(6)和黄铜阻抗变换器(7)的声阻抗之比，即：S铜/S钢＝ρ钢×V钢/ρ铜×V铜。
3、根据权利要求1所述的超声波焊接机的阻抗变换型电声换能器，其特征在于：钢工具头(1)采用与钢振幅放大器(2)相同的材料，其长度等于超声波在钢棒中纵波波长的1/2。
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