CN218531652U - 一种超声波换能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超声波换能器，属于超声波技术领域。它解决了现有超声波换能器结构不够稳固等问题。本超声波换能器包括前盖、后盖以及压电陶瓷，前盖和后盖之间还设有电极片，前盖的上部螺纹连接有同轴设置的螺杆，螺杆与后盖同轴设置且螺杆的顶部穿出后盖的顶部，螺杆的顶部螺纹连接有螺母，螺杆底部和顶部的螺纹方向一致，螺杆的中部为外壁光滑的光滑段，光滑段套设有呈管状的绝缘管，绝缘管的下端插入后盖且后盖具有支撑于绝缘管下端的台阶，绝缘管的上端超过靠近于前盖的电极片的高度，前盖的顶面中部处具有轴向外凸并供螺母抵靠的凸台。本实用新型具有结构稳固、振动效率高等优点。

Description

一种超声波换能器

技术领域

本实用新型属于超声波技术领域，特别涉及一种超声波换能器。

背景技术

超声波换能器是一种能把高频电能转换为机械能的装置，一般有磁致伸缩式和压电陶瓷式。

例如中国专利文献资料公开了一种超声波换能器[申请号：201820577612.0；授权公告号：CN208162007U]，其包括前盖、后盖以及安装在前盖和后盖之间的压电陶瓷，前盖和后盖之间还设有通过电线与外界电源连接的电极片，前盖的外壁具有四面周向均匀分布且垂直于水平面的接触面，前盖于轴线方向的投影为正方形或去除四个边角的正方形。

上述的超声波换能器便于在振盒中排列紧密，单位面积上能产生更大的功率密度和辐射密封，但是前盖和后盖通过内六角螺栓进行连接，内六角螺栓的头部与后盖的接触面积小，压紧效果不佳，如果直接采用外六角螺栓进行锁紧，因为前盖内螺纹加工精度以及配合精度的影响，会造成外六角螺栓与前盖螺纹连接的长度存在差异，会导致部分外六角螺栓的头部与后盖的有效接触面积小，存在压紧力不佳的问题，而且上述超声波换能器中后盖需要设置供内六角螺栓头部嵌入的凹孔，这样会使得后盖振动径向传播，造成功率损耗，若采用外六角螺栓，后盖供外六角螺栓的头部压紧处的振幅大于后盖边缘处的振幅，振幅不统一，影响轴向振动效率。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种结构稳固性好、振动效率高的超声波换能器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种超声波换能器，包括前盖、后盖以及安装在前盖和后盖之间的压电陶瓷，所述的前盖和后盖之间还设有电极片，其特征在于，所述的前盖的上部螺纹连接有同轴设置的螺杆，所述的螺杆与后盖同轴设置且螺杆的顶部穿出后盖的顶部，螺杆的顶部螺纹连接有螺母，螺杆底部和顶部的螺纹方向一致，螺杆的中部为外壁光滑的光滑段，所述的光滑段套设有呈管状的绝缘管，所述的绝缘管的下端插入后盖且后盖具有支撑于绝缘管下端的台阶，绝缘管的上端超过靠近于前盖的电极片的高度，所述的前盖的顶面中部处具有轴向外凸并供螺母抵靠的凸台。

在上述的一种超声波换能器中，所述的凸台的外壁通过圆角过渡至后盖的顶面，后盖顶部的边缘为圆角或倒角。

在上述的一种超声波换能器中，所述的前盖的外径大于后盖的外径，前盖顶部处的外壁为锥面，后盖的外径、压电陶瓷的外壁和前盖顶面的外径相一致。

在上述的一种超声波换能器中，所述的前盖的底部具有轴向外凸的凸出部，凸出部与前盖同轴设置，凸出部的外径等于后盖的外径。

在上述的一种超声波换能器中，所述的前盖的底部具有同轴设置的盲孔。

在上述的一种超声波换能器中，所述的前盖的外壁具有对称设置的定位平面，定位平面的上端延展至锥面，定位平面的下端延展至前盖的底面。

在上述的一种超声波换能器中，所述的凸出部的外壁粘接有圈状的橡胶垫，所述的橡胶垫和凸出部的厚度相一致，橡胶垫和前盖两者外径相一致。

与现有技术相比，本超声波换能器的结构稳固性好，而且径向振动小，能避免波形干涉，轴向振动效率高。

附图说明

图1是本超声波换能器的立体结构图。

图2是本超声波换能器的结构俯视图。

图3是图2中A-A截面的结构剖视图。

图中，1、前盖；2、后盖；3、压电陶瓷；4、电极片；5、螺杆；6、螺母；7、绝缘管；8、凸台；9、锥面；10、凸出部；11、盲孔；12、定位平面；13、橡胶垫。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2和图3所示，本超声波换能器包括前盖1、后盖2以及安装在前盖1和后盖2之间的压电陶瓷3，前盖1和后盖2之间还设有电极片4，前盖1的上部螺纹连接有同轴设置的螺杆5，螺杆5与后盖2同轴设置且螺杆5的顶部穿出后盖2的顶部，螺杆5的顶部螺纹连接有螺母6，螺杆5底部和顶部的螺纹方向一致，螺杆5的中部为外壁光滑的光滑段，光滑段套设有呈管状的绝缘管7，绝缘管7的下端插入后盖2且后盖2具有支撑于绝缘管7下端的台阶，绝缘管7的上端超过靠近于前盖1的电极片4的高度，前盖1的顶面中部处具有轴向外凸并供螺母6抵靠的凸台8。

本超声波换能器组装时，先将绝缘管7套于螺杆5上，之后拧紧螺杆5使得螺杆5与前盖1锁紧，接着装上电极片4、电压陶瓷以及后盖2，然后将螺母6与螺杆5顶部螺纹连接，因为螺杆5底部和顶部的螺纹方向一致，所以螺母6在拧紧过程中，不会造成螺杆5底部松动，直至螺母6抵靠于凸台8并锁止，因为螺母6的尺寸可选择，所以能保证螺母6与凸台8足够的接触面积，这样凸台8受力，相当于后盖2中部受力，压紧力大，使得结构稳固性好；凸台8不仅起到支撑作用，而且协调了振幅，凸台8处的振幅和后盖2边缘侧的振幅相一致，不会影响轴向振动效率，本超声波换能器的轴向振动效率高。

进一步细说，凸台8的外壁通过圆角过渡至后盖2的顶面，后盖2顶部的边缘为圆角或倒角，本实施例中后盖2顶部的边缘为倒角。这样凸台8的外壁处不会应力集中，长期使用也不会产生裂痕，使用寿命长，后盖2顶部的边缘为圆角或倒角，避免锐边伤害，而且避免振幅集中于后盖2顶部的边缘处，后盖2传递轴向振动效果好。

前盖1的外径大于后盖2的外径，前盖1顶部处的外壁为锥面9，后盖2的外径、压电陶瓷3的外壁和前盖1顶面的外径相一致，这样设置，使得轴向振动有效并集中至前盖1，振动效率高。前盖1的底部具有轴向外凸的凸出部10，凸出部10与前盖1同轴设置，凸出部10的外径等于后盖2的外径，凸出部10用于抵触振盒底面，与后盖2等径的凸出部10使得轴向振动集中，弱化了径向振动，避免波形干涉，本超声波换能器轴向振动传播稳定。

前盖1的底部具有同轴设置的盲孔11，盲孔11使得安装定位方便，安装精度高。前盖1的外壁具有对称设置的定位平面12，定位平面12的上端延展至锥面9，定位平面12的下端延展至前盖1的底面，定位平面12便于扳手等工具夹持，方便组装。凸出部10的外壁粘接有圈状的橡胶垫13，橡胶垫13和凸出部10的厚度相一致，橡胶垫13和前盖1两者外径相一致，橡胶垫13起到缓冲作用，并进一步削减径向振动，使得轴向振动效率高，避免波形干涉。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种超声波换能器，包括前盖（1）、后盖（2）以及安装在前盖（1）和后盖（2）之间的压电陶瓷（3），所述的前盖（1）和后盖（2）之间还设有电极片（4），其特征在于，所述的前盖（1）的上部螺纹连接有同轴设置的螺杆（5），所述的螺杆（5）与后盖（2）同轴设置且螺杆（5）的顶部穿出后盖（2）的顶部，螺杆（5）的顶部螺纹连接有螺母（6），螺杆（5）底部和顶部的螺纹方向一致，螺杆（5）的中部为外壁光滑的光滑段，所述的光滑段套设有呈管状的绝缘管（7），所述的绝缘管（7）的下端插入后盖（2）且后盖（2）具有支撑于绝缘管（7）下端的台阶，绝缘管（7）的上端超过靠近于前盖（1）的电极片（4）的高度，所述的前盖（1）的顶面中部处具有轴向外凸并供螺母（6）抵靠的凸台（8）。

2.根据权利要求1所述的一种超声波换能器，其特征在于，所述的凸台（8）的外壁通过圆角过渡至后盖（2）的顶面，后盖（2）顶部的边缘为圆角或倒角。

3.根据权利要求2所述的一种超声波换能器，其特征在于，所述的前盖（1）的外径大于后盖（2）的外径，前盖（1）顶部处的外壁为锥面（9），后盖（2）的外径、压电陶瓷（3）的外壁和前盖（1）顶面的外径相一致。

4.根据权利要求3所述的一种超声波换能器，其特征在于，所述的前盖（1）的底部具有轴向外凸的凸出部（10），凸出部（10）与前盖（1）同轴设置，凸出部（10）的外径等于后盖（2）的外径。

5.根据权利要求4所述的一种超声波换能器，其特征在于，所述的前盖（1）的底部具有同轴设置的盲孔（11）。

6.根据权利要求5所述的一种超声波换能器，其特征在于，所述的前盖（1）的外壁具有对称设置的定位平面（12），定位平面（12）的上端延展至锥面（9），定位平面（12）的下端延展至前盖（1）的底面。

7.根据权利要求6所述的一种超声波换能器，其特征在于，所述的凸出部（10）的外壁粘接有圈状的橡胶垫（13），所述的橡胶垫（13）和凸出部（10）的厚度相一致，橡胶垫（13）和前盖（1）两者外径相一致。

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