CN2719417Y - 超声波换能器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超声波换能器包括压电陶瓷管，支撑轴、透声护筒，其特征在于，压电陶瓷管内侧、外侧分别是与压电陶瓷管紧密套接在一起的内环金属背衬和外环金属背衬，内环金属背衬的内侧通过中间垫套在支撑轴上，外环金属背衬置于透声护筒中，透声护筒与外环金属背衬之间有耦合油；内环金属背衬和外环金属背衬上有电极，分别与超声波电源两输出极相连接。压电陶瓷管、内环金属背衬和外环金属背衬可以分成多环并列，并分别与超声波电源两输出极相连接，每环之间用中间垫隔离去耦合。由于采用金属背衬材料，背衬材料的强度提高，超声波换能的输入电功率也可以增加，声功率及声强增强，声束的指向性及空化现象增强，大大提高了除垢效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超声波换能器。
背景技术
金属管道的积垢问题在我国石油、化工、冶金、制糖、制盐、制药、热电等行业不同程度存在。污垢的存在会使热交换效率降低、液体介质流动阻力增大，设备容易腐蚀，从而影响设备正常使用，并会缩短设备的使用时间。
超声波是通过超声波发生器将20KHz频率的信号，进行电功率放大后，经超声波换能器的逆压电效应转换成高频机械振动，能量通过介质中的声辐射，使介质中分子振动并产生无数微小气泡。气泡沿超声波传播方向在负压区形成生长，并在正压区迅速闭合而产生上千个大气压的瞬间高压，从而闭合形成无数微观高压冲击波，引起物理、化学变化。超声波对液体的空化作用，在一定范围内产生强大的压力峰，把垢晶粒破坏掉。同时，由于超声波在金属和垢层中的传播速度不同，其速度在界面上形成剪切应力，致使金属界面于垢层之间的结合力降低，使垢层脱落剥离。总之，破坏成垢条件，达到放垢目的。
在采用脉冲回波方式的超声波除垢领域中，换能器的脉冲宽度直接影响振动模式径向分辨率。为了获得窄声脉冲，一般采用限制激励信号的脉冲宽度，并采用低QM值的压电元件，以提高超声波换能器声功率及声强，提高除垢效果。但该方法对于超声波换能器声功率及声强的提高有限，不能达到更有效的除垢效果。
发明内容
本实用新型的发明目的在于克服上述不足，提供一种除垢效果更好的超声波换能器。
为实现上述发明目的，本实用新型超声波换能器包括压电陶瓷管，支撑轴、透声护筒，在压电陶瓷管内侧、外侧分别是与压电陶瓷管紧密套接在一起的内环金属背衬和外环金属背衬，内环金属背衬的内侧通过中间垫套在支撑轴上，外环金属背衬置于透声护筒中，透声护筒与外环金属背衬之间有耦合油；内环金属背衬和外环金属背衬上有电极，分别与超声波电源两输出极相连接。
压电陶瓷管、内环金属背衬和外环金属背衬可以分成多环并列，并分别与超声波电源两输出极相连接，每环之间用中间垫隔离去耦合。
在现有的超声波技术中，采用专门培植的复合材料，如环氧树脂基复合材料，但效果不理想。本实用新型超声波换能器采用金属，如钛、铁、铝、铜等作背衬材料，回波系数灵敏度可比环氧树脂基复合材料背衬提高10dB，回波幅度增大，脉冲宽度窄，整机的轴向分辨率增加。此外，由于采用金属背衬材料，背衬材料的强度提高，超声波换能的输入电功率也可以增加，声功率及声强增强，声束的指向性及空化现象增强，大大提高了除垢效果。
附图说明
图1是本实用新型超声波换能器一种具体实施方式结构图；
图2是所示压电陶瓷管与内外环金属背衬轴向截面结构图；
图中，1-超声波换能器 101-压电陶瓷管 102-支撑 103-透声护筒104-内环金属背衬 105-外环金属背衬 106-中间垫显示屏 2-液体管道3-过线管 4-电缆密封防爆罩组件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型超声波换能器作进一步详细的说明和描述。
图1是本实用新型超声波换能器一种具体实施方式结构图。图中，超声波换能器1置于液体管道2内，超声波换能器1包括压电陶瓷管101，支撑轴102、透声护筒103，在压电陶瓷管101内侧、外侧分别是与压电陶瓷管101紧密套接在一起的内环金属背衬104和外环金属背衬105，内环金属背衬104的内侧通过中间垫106套在支撑轴102上，外环金属背衬105置于透声护筒103中，透声护筒103与外环金属背衬105之间有耦合油；内环金属背衬104和外环金属背衬105上有电极，与电极相连接的超声波电源线穿过过线管3接到液体管道2侧壁上安装的电缆密封防爆罩组件4上，再通过电缆密封防爆罩组件4分别与超声波电源两输出极相连接。过线管3、电缆密封防爆罩组件4的作用是向密闭的液体管道2内的超声波换能器1提供超声波电源，并将电源线与液体管道2内的液体隔离。
压电陶瓷管101、内环金属背衬104、外环金属背衬105可以分成多环并列，并分别与超声波电源两输出极相连接，每环之间用中间垫106隔离去耦合，进一步提高了超声波换能器1的工作指向性。中间垫106在本实施例中，起支撑和去耦合两种作用。中间垫106选择聚四氟乙烯材料制成，置于压电陶瓷管101、内环金属背衬104、外环金属背衬105各环之间及两端，用以隔离有害声和有害振动耦合。在本实施例中，超声波换能器1一共有五环，构成阵列式、大功率超声波换能器。
超声波换能器1通过两端的固定支架固定在液体管道2内，液体在液体管道2内流动，超声波换能器1发出的超声波，射向液体管道2内壁，使垢层脱落剥离，达到放垢目的。
图2是所示压电陶瓷管与内外环金属背衬轴向截面结构图。图中，压电陶瓷管101被内环金属背衬104和外环金属背衬105紧密夹在其间，并产生超声波。
本实用新型超声波换能器不限于具体实施方式的范围，一切利用本实用新型发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (2)
1.一种超声波换能器包括压电陶瓷管，支撑轴、透声护筒，其特征在于，压电陶瓷管内侧、外侧分别是与压电陶瓷管紧密套接在一起的内环金属背衬和外环金属背衬，内环金属背衬的内侧通过中间垫套在支撑轴上，外环金属背衬置于透声护筒中，透声护筒与外环金属背衬之间有耦合油；内环金属背衬和外环金属背衬上有电极，分别与超声波电源两输出极相连接。
2.根据权利要求1所述的超声波换能器，其特征在于，所述的压电陶瓷管、内环金属背衬和外环金属背衬可以分成多环并列，并分别与超声波电源两输出极相连接，每环之间用中间垫隔离去耦合。
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- 2004-08-27 CN CN 200420060940 patent/CN2719417Y/zh not_active Expired - Fee Related
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