CS272452B1

CS272452B1 - A method of producing an ultrasonic piezoceramic sandwich converter

Info

Publication number: CS272452B1
Application number: CS868537A
Authority: CS
Inventors: Stefan Ing Csc Svehla
Original assignee: Svehla Stefan
Priority date: 1986-11-22
Filing date: 1986-11-22
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS853786A1

Abstract

Spdsob spočívá v tom, že před spojením ultrazvukového sendvičového meniča sa jeho reflektor a radiátor s elektrodami zohrejú nad teplotu 50 °C.The method consists in heating the reflector and radiator with electrodes above 50°C before connecting the ultrasonic sandwich transducer.

Description

Vynález sa týká spůsobu výroby ultrazvukového piezokeramického sendvičového meniča.The invention relates to a process for the production of an ultrasonic piezoceramic sandwich transducer.

Ultrazvukové sond * rove meniče určené pře vačšie ultrazvukové výkony pracujú na základe Langevinovho principu. Obyčajne obsahujú niekol’ko piezokeramických elementov, medzi ktorými sú vložené kovové elektrody, ktoré spolu sú pod určitým tlakorn stlačené spojovacími členmi medzi dve kovové telesá - radiátor a reflektor. Materiál radiátora je obyčajne dural a reflektore ocel’. Ich tepelné roztažnosti, hlavně duralu sú značné vyššie ako je tepelná rozíažnost piezokeramických elementov. Preto po zohriatí týchto ultrazvukových sendvičových:meničov na vyššiu teplotu dochádza k poměrně velkému namáhaniu piezokeramických elementov na tah v radiálnom smere, v ktorom nie sú predpaté. Predpaté sú len v exiál nom smere tlakorn vyvaděným spojovacími členmi. To zapříčiňuje, že piezokeramické elementy často praskajú, čo spósobuje poruchy ultrazvukového meniča a dochádza k jeho postupnému vyradeniu z činnosti.Ultrasonic probes * The transducers designed for ultrasonic performance are based on the Langevin principle. They usually contain several piezoceramic elements, between which are inserted metal electrodes, which together are under certain pressure pressed by connecting members between two metal bodies - radiator and reflector. The radiator material is usually duralumin and reflector steel '. Their thermal expansion, especially duralumin, is considerably higher than the thermal expansion of piezoceramic elements. Therefore, when these ultrasonic sandwich converters have been heated to a higher temperature, the piezoceramic elements are subjected to relatively high stresses in the radial direction in which they are not biased. They are biased only in the extreme direction by the pressurized couplers. This causes the piezoceramic elements to burst frequently, causing ultrasonic transducer malfunctions and phasing out.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje spósob výroby ultrazvukového piezokeramického sendvičového meniča podía vynálezu, ktorého podstatou-je, že před spojením ultrazvukového sendvičového meniča sa reflektor a radiátor spolu s elektrodami zohrejú nad teplotu 50 °C.The above-mentioned drawbacks are overcome by the method of manufacture of the ultrasonic piezoceramic sandwich transducer according to the invention, which consists in that the reflector and radiator together with the electrodes are heated above 50 ° C before the ultrasonic sandwich transducer is connected.

Spósobom výroby ultrazvukového piezokeramického sendvičového meniča sa docieli toho, že za tepla zmontovaný ultrazvukový sendvičový měnič po vychladnutí má zabezpečené nielen v axiálnom ale aj radiálnom smere všesměrové působenie iba tlakových sil vzájomne kolmých na piezokeramické elementy. Postupným ochladzovaním radiátora a reflektore sa tieto síahujú čo sa prejaví prenášaním tlakových napatí na piezokeramické elementy, najma v radiálnom smere. Potom pri zvýšenej prevádzkovej teplote sendvičového meniča sa tlakové napatie v radiálnom smere vplyvom tepelnej rozíažnosti kovových častí vykompenzováva, t.j. klesá přibližné na nulové hodnotu, kedy piezokeramické elementy nie sú ešte namáhané na íah.By producing an ultrasonic piezoceramic sandwich transducer, the hot-mounted ultrasonic sandwich transducer after cooling has not only omnidirectionally applied the pressure forces perpendicular to the piezoceramic elements in the axial but also in the radial direction. By gradual cooling of the radiator and reflector, these are reached, which is manifested by the transmission of pressure stresses to the piezoceramic elements, especially in the radial direction. Then, at an elevated operating temperature of the sandwich converter, the pressure stress in the radial direction is compensated by the thermal expansion of the metal parts, i. it decreases to approximately zero, when the piezoceramic elements are not yet stressed.

Příkladný spósob výroby ultrazvukového piezokeramického sendvičového meniča spojeného středovou skrutkou je nasledovný: Reflektor, radiátor a elektródy sa zohrejú na teplotu 100 °C. Medzi takto zohriaty reflektor, radiátor a elektrodu sa vložia dva piezokeramické elementy a tieto sa zoskrutkujú středovou skrutkou na požadované axiálně predpatie.An exemplary method of manufacturing an ultrasonic piezoceramic sandwich transducer connected by a central screw is as follows: The reflector, radiator and electrodes are heated to 100 ° C. Between the heated reflector, the radiator and the electrode, two piezoceramic elements are inserted and these are screwed by a central screw to the desired axial bias.

Vynález móže byl využitý pri výrobě výkonových sendvičových meničov a kmitavých sústav určených pře ultrazvukové čistenie, zváranie, obrábanie, tváranie, dezintegráciu a dispergáciu kvapalín a podobné.The invention can be used in the manufacture of power sandwich converters and oscillating systems for ultrasonic cleaning, welding, machining, forming, disintegration and dispersion of liquids and the like.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION A method for producing an ultrasonic piezoceramic sandwich transducer consisting of a reflector, a piezo ceramic element, an electrode and a radiator interconnected by a screw, characterized in that the electrode reflector and radiator are heated above 50 ° C prior to joining the ultrasonic sandwich converter.