TWI513095B - 超音波共振導波裝置 - Google Patents

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TWI513095B
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Li Hua Wang
Tai Ping Tsai
Yi Chin Lee
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Ind Tech Res Inst
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Description

超音波共振導波裝置
一種超音波共振導波裝置。
利用超音波，以改善工件之拉伸應力，藉以提高工件壽命的方式已行之有年。
上述之方式，其係將一工件浸於一工作液體，如水，並於工件的上方放置一超音波產生器，超音波產生器係產生一超音波，藉此於工件表面產生有氣泡，氣泡則進一步產生一衝擊波(Shock Wave)，藉以改善工件之拉伸應力。
但於實際實施時，超音波產生器的超音波探頭與工件之間無任何間隔結構，當超音波探頭越接近工件時，易造成工件與超音波探頭碰撞，進而造成二者毀損。
上述之氣泡並未侷限於一空間中，所以氣泡係處於一種不穩定狀態，故涵蓋工件的範圍較小，再者，超音波的能量易於擴散，並且不集中於工件，所以消耗能量且控制不易。
於一實施例，本揭露之技術手段在於提供一種超音波共振導波裝置，其包含有：一超音波產生器；以及一導波管，其一端係耦接該超音波產生器。
以下係藉由特定的具體實施例說明本揭露之實施方式，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容，輕易地瞭解本揭露。
請配合圖1所示，本揭露係一種超音波共振導波裝置，其具有一控制單元1、一超音波產生器2、一導波管3與一連結單元4。
控制單元1具有一訊號產生器10、一能量放大器11與一示波器12，控制單元1能夠進一步選擇性具有一溫度控制器13。
訊號產生器10係能使超音波產生器2產生一超音波，能量放大器11係能夠放大超音波的能量，示波器12係能夠偵測超音波之波長。
超音波產生器2的一端具有一調整螺桿20超音波產生器2的另端具有一變幅桿21，超音波產生器2係電性耦接控制單元1，超音波產生器2具有一應用頻率，該應用頻率為5kHz至60kHz。
導波管3為一中空管體，導波管3的材質為壓克力或金屬類，如不鏽鋼或鈦，超音波產生器2具有變幅桿21的一端係穿設於導波管3中，導波管3的形狀能夠為一直管體或一具有可變截面之管體，如錐形管，導波管3遠離超音波產生器2的一端具有一視窗30。
連結單元4係設於超音波產生器2與導波管3之間，超音波產生器2具有變幅桿21的一端係穿設於連結單元4，再穿設於導波管3中，連結單元4係使超音波產生器2 與導波管3二者相互耦接。
請再配合參考圖1所示，一工件5係放置於一工作液體60中，導波管3與超音波產生器2係放置於工作液體60中，並位於工件5上，溫度控制器13亦放入工作液體60中，超音波產生器2係能夠選擇性部分或全部浸於工作液體60中。
導波管3與工件5之間能夠選擇性設有一緩衝墊50。
當超音波產生器2設於工作液體60，並且超音波產生器2開始作動時，工作液體60會對應超音波產生器2之超音波，而產生一聲波，導波管3的截面之寬度或半徑係小於工作液體60的聲波波長之半，其係使導波管3於一長度方向的每一截面之超音波強度為一近乎均值，舉例而言，若工作液體60具有一波長，則導波管3的截面之寬度或半徑係小於該波長之半。
導波管3的長度為一第一預定長度L1與一第二預定長度L2之總合，第一預定長度L1為一超音波於工作液體60中的n/4波長，超音波為超音波產生器2所產生，舉例而言，若超音波於工作液體60具有一波長，則第一預定長度L1為n/4波長，n為一奇數。
導波管3的管壁係大於1mm，其係使導波管3具有剛性。
第二預定長度L2為超音波於變幅桿21中的波長之m/4，舉例而言，若超音波於變幅桿21中具有一波長，則第二預定長度L2為m/4波長，m為一奇數。
調整螺桿20係能夠調整超音波產生器2相對於工件5 的距離，調整螺桿20的調整範圍為超音波於工作液體60中的±1/4波長，舉例而言，若超音波於工作液體60具有一波長，則超音波產生器2係能調整該波長的±1/4。
超音波產生器2係產生超音波，超音波藉由導波管3的引導，以及工作液體60的傳導，而使工件5表面形成有氣泡，當氣泡破裂時，則進一步產生一衝擊波，藉以改善工件5之拉伸應力。
溫度控制器13係能夠調整溫度範圍為20~60℃，其係使工作液體60維持於20~60℃之溫度，該溫度為產生氣泡之最佳溫度。
視窗30能夠觀察氣泡於工件5表面所形成的狀態。
綜合上述，導波管3係能夠將氣泡侷限於一空間，而使氣泡處於一種穩度的狀態，並且超音波的能量易於集中，即可集中於工件，故可易於控制且降低能量消耗。
惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本揭露，而非用於限定本揭露之可實施範疇，於未脫離本揭露上揭之精神與技術範疇下，任何運用本揭露所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
1‧‧‧控制單元
10‧‧‧訊號產生器
11‧‧‧能量放大器
12‧‧‧示波器
13‧‧‧溫度控制器
2‧‧‧超音波產生器
20‧‧‧調整螺桿
21‧‧‧變幅桿
3‧‧‧導波管
30‧‧‧視窗
4‧‧‧連結單元
5‧‧‧工件
50‧‧‧緩衝墊
60‧‧‧工作液體
L1‧‧‧第一預定長度
L2‧‧‧第二預定長度
圖1係本揭露之一種超音波共振導波裝置之示意圖。
1‧‧‧控制單元
10‧‧‧訊號產生器
11‧‧‧能量放大器
12‧‧‧示波器
13‧‧‧溫度控制器
2‧‧‧超音波產生器
20‧‧‧調整螺桿
21‧‧‧變幅桿
3‧‧‧導波管
30‧‧‧視窗
4‧‧‧連結單元
5‧‧‧工件
50‧‧‧緩衝墊
60‧‧‧工作液體
L1‧‧‧第一預定長度
L2‧‧‧第二預定長度

Claims (13)

  1. 一種超音波共振導波裝置，用以處理一工件表面應力，其裝置包含有：一控制單元；一超音波產生器，其係耦接該控制單元，以產生一超音波，該超音波產生器的一端具有一變幅桿；以及一導波管，其為一中空管體，該導波管的一端係耦接該超音波產生器，該導波管的截面之寬度或半徑係小於一工作液體的波長之半，該導波管的長度為一第一預定長度與一第二預定長度之總合，該第一預定長度為一超音波於該工作液體中的n/4波長，該第二預定長度為該超音波於該變幅桿中的波長之m/4，n與m分別為一奇數，該超音波產生器具有該變幅桿的一端係穿設於該導波管。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該超音波產生器的另端具有一調整螺桿。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該超音波產生器具有一應用頻率。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之超音波共振導波裝置，其中該應用頻率為5kHz至60kHz。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該導波管的形狀能夠為一直管體或一具有可變截面之管體。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該導波管的材質為壓克力或金屬類。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之超音波共振導波裝置，其中該金屬類為不鏽鋼或鈦。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該導波管的管壁係大於1mm。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該導波管具有一視窗。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該導波管的一端具有緩衝墊。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其進一步具有一連結單元，該連結單元係設於該超音波產生器與該導波管之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該控制單元具有一溫度控制器。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之超音波共振導波裝置，其中該控制單元具有一訊號產生器、一能量放大器與一示波器。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104485097B (zh) * 2014-12-10 2018-08-31 深圳雅图数字视频技术有限公司 声波可视化装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2203976Y (zh) * 1994-10-20 1995-07-26 江苏省连云港市电子研究所 一种液体的超声波处理器
JP2002144155A (ja) * 2000-11-14 2002-05-21 Takehiko Watanabe 液体中での超音波振動付加による引張残留応力の除去方法
JP2004174630A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Niigata Tlo:Kk 超音波照射による残留引張応力除去と圧縮応力付与方法及びその装置
CN2774649Y (zh) * 2005-03-23 2006-04-26 深圳职业技术学院 超声液体处理换能装置
CN1851316A (zh) * 2006-05-24 2006-10-25 北京中科爱生环境技术有限公司 声学谐振腔式声导管
CN102002581A (zh) * 2010-12-17 2011-04-06 南车长江车辆有限公司 一种超声冲击消除焊接中残余应力的方法及其应用
CN202427440U (zh) * 2011-12-29 2012-09-12 宋丽华 集成式微波-超声反应器
CN102721457B (zh) * 2012-05-29 2013-09-04 华中科技大学 超声散斑水下稳态振动测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Yeong-Jern Chen, Li-Wu Huang, and Teng-Shih Shih, "Marking Oxide Films on the Section of Al-XSi Alloys by Ultrasonic-vibration Treatment", Materials Transactions 2003, vol. 44, no. 6, p.p. 1190-1197. *
Younho Cho, "Estimation of Ultrasonic Guided Wave Mode Conversion in a Plate with Thickness Variation", IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control May 2000, vol. 47, no. 3, p.p. 591-603 *

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