專利名稱：一種夾心式壓電陶瓷超聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及換能器，尤其涉及一種夾心式壓電陶瓷超聲換能器。
背景技術(shù)：
在大功率超聲換能器中，換能器的實(shí)際輸出功率受到許多因素制約。其中機(jī)械極限是制約換能器輸出功率的一個重要因素。對于夾心式壓電陶瓷超聲換能器，若用
H表示壓電陶瓷及螺栓的最大張應(yīng)力，1-、Timsx表示壓電陶瓷中的預(yù)應(yīng)力及
螺栓中的最大動態(tài)應(yīng)力，表示陶瓷及螺栓的疲勞應(yīng)力極限，則換能器正常工作時(shí)應(yīng)滿足下列條件:
權(quán)利要求
1.一種夾心式壓電陶瓷超聲換能器，包含中心壓電陶瓷片組、前金屬蓋板、后金屬蓋板、螺母、預(yù)應(yīng)力螺栓、金屬電極片組、金屬導(dǎo)電件、預(yù)應(yīng)力螺栓絕緣套管，其特征在于:所述中心壓電陶瓷片組與所述金屬電極片組互相貼合，所述預(yù)應(yīng)力螺栓緊固連接所述前金屬蓋板，所述中心壓電陶瓷片組、所述后金屬蓋板和所述金屬電極片組以所述預(yù)應(yīng)力螺栓為中心軸串接在一起，所述螺母緊固于所述預(yù)應(yīng)力螺栓的一端，所述預(yù)應(yīng)力螺栓穿過所述預(yù)應(yīng)力螺栓絕緣套管，所述前金屬蓋板和所述后金屬蓋板在與所述中心壓電陶瓷片組的非接觸部分內(nèi)部分別開有凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:開在所述前金屬蓋板和所述后金屬蓋板內(nèi)部的凹槽是以預(yù)應(yīng)力螺栓軸心為圓心的環(huán)形槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述前金屬蓋板在中間開有一軸向方向的凹槽，該凹槽直徑與所述預(yù)應(yīng)力螺栓的直徑差值為Imm至2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述開在前金屬蓋板的軸向凹槽底部開有一螺紋凹槽，該螺紋凹槽的直徑適配所述預(yù)應(yīng)力螺栓直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述后金屬蓋板中間有一軸向方向的過孔，該過孔直徑與所述預(yù)應(yīng)力螺栓的直徑差值為Imm至2mm，所述預(yù)應(yīng)力螺栓直徑為8mm至20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述中心壓電陶瓷片組包含從前到后排布的二的整數(shù)倍片壓電陶瓷片，所述金屬電極片組包含與所述壓電陶瓷片數(shù)量相同的金屬電極片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述金屬電極片和所述壓電陶瓷片從前到后交互貼合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述金屬電極片均有露出表面的金屬導(dǎo) 電件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述金屬電極片和所述壓電陶瓷片垂直于軸向方向的截面為圓環(huán)狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾心式壓電陶瓷超聲換能器，其特征在于:所述預(yù)應(yīng)力螺栓的材料為40號鉻鋼或工具鋼或鈦合金，所述螺母和所述后金屬蓋板的材料為45號鋼或銅或鈦合金，所述前金屬蓋板的材料為鋁合金或鋁鎂合金或鈦合金，所述壓電陶瓷材料為PZT-8 或 PZT-4 材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種夾心式壓電陶瓷超聲換能器，包含中心壓電陶瓷片組、前、后金屬蓋板、預(yù)應(yīng)力螺栓、金屬電極片、金屬導(dǎo)電件、絕緣套管和螺母。本發(fā)明在金屬蓋板與壓電陶瓷片非接觸部分開有金屬凹槽，從而控制預(yù)應(yīng)力的方向和大小，使壓電陶瓷堆中得到盡可能均勻的預(yù)應(yīng)力分布。這樣可以很大程度上避免壓電陶瓷材料的損壞，從而提高了夾心式壓電陶瓷超聲換能器的機(jī)械極限，進(jìn)而提高換能器的輸出功率。
文檔編號B06B1/06GK103071612SQ201210582509
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者梁召峰, 周光平, 李正中 申請人:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院