專利名稱：集成式超聲波換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超聲波清洗、焊接、探傷用的超聲波換能器，特 別是涉及一種超聲波清洗設(shè)備配用的換能器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中用于超聲波清洗的超聲換能結(jié)構(gòu)，均采用分體式換能 結(jié)構(gòu)。即每個(gè)換能器在結(jié)構(gòu)上都是互不連接、獨(dú)立設(shè)置的，且每個(gè)壓電陶瓷片 的輻射面均配置一個(gè)喇叭型或圓柱型鋁質(zhì)聚能器，作為聲波傳輸?shù)耐ǖ溃瑫r(shí)
用于限定壓電陶瓷片振蕩的頻率和振幅；壓電陶瓷片的另一側(cè)(即背面)安裝 有矯頑力低、電磁性能好的匹配反射塊，作為抑制和反射聲波的屏蔽裝置。這 種傳統(tǒng)的分體式換能器結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用中雖具有聲波定向、集中、輻射面的聲能 損失較小等特點(diǎn)，但在實(shí)際工程應(yīng)用中還存在下述缺陷1、分體式換能器結(jié)構(gòu) 將輻射的聲能聚集在較小的區(qū)域內(nèi)，雖然局部清洗的功率較大，但清洗范圍過 于集屮，各換能器的輻射邊緣易產(chǎn)生空化死角；2、在較大的清洗容積內(nèi)，需配 置較多數(shù)量的換能器。但要使多個(gè)換能器調(diào)試和保存在同一振幅和同一振蕩頻 率，在技術(shù)上具有相當(dāng)?shù)碾y度。即使調(diào)試完成后，經(jīng)長期使用換能器的振蕩頻 率、振幅也會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)偏離設(shè)計(jì)頻率的諧振，由此產(chǎn)生相互干擾，抵消 主振頻率；3、分體式換能器在清洗槽上的貼合面積較小，在長期使用中容易脫 落；4、分體式換能器在制造中，需逐個(gè)配制聚能器和匹配塊，且在換能器裝配 調(diào)試中，需反復(fù)進(jìn)行性能參數(shù)的調(diào)整和分組配對(duì)，過程較為復(fù)雜；5、分體式換 能器配件的材料利用率低，加工精度高，調(diào)試難度大，制造成本高等等。綜上 所述，現(xiàn)有技術(shù)中超聲波換能器結(jié)構(gòu)還存在上述缺陷，在工業(yè)清洗，特別是在
民用清洗設(shè)備的應(yīng)用中，還霈要進(jìn)一步改進(jìn)和完善，亟待研發(fā)一種易于調(diào)試和 保持振蕩z頻率、輻射范圍大、空化均勻的超聲波換能器結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所述的集成式超聲波換能器的研發(fā)目的，是提供一種
由多個(gè)換能裝置共同安裝于同一聚能板的集成式超聲波換能器，用以提高換能 器工作參數(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，擴(kuò)大聲波輻射的區(qū)域，減少換能器的數(shù)量，降 低換能器的輸入功率和制造成本，使超聲波技術(shù)可廣泛用于民品生產(chǎn)。
本實(shí)用新型所述的集成式超聲波換能器的技術(shù)方案，主要包括每個(gè)壓電 陶瓷片1的輻射面上裝有喇叭形或圓柱形分體聚能塊2，分體聚能塊2的另一面
安裝于聚能板3,壓電陶瓷片1的另一面安裝有匹配反射塊4，連接螺栓5穿過 匹配反射塊4、壓電陶瓷片1、分體聚能塊2，將其緊固于聚能板3，形成由多 個(gè)換能器共同安裝于同一聚能板的超聲波換能器結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型所述的集成式超聲波換能器的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的各換能 器產(chǎn)生的頻率、振幅，可通過聚能板平衡和統(tǒng)一各換能器的工作參數(shù)，擴(kuò)大輻 射面積，使各換能器的聲波均勻的傳入清洗槽5。
本實(shí)用新型所述的集成式超聲波換能器，可通過集成式裝配，平衡和保持 各換能裝置的振蕩頻率和振蕩幅度，在清洗難度較低，清洗槽容積較大的清洗
設(shè)備的應(yīng)用中，具有下述有益效果
1、 多個(gè)換能裝置的集成裝配，有助于增強(qiáng)各換能裝置主振頻率的一致性 和穩(wěn)定性，提高清洗質(zhì)量和效率。
2、 多個(gè)換能裝置的集成裝配，可通過聚能板補(bǔ)充和擴(kuò)展各換能裝置的輻
射范圍，減小或消除空化死角，同時(shí)可減少換能器的數(shù)量，降低超聲
波發(fā)生器功放電路的輸出功率，從而降低能耗和材料成本；
3、 多個(gè)換能裝置的集成裝配，可通過聚能板銜接各換能器輻射范圍，使 清洗液各處的空化均勻，有助于提高清洗質(zhì)量；
4、 多個(gè)換能裝置的集成裝配擴(kuò)展了聚能器與清洗槽的粘和面積，有利于
提高換能器與清洗槽的連接強(qiáng)度；
5、 多個(gè)換能裝置的集成裝配，可抑制各換能裝置產(chǎn)生的不同步振蕩頻 率，緩解諧振波折射形成的噪聲，有助于實(shí)現(xiàn)無噪聲超聲清洗。

圖1是集成式超聲波換能器用于超聲波清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是圖1的A向視圖
圖3是簡易集成式超聲波換能器用于超聲波清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖4是圖3的A向視圖
圖中l(wèi)一壓電陶瓷片；2—分體聚能塊；3—聚能板
4一匹配反射塊；5—連接螺栓；6—清洗槽
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 本實(shí)用新型所述的集成式超聲波換能器的實(shí)施例1 為采用集成式超聲波換能器制作的清洗機(jī)或洗碗機(jī)(如圖l所示)。其中集成式
超聲波換能器中的聚能塊2和聚能板3，需根據(jù)清洗槽規(guī)格、清洗液種類、清洗 物的形狀、清洗難度并經(jīng)聲學(xué)設(shè)計(jì)后，采用相應(yīng)的角度、形狀和尺寸，且采用 金屬材料制作；匹配反射塊4采用矯頑力低、電磁性能好的電工純鐵制作；每 個(gè)換能器均通過連接螺栓5，將貼合于壓電陶瓷片l背面的匹配反射塊4、壓電 陶瓷片1和裝在壓電陶瓷片1輻射面的喇叭形或圓柱形分體聚能塊2緊固于聚 能板3，并使之形成多個(gè)換能器共同安裝于同一聚能板的超聲波換能器結(jié)構(gòu)。整 體裝配后，進(jìn)行頻率、振幅和功率的測試，再經(jīng)過換能器的常規(guī)工藝處理后， 將換能器粘和于清洗槽的底面和側(cè)面。調(diào)試并連接與換能器設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配的 超聲波發(fā)生器，使集成式換能器產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩頻率，以達(dá)到清洗效果。
實(shí)施例2為采用簡易集成式超聲波換能器制作的清洗機(jī)(如圖2所示)。簡
易集成式超聲波換能器是省略分體聚能塊的換能結(jié)構(gòu)，可顯著增強(qiáng)各換能器振 蕩頻率和振幅的一致性，同時(shí)可節(jié)省材料消耗，降低制造成本。
權(quán)利要求1、集成式超聲波換能器的其特征在于多個(gè)超聲波換能裝置共同安裝于同一聚能板上，其中，每個(gè)壓電陶瓷片的輻射面上裝有喇叭形或圓柱形分體聚能塊，分體聚能塊的另一面安裝于聚能板，貼合于壓電陶瓷片的背面裝有匹配反射塊，連接螺栓穿過匹配反射塊、壓電陶瓷片和分體聚能塊，將其緊固于聚能板，構(gòu)成多個(gè)換能裝置共同安裝于同一聚能板的集成式超聲波換能器。
2、 按權(quán)利要求1所述的集成式超聲波換能器，其特征在于聚能板可采用鋁 或鋼金屬材料制作。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種集成式超聲波換能器，即將多個(gè)超聲波換能裝置共同安裝于同一聚能板上。其中每個(gè)壓電陶瓷片的輻射面上裝有喇叭形或圓柱形分體聚能塊，分體聚能塊的另一面安裝于聚能板，貼合于壓電陶瓷片的背面裝有匹配反射塊。連接螺栓穿過匹配反射塊、壓電陶瓷片和分體聚能塊，將其緊固于集成聚能板，構(gòu)成多個(gè)換能裝置共同安裝于同一聚能板的集成式超聲波換能器。本實(shí)用新型具有工作頻率穩(wěn)定、能量消耗少、制造成本低、清洗效果好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B06B1/06GK201189515SQ200720146850
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者劉春偉, 張愛民, 郭慶松 申請(qǐng)人:河北普萊電器有限公司