一种超磁致伸缩超声换能装置的制作方法

本发明属于超声波加工领域，特别涉及一种超磁致伸缩超声换能装置。

背景技术：

由于磁化状态的改变，其长度和体积会发生较大变化，即具有极大的磁致伸缩系数的磁致伸缩材料被称为超磁致伸缩材料（giantmagnetostrictivematerial简称gmm），由于多为稀土构筑，又称稀土超磁致伸缩材料。用该材料制成的激振装置，例如浙江大学的一种激振装置（参考cn1836796），清华大学的超磁致伸缩纵-扭复合振动超声换能器（参考cn103203312a）等，都具有转换率高、能量密度大、响应速度快的优点。

技术实现要素：

本发明提供了一种超磁致伸缩超声换能装置，能够缓解在高频磁场激励下的超磁致伸缩棒上的电涡流以及电涡流引起的发热。

其包括外壳、内壳和底座，以及设在内壳之内的超磁致伸缩棒，

外壳的下方设有液体绝缘树脂的出液口；

内壳的上方设有液体绝缘树脂的进液口；

超磁致伸缩棒由多个彼此之间存在间隔的超磁致切片组成，由此在超磁致伸缩棒的内部形成均匀分布的多个通道；

超磁致伸缩棒的上端与所述进液口连通，下端与所述出液口连通，液体绝缘树脂可以自上而下地流经并填充于多个通道内以形成绝缘膜，出液口与进液口在换能装置的外部通过阀门和泵机连通以形成液体绝缘树脂的流动循环，且所述阀门和泵机与一个控制器信号连接；

所述外壳上还设有用于检测换能装置运行时的实际电流值的电流传感器；

所述内壳上还设有用于检测换能装置内的实际磁场强度的磁场强度传感器；

所述底座上还设有用于检测超磁致伸缩棒的实时温度的温度传感器；

所述控制器被配置为：

当磁场强度损耗率大于设定值时，控制所述阀门和泵机运转，使液体绝缘树脂填充于通道内形成绝缘膜，将超磁致伸缩棒分隔为体积较小的多个超磁致伸缩切片以缓解电涡流效应，直至变化后磁场强度损耗率低于设定值；

当检测出超磁致伸缩棒的工作温度高于标准值时，控制泵机增大运转功率，提高通道内的液体绝缘树脂的流动速度，以便对超磁致伸缩棒进行吸热降温。

所述磁场强度损耗率的计算方法如下：

根据计算出原磁场强度h，其中n为线圈匝数，i为电流传感器测得的实际电流值，为有效磁路长度，将计算出的原磁场强度h减去磁场强度传感器测得的实际磁场强度得出磁场强度差值，用磁场强度差除以原磁场强度h得到磁场强度损耗率。

优选地，每对超磁致切片的相对面上均涂覆有聚四氟乙烯薄膜，用于减少液体绝缘树脂流动时在超磁致切片表面上的粘覆。

本发明的有益效果是：本发明可以缓解在高频磁场激励下的超磁致伸缩棒上的电涡流效应，并用液冷的方式，有效应对由电涡流效应引起的超磁致伸缩棒工作时的发热量，保持超磁致伸缩棒工作时的稳定。

附图说明

图1示出了超磁致伸缩超声换能装置的示意图；

图2示出了超磁致伸缩棒的示意图。

具体实施方式

下面参照附图，详细描述本系统的结构以及所实现的功能。

一种超磁致伸缩超声换能装置，其包括外壳1、内壳2和底座3，以及设在内壳2之内的超磁致伸缩棒4，其特征在于，

外壳1的下方设有液体绝缘树脂的出液口11；

内壳2的上方设有液体绝缘树脂的进液口21；

超磁致伸缩棒4由多个彼此之间存在间隔的超磁致切片组成，由此在超磁致伸缩棒的内部形成均匀分布的多个通道41；

超磁致伸缩棒4的上端与所述进液口21连通，下端与所述出液口11连通，液体绝缘树脂可以自上而下地流经并填充于多个通道41内以形成绝缘膜，出液口11与进液口21在换能装置的外部通过阀门和泵机（未示出）连通以形成液体绝缘树脂的流动循环，且所述阀门和泵机与一个控制器信号连接；

所述外壳1上还设有用于检测换能装置运行时的实际电流值的电流传感器5；

所述内壳2上还设有用于检测换能装置内的实际磁场强度的磁场强度传感器6；

所述底座3上还设有用于检测超磁致伸缩棒的实时温度的温度传感器7；

所述控制器被配置为：

当磁场强度损耗率大于设定值时，控制所述阀门和泵机运转，使液体绝缘树脂填充于通道41内形成绝缘膜，将超磁致伸缩棒分隔为体积较小的多个超磁致伸缩切片以缓解电涡流效应；

当检测出超磁致伸缩棒的工作温度高于标准值时，控制泵机增大运转功率，提高通道41内的液体绝缘树脂的流动速度，以便对超磁致伸缩棒进行吸热降温。

本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。