专利名称：超声换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电固体器件，特别是涉及电致伸缩超声换能器件。
现代塑料焊接机械广泛使用超声换能器件产生20千赫以上的机械振动，将其传递给焊接头以焊接热塑性塑料。用于这一目的的换能器大都是电致伸缩型的，以使用锆钛酸铅(PZT)压电晶片为主。电力变换电路将50赫兹市电变换为几百至几千瓦的超音频电力，谐振电压达两三千伏，将其施加于所述超声换能器件上，即可得到同频率的纵波机械振动。
现有技术用于塑料焊接的超声换能器，常包含多达四片的锆钛酸铅晶体，如
图1所示，各晶片2呈圆饼状，中间有孔，在其内衬以绝缘套管6′后，用内六角头螺栓7′穿越上座1′再穿于其中，螺栓7′下部旋入下座5′，将所述各晶片夹紧。由于下座5′的中心螺纹孔51′并不贯通，其长度有限，所以各晶片2夹紧后只有有限数量的螺纹牙受力，如此结构经过一段时间工作后，常发现所述螺纹孔51′滑牙或者螺栓7′折断。而且由于大功率超声振动，各晶片互相撞击以致碎裂，令所述换能器损毁而无法工作。
本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种改良的超声换能器，利用这种换能器配合增幅器和焊接头焊接塑料制品，工作可靠，下座5的内螺纹不容易滑牙，螺栓7也不会折断，压电晶体2尽管多达四片，却不会互相撞击而碎裂。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现设计制作一种超声换能器，包括上座、各压电晶片、下座，以及套管和螺栓。各晶片和各接触电极片夹在上座和下座之间，具有共同的中心轴线。所述上座是圆柱体，中心有轴向贯通孔。所述下座中心也有轴向贯通孔，其上段为直孔，往下一直到底部都是孔径略小的螺纹孔。螺栓自上而下旋入下座内贯穿所述换能器，其上端并旋入螺帽压于上座的顶面，令各压电晶片和各电极片夹紧在上座和下座之间，各晶片和电极片的接触面上有胶粘物质层。
附图的图面说明如下图1是现有技术超声换能器的构造简图；图2是本实用新型超声换能器的半剖面组装图；图3是所述换能器下座5的投影图。
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述如图2所示，本实用新型超声换能器包括上座1、多片锆钛酸铅压电晶片2、下座5，以及套管6和螺栓7。各晶片2和各接触电极片4相间迭置，夹在上座1和下座5之间，具有共同的中心轴线。所述上座1是圆柱体，中心有轴向贯通孔。所述下座5中心也有轴向贯通孔，其上段53为直孔，往下一直到底部55都是孔径略小的螺纹孔51。螺栓7自上而下旋入下座5内贯穿所述换能器，其上端并旋入螺帽8压于上座1的顶面，令各压电晶片2和各电极片4夹紧在上座1和下座5之间。各晶片2和电极片4的接触面上有胶粘物质层3，通常这种胶粘物质层3是环氧树脂薄层，但也可以使用其他韧性较好的粘接剂。胶粘物质层3填补了各晶片2和与之接触的电极片4之间的微小空隙，避免了工作时的放电发热现象，而且由于晶片2和电极片4紧粘在一起，振动撞击和滑动位移也不大可能了，从而进一步减少工作时发热和避免晶片碎裂。
所述套管6用绝缘材料制成，套于螺栓7的上中段。各压电晶片2同极性相对，经电极片4引出，各晶片2的负极并分别同上座1和下座5接触，与之等电位。电极片4一般用纯铜板冲压成，同极性的两片用软导线连接。螺栓7同上座1和下座5等电位，套管6将其同各压电晶片2从电位上隔离。所述下座5，见图3，大部分是圆柱体，唯上段小部分52直径较大，其轴向中心孔53直径也比下部螺纹孔51大，形成朝上的喇叭状开口，并且在周边钻有多个轴向散热小孔54。上座1和下座5均用铝合金制成。上座1也称压块，在有些场合可以用较硬的钢材制作。
同现有技术相比较，本实用新型的超声换能器工作可靠，寿命长久，不容易损坏，成本也不比现有技术产品更高。
权利要求1.一种超声换能器，包括上座(1)、各压电晶片(2)、下座(5)，以及套管(6)和螺栓(7)，各晶片(2)和各接触电极片(4)夹在上座(1)和下座(5)之间，具有共同的中心轴线，其特征在于所述上座(1)是圆柱体，中心有轴向贯通孔；所述下座(5)中心也有轴向贯通孔，其上段(53)为直孔，往下一直到底部(55)都是孔径略小的螺纹孔(51)；螺栓(7)自上而下旋入下座(5)内贯穿所述换能器，其上端并旋入螺帽(8)压于上座(1)的顶面，令各压电晶片(2)和各电极片(4)夹紧在上座(1)和下座(5)之间，各晶片(2)和电极片(4)的接触面上有胶粘物质层(3)。
2.按照权利要求1所述的超声换能器，其特征在于所述胶粘物质层(3)是环氧树脂薄层。
3.按照权利要求1所述的超声换能器，其特征在于所述螺栓(7)在其长度的全范围内都切削有螺纹。
4.按照权利要求1所述的超声换能器，其特征在于所述上座(1)和下座(5)均用铝合金制成。
专利摘要一种超声换能器,在上座1和下座5之间夹着多片压电晶片2和电极片4,它们有共同的中心轴线。上座1是圆柱体,中心有轴向贯通孔。下座5中心也有轴向贯通孔,其上中部直至底部55都是螺纹孔51。螺栓7自上而下贯穿所述换能器,将晶片2和电极片4压紧。各晶片2和电极片4的接触面上有胶粘物质层3,它们通常是环氧树脂薄层。所述换能器工作可靠,寿命长久,不容易损坏,成本同现有技术产品一样。
文档编号H01L41/083GK2289614SQ97201560
公开日1998年9月2日 申请日期1997年2月27日 优先权日1997年2月27日
发明者孟明华 申请人:孟明华