专利名称：一种压电陶瓷换能器的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电换能器领域，特别涉及一种适合于户外使用的压电陶瓷换能器。
背景技术：
压电换能器具有发射声波和接收声波的功能，主要用做声学探测产品的探头或声音的发射装置。压电换能器在施加电信号的条件下能发射声波，同时也可以接收声波，转换成电信号，实现声电信号的转换，是一种可以独立工作的换能器单元。压电换能器广泛应用于数据处理、信息处理、通讯、声纳、陀螺、水声器、记步器、激光器、喷墨打印、超声清洗、超声焊接、报警，以及燃气设备等行业和技术领域中。压电陶瓷换能器是本领域中常用的一种压电换能器，其具有可以同时发射声波和接收声波的特点，主要用途是通过向空气中发射声波，声波遇到风的湍流时，会产生微弱的回波信号，利用换能器接收到的回波信号，来计算风湍流信息的功能。由于压电陶瓷换能器声波是向天空中辐射，如果放到户外使用，当遭遇雨、雪天气，雨雪会进入到换能器的振膜，导致振膜和压电陶瓷片的工作失效。目前，使用压电陶瓷作为换能器的主要形式有蜂鸣器、扬声器、超声换能器、水声换能器等。蜂鸣器作为报警器单元使用；扬声器作为音响内的单元使用，不作为外露单元，当用于户外使用时，不能适应雨、雪等恶劣的天气条件；超声换能器主要用于超声清洗机、超声雾化机使用，工作频率很高；水声换能器用于水声声呐使用，不适合用在空气中。因此，具有能适应户外环境、且作为声波收发合置功能的换能器种类很少。常规的压电陶瓷换能器外壳结构一般是直接辐射式的，振膜与空气直接接触，没有防雨雪结构，因此不能满足其在户外的使用需求。虽然可以通过对外壳加装防雨壳，来实现防雨雪的功能，但加装的外壳对换能器灵敏度有较大衰减。所以，需要重新设计压电陶瓷换能器的外壳结构。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提出一种压电陶瓷换能器，适合于户外使用。本发明提出的技术方案如下:一种压电陶瓷换能器，包括上壳体、下壳体、振膜和压电陶瓷叠片，其特征在于，还包括孔状盖板和反射帽，所述孔状盖板水平设置于所述上壳体顶部的开口处，所述孔状盖板与所述上壳体共同形成第一容纳空间，所述反射帽固设于所述孔状盖板底面，位于所述第一容纳空间中；所述下壳体内部形成第二容纳空间，所述振膜和所述压电陶瓷叠片位于所述第二容纳空间中，所述振膜的两端分别固定到所述下壳体的侧壁上，所述振膜的底部连接所述压电陶瓷叠片；所述第一容纳空间和所述第二容纳空间通过扬声通道贯通，所述扬声通道位于所述振膜的上方，所述反射帽非接触地罩于所述扬声通道的上方。其中，所述压电陶瓷叠片的内部结构从上到下分别为:第一双面铜电极引片、第一压电陶瓷片、中间铜电极引片、第二压电陶瓷片、第二双面铜电极引片和阻尼片，上述相邻部件间通过如环氧树脂胶粘剂等胶合在一起。中间铜电极引片的一端向外延伸，在其延伸出的端部设置第一铆钉，第一和第二双面铜电极引片的相对于中间铜电极引片向外延伸的一端的对端分部向外延伸，这两个延伸出的端部分别向内压合，在压合处设置第二铆钉。其中，在所述下壳体的底部具有两个通孔，连接到压电陶瓷叠片两端的信号线和地线通过所述两个通孔与外部电路连接。当压电陶瓷换能器进行声波辐射时，通过外部电路输入到压电陶瓷换能器的信号使压电陶瓷换能器进行声波辐射；当压电陶瓷换能器接收声波时，通过压电陶瓷叠片的本身效应，将接收到的声波转换成电信号，通过信号线和地线输出到外部电路。其中，信号线和地线分别与第一铆钉和第二铆钉相连接。本发明的有益效果在于所提出的压电陶瓷换能器作为收发合置换能器使用，能够适用于户外的自然环境。
图1是本发明提出的压电陶瓷换能器的结构图；图2是图1中所示压电陶瓷叠片的结构图。附图标记说明:
1:孔状盖板2:反射帽3:上壳体
4:下壳体5:振膜6:压电陶瓷叠片
7:排水孔8:扬声通道
61:第一双面铜电极引片 62:中间铜电极引片 63:阻尼片
64:第一压电陶瓷片65:第一铆钉66:第二压电陶瓷片
67:第二双面铜电极引片 68:第二铆钉
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明做进一步的说明。如图1所示的压电陶瓷换能器，包括上壳体3、下壳体4、振膜5和压电陶瓷叠片6，其特征在于，还包括孔状盖板I和反射帽2，所述孔状盖板I设置于所述上壳体3顶部的开口处，所述孔状盖板I与所述上壳体3共同形成第一容纳空间，所述反射帽2固设于所述孔状盖板I底面，位于所述第一容纳空间中；所述下壳体4内部形成第二容纳空间，所述振膜5和所述压电陶瓷叠片6位于所述第二容纳空间中，所述振膜5的两端分别固定到所述下壳体4的侧壁上，所述振膜5的底部连接所述压电陶瓷叠片6 ;所述第一容纳空间和所述第二容纳空间通过扬声通道8贯通，所述扬声通道8位于所述振膜5的上方，所述反射帽2非接触地罩于所述扬声通道8的上方。利用这种压电陶瓷片、振膜和外壳的组合方式，可以使声波有效地从压电陶瓷片振动，振膜的放大、通过外壳结构的传输，向空气中福射声波。由于声波是向天空中福射，会有雨雪进入到换能器的振膜，导致振膜和压电陶瓷片的工作失效，本发明能够防止上述现象产生。由于有反射帽2，因此雨雪很难直接与振膜5和压电陶瓷叠片6接触，减小了振膜损坏的机率。 其中，所述压电陶瓷叠片6的内部结构从上到下依次为:第一双面铜电极引片61、第一压电陶瓷片64、中间铜电极引片62、第二压电陶瓷片66、第二双面铜电极引片67和阻尼片63，上述相邻部件间通过环氧树脂胶粘剂胶合在一起。中间铜电极引片62的一端向外延伸，在其延伸出的端部设置第一铆钉65，第一双面铜电极引片61和第二双面铜电极弓I片67的相对于中间铜电极引片62向外延伸的一端的对端分别向外延伸，这两个延伸出的端部分别向内压合，在压合处设置第二铆钉68。双面铜电极引片61的作用是使上下两个压电陶瓷片64和66的一端导通。中间铜电极引片62的作用是使上下两个压电陶瓷片64和66的另一端导通。压电陶瓷片64的作用是声电信号的转换。其中，在所述下壳体4的正下方具有两个通孔，连接到所述压电陶瓷叠片6两端的信号线和地线通过所述两个通孔与外部电路(图中未示出)连接。当所述压电陶瓷换能器进行声波辐射时，通过外部电路输入到压电陶瓷换能器的信号使压电陶瓷换能器进行声波辐射；当压电陶瓷换能器接收声波时，通过压电陶瓷叠片6的本身效应，将接收到的声波转换成电信号，通过信号线和地线输出到外部电路。其中，信号线和地线与分别与第一铆钉65和第二铆钉68相连接。优选地，所述压电陶瓷换能器的上壳体3下部的侧壁上还设有排水孔7，当有雨水进入上壳体3内部时，会通过排水孔7排出，不会对振膜5造成损坏。优选地，第一双面铜电极引片61和第二双面铜电极引片67的两个延伸出的端部分别向内对称压合。优选地，所述孔状盖板1、反射帽2、上壳体3、下壳体4、振膜5和扬声通道8在竖直方向是同轴的。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换而不脱离本发明技术方案的精神，其均应当涵盖本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种压电陶瓷换能器，包括上壳体(3)、下壳体(4)、振膜(5)和压电陶瓷叠片(6)，其特征在于，还包括孔状盖板(I)和反射帽(2)，所述孔状盖板(I)设置于所述上壳体(3)顶部的开口处，所述孔状盖板(I)与所述上壳体(3)共同形成第一容纳空间，所述反射帽(2)固设于所述孔状盖板(I)底面，位于所述第一容纳空间中；所述下壳体(4)内部形成第二容纳空间，所述振膜(5)和所述压电陶瓷叠片(6)位于所述第二容纳空间中，所述振膜(5)的两端分别固定到所述下壳体(4)的侧壁上，所述振膜(5)的底部连接所述压电陶瓷叠片(6);所述第一容纳空间和所述第二容纳空间通过扬声通道(8)贯通，所述扬声通道(8)位于所述振膜(5)的上方，所述反射帽(2)非接触地罩于所述扬声通道(8)的上方。
2.如权利要求1所述的压电陶瓷换能器，其中，所述压电陶瓷叠片(6)的内部结构从上到下依次为:第一双面铜电极引片(61)、第一压电陶瓷片(64)、中间铜电极引片(62)、第二压电陶瓷片(66)、第二双面铜电极引片￠7)和阻尼片(63)，上述相邻部件间胶合在一起；中间铜电极引片￠2)的一端向外延伸，在其延伸出的端部设置第一铆钉(65)，第一双面铜电极引片(61)和第二双面铜电极引片(67)的相对于中间铜电极引片(62)向外延伸的一端的对端分别向外延伸，这两个延伸出的端部分别向内压合，在压合处设置第二铆钉(68)。
3.如权利要求2所述的压电陶瓷换能器，其中，在所述下壳体(4)的底部具有两个通孔，所述压电陶瓷叠片(6)两端分别连接有信号线和地线，所述信号线和所述地线分别通过所述两个通孔连接到外部电路。
4.如权利要求3所述的压电陶瓷换能器，其中，当所述压电陶瓷换能器进行声波辐射时，通过所述外部电路输入到所述压电陶瓷换能器的信号使所述压电陶瓷换能器进行声波辐射；当所述压电陶瓷换能器接收声波时，通过所述压电陶瓷叠片的本身效应，将接收到的声波转换成电信号，通过所述信号线和所述地线输出到所述外部电路。
5.如权利要求2所述的压电陶瓷换能器，其中，所述胶合是通过环氧树脂胶粘剂来实现的。
6.如权利要求2所述的压电陶瓷换能器，其中，所述压合为对称压合。
7.如权利要求1所述的压电陶瓷换能器，其中，所述上壳体(3)下部的侧壁上还设有排水孔(7)。
8.如权利要求1-7任一项所述的压电陶瓷换能器，其中，所述孔状盖板(I)、反射帽(2)、上壳体(3)、下壳体(4)、振膜(5)和扬声通道(8)在竖直方向是同轴的。
全文摘要
一种压电陶瓷换能器，包括上壳体、下壳体、振膜和压电陶瓷叠片，还包括孔状盖板和反射帽，孔状盖板水平设置于上壳体顶部的开口处，孔状盖板与上壳体共同形成第一容纳空间，反射帽固设于所述孔状盖板底面，位于第一容纳空间中；下壳体内部形成第二容纳空间，所述振膜和所述压电陶瓷叠片位于所述第二容纳空间中，所述振膜的两端分别固定到所述下壳体的侧壁上，所述振膜的底部连接所述压电陶瓷叠片；所述第一容纳空间和所述第二容纳空间通过扬声通道贯通，所述扬声通道位于所述振膜的上方，所述反射帽非接触地罩于所述扬声通道的上方。本发明所提出的压电陶瓷换能器作为收发合置换能器使用，具有防雨雪的功能，适用于户外自然环境。
文档编号H04R17/00GK103152681SQ20131010526
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者周瑜, 冯杰, 程进, 韩翡, 赵龙江, 冯晖 申请人:中国电子科技集团公司第三研究所