专利名称：集成式超声波换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波清洗、焊接、探伤用的超声波换能器，特 别是涉及一种超声波清洗设备配用的换能器结构。
背景技术：
现有技术中用于超声波清洗的超声换能结构，均采用分体式换能 结构。即每个换能器在结构上都是互不连接、独立设置的，且每个压电陶瓷片 的辐射面均配置一个喇叭型或圆柱型铝质聚能器，作为声波传输的通道，同时
用于限定压电陶瓷片振荡的频率和振幅；压电陶瓷片的另一侧(即背面)安装 有矫顽力低、电磁性能好的匹配反射块，作为抑制和反射声波的屏蔽装置。这 种传统的分体式换能器结构，在应用中虽具有声波定向、集中、辐射面的声能 损失较小等特点，但在实际工程应用中还存在下述缺陷1、分体式换能器结构 将辐射的声能聚集在较小的区域内，虽然局部清洗的功率较大，但清洗范围过 于集屮，各换能器的辐射边缘易产生空化死角；2、在较大的清洗容积内，需配 置较多数量的换能器。但要使多个换能器调试和保存在同一振幅和同一振荡频 率，在技术上具有相当的难度。即使调试完成后，经长期使用换能器的振荡频 率、振幅也会发生变化，出现偏离设计频率的谐振，由此产生相互干扰，抵消 主振频率；3、分体式换能器在清洗槽上的贴合面积较小，在长期使用中容易脱 落；4、分体式换能器在制造中，需逐个配制聚能器和匹配块，且在换能器装配 调试中，需反复进行性能参数的调整和分组配对，过程较为复杂；5、分体式换 能器配件的材料利用率低，加工精度高，调试难度大，制造成本高等等。综上 所述，现有技术中超声波换能器结构还存在上述缺陷，在工业清洗，特别是在
民用清洗设备的应用中，还霈要进一步改进和完善，亟待研发一种易于调试和 保持振荡z频率、辐射范围大、空化均匀的超声波换能器结构。
发明内容本实用新型所述的集成式超声波换能器的研发目的，是提供一种
由多个换能装置共同安装于同一聚能板的集成式超声波换能器，用以提高换能 器工作参数的稳定性和可靠性，扩大声波辐射的区域，减少换能器的数量，降 低换能器的输入功率和制造成本，使超声波技术可广泛用于民品生产。
本实用新型所述的集成式超声波换能器的技术方案，主要包括每个压电 陶瓷片1的辐射面上装有喇叭形或圆柱形分体聚能块2，分体聚能块2的另一面
安装于聚能板3,压电陶瓷片1的另一面安装有匹配反射块4，连接螺栓5穿过 匹配反射块4、压电陶瓷片1、分体聚能块2，将其紧固于聚能板3，形成由多 个换能器共同安装于同一聚能板的超声波换能器结构。
本实用新型所述的集成式超声波换能器的技术方案是这样实现的各换能 器产生的频率、振幅，可通过聚能板平衡和统一各换能器的工作参数，扩大辐 射面积，使各换能器的声波均匀的传入清洗槽5。
本实用新型所述的集成式超声波换能器，可通过集成式装配，平衡和保持 各换能装置的振荡频率和振荡幅度，在清洗难度较低，清洗槽容积较大的清洗
设备的应用中，具有下述有益效果
1、 多个换能装置的集成装配，有助于增强各换能装置主振频率的一致性 和稳定性，提高清洗质量和效率。
2、 多个换能装置的集成装配，可通过聚能板补充和扩展各换能装置的辐
射范围，减小或消除空化死角，同时可减少换能器的数量，降低超声
波发生器功放电路的输出功率，从而降低能耗和材料成本；
3、 多个换能装置的集成装配，可通过聚能板衔接各换能器辐射范围，使 清洗液各处的空化均匀，有助于提高清洗质量；
4、 多个换能装置的集成装配扩展了聚能器与清洗槽的粘和面积，有利于
提高换能器与清洗槽的连接强度；
5、 多个换能装置的集成装配，可抑制各换能装置产生的不同步振荡频 率，缓解谐振波折射形成的噪声，有助于实现无噪声超声清洗。
图1是集成式超声波换能器用于超声波清洗机的结构示意图
图2是图1的A向视图
图3是简易集成式超声波换能器用于超声波清洗机的结构示意图 图4是图3的A向视图
图中l一压电陶瓷片；2—分体聚能块；3—聚能板
4一匹配反射块；5—连接螺栓；6—清洗槽
具体实施方式
实施例1 本实用新型所述的集成式超声波换能器的实施例1 为采用集成式超声波换能器制作的清洗机或洗碗机(如图l所示)。其中集成式
超声波换能器中的聚能块2和聚能板3，需根据清洗槽规格、清洗液种类、清洗 物的形状、清洗难度并经声学设计后，采用相应的角度、形状和尺寸，且采用 金属材料制作；匹配反射块4采用矫顽力低、电磁性能好的电工纯铁制作；每 个换能器均通过连接螺栓5，将贴合于压电陶瓷片l背面的匹配反射块4、压电 陶瓷片1和装在压电陶瓷片1辐射面的喇叭形或圆柱形分体聚能块2紧固于聚 能板3，并使之形成多个换能器共同安装于同一聚能板的超声波换能器结构。整 体装配后，进行频率、振幅和功率的测试，再经过换能器的常规工艺处理后， 将换能器粘和于清洗槽的底面和侧面。调试并连接与换能器设计参数相匹配的 超声波发生器，使集成式换能器产生稳定的振荡频率，以达到清洗效果。
实施例2为采用简易集成式超声波换能器制作的清洗机(如图2所示)。简
易集成式超声波换能器是省略分体聚能块的换能结构，可显著增强各换能器振 荡频率和振幅的一致性，同时可节省材料消耗，降低制造成本。
权利要求1、集成式超声波换能器的其特征在于多个超声波换能装置共同安装于同一聚能板上，其中，每个压电陶瓷片的辐射面上装有喇叭形或圆柱形分体聚能块，分体聚能块的另一面安装于聚能板，贴合于压电陶瓷片的背面装有匹配反射块，连接螺栓穿过匹配反射块、压电陶瓷片和分体聚能块，将其紧固于聚能板，构成多个换能装置共同安装于同一聚能板的集成式超声波换能器。
2、 按权利要求1所述的集成式超声波换能器，其特征在于聚能板可采用铝 或钢金属材料制作。
专利摘要本实用新型提供一种集成式超声波换能器，即将多个超声波换能装置共同安装于同一聚能板上。其中每个压电陶瓷片的辐射面上装有喇叭形或圆柱形分体聚能块，分体聚能块的另一面安装于聚能板，贴合于压电陶瓷片的背面装有匹配反射块。连接螺栓穿过匹配反射块、压电陶瓷片和分体聚能块，将其紧固于集成聚能板，构成多个换能装置共同安装于同一聚能板的集成式超声波换能器。本实用新型具有工作频率稳定、能量消耗少、制造成本低、清洗效果好等特点。
文档编号B06B1/06GK201189515SQ200720146850
公开日2009年2月4日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者刘春伟, 张爱民, 郭庆松 申请人:河北普莱电器有限公司