一种带冷却装置的超声波换能器的制作方法

本发明涉及超声波换能器技术领域，特别涉及一种带冷却装置的超声波换能器。

背景技术：

由于超声波在介质中传播时会产生许多物理、化学和生物效应，超声学在工业、农业、生物医药等方面的应用都日益广泛。超声应用一般都是通过超声换能器在超声频率范围内将交变电能转换成超声振动，实现能量转换。由于超声换能器在能量转换过程中存在一定的消耗，具体表现为换能器振子会产生发热现象，长时间大功率工况下尤为明显，直接影响换能器的性能甚至造成损坏。因此大功率超声应用时必须考虑换能器的散热。目前通用的做法是采用压缩空气冷却，直接将压缩空气接入换能器壳体中，可以较好地解决换能器冷却问题，但是这种方式对压缩空气的要求较高，需要干燥清洁的气源，对于无气源场合使用不便。除此之外也有采用液冷系统的换能器设计，但是这种方式结构复杂，加工比较困难，而且价格昂贵，难以大批量生产使用。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题，而提供一种带冷却装置的超声波换能器。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种带冷却装置的超声波换能器，包括换能器振子和换能器外壳，其创新点在于：还包括出气管、防尘滤网、进气管、换能器后盖、接头、风机、干燥盒、第一密封圈、第二密封圈、盖板、压电陶瓷和预应力螺栓；所述换能器振子固定连接在换能器外壳的左端，所述换能器振子和换能器外壳的连接处设有第一密封圈；所述压电陶瓷和盖板通过预应力螺栓固定连接在换能器振子的右侧面上，所述压电陶瓷位于盖板的左侧；所述换能器后盖固定连接在换能器外壳的右端，所述换能器外壳与换能器后盖的连接处设有第二密封圈；所述出气管和进气管固定连接在换能器后盖上，所述出气管和进气管的一端均延伸至压电陶瓷的附近，所述出气管和进气管的另一端上均设有用于防尘的防尘滤网；所述风机的一端与进气管连通在一起，所述风机的另一端上连通有一个防止进气气流湿度过大的干燥盒；所述换能器后盖上还连接有一个用于供电的接头。

作为优选，所述防尘滤网为活性炭过滤网。

作为优选，所述第一密封圈和第二密封圈均为橡胶密封圈。

作为优选，所述风机为真空风机。

本发明的有益效果：

(1)本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，功能齐全，无需外部气源即可实现换能器高效冷却，保证换能器大功率工况下长时间稳定运行。

(2)本发明安装有风机和进、出气管，气管延伸至换能器振子压电陶瓷晶堆附近，风机产生高速气流，通过进、出气管在压电陶瓷附近形成高速对流，带走换能器工作时的热量，实现高效迅速冷却的效果。

(3)本发明通过在风机和进、出气管端口安装防尘滤网和干燥盒，实现防水防尘的效果，保证冷却装置能够长时间运行。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图。

1-换能器振子；2-换能器外壳；3-出气管；4-防尘滤网；5-进气管；6-换能器后盖；7-接头；8-风机；9-干燥盒；10-第一密封圈；11-第二密封圈；12-盖板；13-压电陶瓷；14-预应力螺栓。

具体实施方式

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种带冷却装置的超声波换能器，包括换能器振子1和换能器外壳2，还包括出气管3、防尘滤网4、进气管5、换能器后盖6、接头7、风机8、干燥盒9、第一密封圈10、第二密封圈11、盖板12、压电陶瓷13和预应力螺栓14；所述换能器振子1固定连接在换能器外壳2的左端，所述换能器振子1和换能器外壳2的连接处设有第一密封圈10；所述压电陶瓷13和盖板12通过预应力螺栓14固定连接在换能器振子1的右侧面上，所述压电陶瓷13位于盖板12的左侧；所述换能器后盖6固定连接在换能器外壳2的右端，所述换能器外壳2与换能器后盖6的连接处设有第二密封圈11；所述出气管3和进气管5固定连接在换能器后盖6上，所述出气管3和进气管5的一端均延伸至压电陶瓷13的附近，所述出气管3和进气管5的另一端上均设有用于防尘的防尘滤网4；所述风机8的一端与进气管5连通在一起，所述风机8的另一端上连通有一个防止进气气流湿度过大的干燥盒9；所述换能器后盖6上还连接有一个用于供电的接头7。

其中，所述防尘滤网4为活性炭过滤网；所述第一密封圈10和第二密封圈11均为橡胶密封圈；所述风机8为真空风机。

本发明的使用状态为：本装置安装有防尘滤网4可以保证通风的同时起到防尘的作用，进风管5外侧安装风机8，风机8另一侧设置干燥盒9，防止进气湿度过高，通过风机8和进、出风管，在压电陶瓷13附近形成高速对流，将换能器工作时压电陶瓷13产生的热量带出，实现对换能器高效快速冷却的效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种带冷却装置的超声波换能器，本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，功能齐全，无需外部气源即可实现换能器高效冷却，保证换能器大功率工况下长时间稳定运行；本发明安装有风机和进、出气管，气管延伸至换能器振子压电陶瓷晶堆附近，风机产生高速气流，通过进、出气管在压电陶瓷附近形成高速对流，带走换能器工作时的热量，实现高效迅速冷却的效果；本发明通过在风机和进、出气管端口安装防尘滤网和干燥盒，实现防水防尘的效果，保证冷却装置能够长时间运行。

技术研发人员：周宏建;左斌;石新华;段忠福
受保护的技术使用者：上海骄成机电设备有限公司
技术研发日：2018.12.07
技术公布日：2019.02.22