一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片及超声波清洗机的制作方法

本发明涉及超声波清洗设备技术领域，尤其涉及一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片及超声波清洗机。

背景技术：

压电陶瓷片是超声波清洗的核心组件，是产生超声振动的功能元件。随着超声清洗技术的发展，超声清洗已经走进千家万户。人们对超声清洗的要求也越来越高。性能方面要求高输出功率、低噪音和高稳定性；体验感方面要求轻便和小巧。超声清洗时会产生每秒高达20000hz以上的超声波，高振幅的超声振动会使清洗剂产生强烈的空化并伴随高速的微射流，空化过程中产生的超声振动和微射流可以非常有效清洗各种污渍，配合是适当的清洗剂效果更佳。

现有的压电陶瓷片采用的是圆形的压电陶瓷片或纵向压电换能器与清洗槽体组合，圆形的压电陶瓷片采用的是压电陶瓷片的径向频率或厚度频率。纵向压电陶瓷片换能器是将陶瓷和结构件组合成一个较大的换能器。

常用的超声清洗频率在20-150khz之间，同时实现高频和高输出功率是技术难题：频率越高，通常噪音越小，输出功率越高，清洗效果越好。

采用圆形压电陶瓷片：圆形压电陶瓷片利用的是陶瓷的径向频率和厚度频率，由于陶瓷片的厚度通常较小(厚度越大驱动电压越高)，所以厚度频率通常在几百或几千赫兹，频率过高很难实现高输出功率；径向频率取决于陶瓷片的直径，直径越小频率越高，因此频率越高，输出功率就越小，因此圆形陶瓷片很难同时实现高频和高输出功率。

采用纵向换能器：换能器的结构形式决定了换能器需要较大的安装空间，换能器厚度越小，则频率越高，同样输出功率也越小。

无论用圆形压电陶瓷片，还是纵向换能器都难以同时实现高频高输出功率。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种能够同时实现高频高输出功率的用于超声波清洗的方形压电陶瓷片及超声波清洗机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片，所述方形压电陶瓷片呈方形，形成长度尺寸、宽度尺寸和厚度尺寸，所述长度尺寸形成一长度频率和一长度功率、所述宽度尺寸形成一宽度频率和一宽度功率、所述厚度尺寸形成一厚度频率和一厚度功率，所述长度尺寸、所述长度尺寸和所述厚度度尺寸中的其中一个为输出功率，剩下两个中的至少一个为振动频率。

进一步的，所述宽度频率为振动频率，所述长度功率为输出功率。

进一步的，所述方形压电陶瓷片的四角设有倒角或倒圆角。

进一步的，所述方形压电陶瓷片贴覆在绝缘片上。

进一步的，所述绝缘片为电木板。

进一步的，所述方形压电陶瓷片的输出功率大于或等于10瓦小于或等于50瓦。

进一步的，所述方形压电陶瓷片确定振动频率大于或等于20khz小于或等于200khz。

本发明还提供一种超声波清洗机，包括至少一块方形压电陶瓷片，所述方形压电陶瓷片形成长度尺寸、宽度尺寸和厚度尺寸，所述长度尺寸形成一长度频率和一长度功率、所述宽度尺寸形成一宽度频率和一宽度功率、所述厚度尺寸形成一厚度频率和一厚度功率，所述长度尺寸、所述长度尺寸和所述厚度度尺寸中的其中一个为输出功率，剩下两个中的至少一个为振动频率。

进一步的，所述方形压电陶瓷片的所述宽度频率为振动频率，所述长度功率为输出功率。

进一步的，所述方形压电陶瓷片的四角设有倒角或倒圆角。

本发明的有益效果在于：方形压电陶瓷片相对于圆形压电陶瓷片多了一组尺寸参数，同时具有长度方向振动频率(长度频率)、宽度方向振动频率(宽度频率)和厚度方向振动频率(厚度频率)，因此方形压电陶瓷片在频率的选择上更有优势。这种优势体现在，当选用陶瓷片的长度频率时，在宽度方向的尺寸可以有较大的变化范围，使得可选择的输出功率有较大范围，宽度越大，陶瓷片可以输出的输出功率越大；同样在选用陶瓷片的宽度频率时，陶瓷片在长度方向的尺寸也可以变化很大，长度越大，陶瓷片可以输出的输出功率越大，因此方形压电陶瓷片可以在保证高频率工作的同时，输出高输出功率，即可以采用宽度方向为振动频率保证高频率，采用长度方向保证高输出功率方式，陶瓷片的带宽更宽，工作稳定性更好。当清洗机的槽体是方形时，还可以使槽内的超声场更为均匀(陶瓷面覆盖槽底更大)，清洗盲区更少，清洗效果更佳。

附图说明

图1是本发明实施例一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片的结构示意图；

图2是本发明实施例绝缘片的结构示意图；

图3是本发明实施例一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片与绝缘片的结构示意图。

标号说明：

10、方向压电陶瓷片；20、绝缘皮；21、延伸边。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片及超声波清洗机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1-图3，一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片10，方形压电陶瓷片10呈方形，长度尺寸形成一长度频率和一长度功率、宽度尺寸形成一宽度频率和一宽度功率、厚度尺寸形成一厚度频率和一厚度功率，长度尺寸、长度尺寸和厚度度尺寸中的其中一个为输出功率，剩下两个中的至少一个为振动频率。

方形压电陶瓷片10相对于圆形压电陶瓷片多了一组尺寸参数，同时具有长度方向振动频率(长度频率)、宽度方向振动频率(宽度频率)和厚度方向振动频率(厚度频率)，因此方形压电陶瓷片10在频率的选择上更有优势。这种优势体现在，当选用陶瓷片的长度频率时，在宽度方向的尺寸可以有较大的变化范围，使得可选择的输出功率有较大范围，宽度越大，陶瓷片可以输出的输出功率越大；同样在选用陶瓷片的宽度频率时，陶瓷片在长度方向的尺寸也可以变化很大，长度越大，陶瓷片可以输出的输出功率越大，因此方形压电陶瓷片10可以在保证高频率工作的同时，输出高输出功率，即可以采用宽度方向为振动频率保证高频率，采用长度方向保证高输出功率方式，陶瓷片的带宽更宽，工作稳定性更好。当清洗机的槽体是方形时，还可以使槽内的超声场更为均匀(陶瓷面覆盖槽底更大)，清洗盲区更少，清洗效果更佳。

需要说明的是，方形压电陶瓷片10具有长度尺寸、宽度尺寸和厚度尺寸，即同时具备长度频率、宽度频率和厚度频率，也同时具备长度功率、宽度功率和厚度功率，振动频率和输出功率无法选择相同的方向，根据驱动电路激活相应的振动频率和输出功率。由于压电陶瓷片的厚度尺寸通常为毫米级，厚度非常薄，厚度频率通常在几百或几千赫兹，难以用于超声清洗。

可以理解的，本发明的宽度尺寸和长度尺寸是相对而言的。

一般而言，可以根据需要任意选择长度频率、宽度频率和厚度频率之一或者其中两者的结合作为振动频率，作为本发明的一种优选方式，方形压电陶瓷片10的宽度频率为振动频率，长度功率为输出功率。宽度尺寸确定振动频率，长度尺寸确定输出功率，这样能保证一个适宜的振动频率下，根据需要大范围的调整输出功率，即可以同时做到高频率和高输出功率。

特别的，方形压电陶瓷片10的四角设有倒角或倒圆角。设置倒角和倒圆角可以避免刮伤，对于椭圆形的槽体更为适配。

一般的，方形压电陶瓷片10贴覆在绝缘片20上。可以理解的，绝缘片20需要覆盖方形压电陶瓷片10，即覆盖方形压电陶瓷片10，一般的，绝缘片20的面积大于或等于方形压电陶瓷片10的面积，优选的，绝缘片20的面积大于方形压电陶瓷片10的面积，并延伸出方形压电陶瓷片10外、形成一延伸边21。可以理解的，绝缘片20的外形尺寸需要满足相关安规认证的要求。

优选的，绝缘片20为电木板。电木板具有绝缘、不产生静电、耐磨及耐高温等特性，由绝缘浸渍纸浸以酚醛树脂，经烘焙、热压而成。

作为本发明的一种优选方式，方形压电陶瓷片10的输出功率大于或等于10瓦小于或等于50瓦。方向压电陶瓷片输出功率小于10瓦时一般难以产生出适合超声波清洗的超声波，大于50瓦时一般可以直接使用体积较大的换能器，输出功率过压电陶瓷片难以承受，容易损坏。

作为本发明的一种优选方式，方形压电陶瓷片10确定振动频率大于或等于20khz小于或等于200khz。优选的，振动频率为大于或等于20khz，小于或等于150khz。

本发明还提供一种超声波清洗机，包括至少一块方形压电陶瓷片10，方形压电陶瓷片10形成长度尺寸、宽度尺寸和厚度尺寸，长度尺寸形成一长度频率和一长度功率、宽度尺寸形成一宽度频率和一宽度功率、厚度尺寸形成一厚度频率和一厚度功率，长度尺寸、长度尺寸和厚度度尺寸中的其中一个为输出功率，剩下两个中的至少一个为振动频率。

采用方形压电陶瓷片10，能够保证高频率的同时保证高输出功率，且涉及范围更大，能够根据需要设计成更多频率和输出功率型号的压电陶瓷片。采用方形压电陶瓷片10的超声波清洗剂，能够保证高频率和高输出功率，清洗效果更好。

优选的，方形压电陶瓷片10的宽度频率为振动频率，长度功率为输出功率。适合保证高频率的同时保证高输出功率。

优选的，方形压电陶瓷片10的四角设有倒角或倒圆角。避免刮伤，同时更加适配近似椭圆形的槽体。

超声波清洗机的槽体呈方形或椭圆形。槽体的形状与方形压电陶瓷片10的形状近似，与方形压电陶瓷片10更加适配，声场均匀，清洗盲区更少，清洗效果更佳。

综上所述，本发明提供的一种用于超声波清洗的方形压电陶瓷片及超声波清洗机，在频率的选择上更有优势，可以在保证高频率工作的同时，输出高输出功率，即可以采用宽度方向为振动频率保证高频率，采用长度方向保证高输出功率方式，陶瓷片的带宽更宽，工作稳定性更好。当清洗机的槽体是方形时，还可以使槽内的超声场更为均匀，清洗盲区更少，清洗效果更佳。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。