一种船舶用超声波换能器的制作方法

文档序号:15528315发布日期:2018-09-25 20:58阅读:836来源:国知局

本实用新型属于船舶技术领域,具体涉及一种船舶用超声波换能器。



背景技术:

20世纪初,电子学的发展使人们能利用某些材料的压电效应和磁致伸缩效应制成各种机电换能器。1917年,法国物理学家朗之万用天然压电石英制成了夹心式超声波换能器,并用来探查海底的潜艇。随着军事和国民经济各部门中超声应用的不断发展,又出现更大超声功率的磁致伸缩换能器,以及各种不同用途的电动型、电磁力型、静电型换能器等多种超声波换能器。声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。其中最成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件,称为压电换能器。常用的材料有石英晶体、钛酸钡和锆钛酸铅。石英晶体的伸缩量太小,3000V电压才产生0.01um以下的变形。钛酸钡的压电效应比石英晶体大20-30倍,但效率和机械强度不如石英晶体。锆钛酸铅具有二者的优点,一般可用作超声波清洗,探伤和小功率超声波加工的换能器。

现有技术的超声波换能器存在以下问题:1、船舶用的超声波换能器在水下作业时受到的水压很大,换能器机壳易被压扁或穿孔,使用寿命很短;2、换能器在水下工作的机电转换效率低下,从而导致声辐射效率降低。



技术实现要素:

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种船舶用超声波换能器,具有使用寿命长的特点。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种船舶用超声波换能器,包括换能器机壳、加强筋和导流罩,所述换能器机壳的内壁中设置有均匀排列的加强筋,所述换能器机壳的顶部安装有换能器后盖,所述换能器机壳与换能器后盖之间连接有密封圈,所述换能器后盖的内侧设置有防尘垫圈,所述防尘垫圈的内侧安装有绝缘套管,所述绝缘套管的内侧安装有导电螺杆,所述导电螺杆设置在换能器机壳的内部,所述换能器机壳的一侧设置有接线片,所述接线片安装在换能器主体上,所述换能器主体设置在换能器机壳的内部,所述换能器主体的内部设置有吸收块,所述换能器主体的底部设置有压电陶瓷晶片,所述压电陶瓷晶片与接线片之间连接有线缆,所述压电陶瓷晶片的下方设置有防水膜,所述换能器主体的两侧设置有相互对称的连接块,所述连接块安装在换能器机壳的内壁上,所述换能器机壳的下方安装有导流罩。

优选的,所述导电螺杆与绝缘套管和防尘垫圈与绝缘套管的连接方式均为套接。

优选的,所述加强筋与换能器机壳的连接方式为内嵌。

优选的,所述连接块与换能器机壳的连接方式为卡合连接。

优选的,所述导流罩通过紧固螺丝安装在换能器机壳的下方。

优选的,所述换能器后盖与换能器机壳的连接方式为螺纹啮合连接。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

1、本实用新型在超声波换能器机壳的内部设置一圈加强筋,使得换能器在水下作业时不被水压影响,保障换能器能安全有效的运行,提高了换能器的使用寿命。

2、本实用新型在超声波换能器的前端设置了便于辐射信号扩散的导流罩,可以减少水流涡流的影响,通过扩大换能器的辐射面,提高耦合和声辐射效率,施加了合适的预应力,使得换能器在大功率或高振幅的条件下具有良好的机电转换效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图;

图2为本实用新型的俯视图;

图中:1、换能器后盖;2、绝缘套管;3、导电螺杆;4、防尘垫圈;5、加强筋;6、线缆;7、换能器主体;8、连接块;9、导流罩;10、密封圈;11、换能器机壳;12、接线片;13、吸收块;14、压电陶瓷晶片;15、防水膜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2,本实用新型提供以下技术方案:一种船舶用超声波换能器,包括换能器机壳11、加强筋5和导流罩9,换能器机壳11的内壁中设置有均匀排列的加强筋5,加强筋5与换能器机壳11的连接方式为内嵌,换能器机壳11的顶部安装有换能器后盖1,换能器后盖1与换能器机壳11的连接方式为螺纹啮合连接,换能器机壳11与换能器后盖1之间连接有密封圈10,换能器后盖1的内侧设置有防尘垫圈4,防尘垫圈4的内侧安装有绝缘套管2,绝缘套管2的内侧安装有导电螺杆3,导电螺杆3与绝缘套管2和防尘垫圈4与绝缘套管2的连接方式均为套接,导电螺杆3设置在换能器机壳11的内部,换能器机壳11的一侧设置有接线片12,接线片12安装在换能器主体7上,换能器主体7设置在换能器机壳11的内部,换能器主体7的内部设置有吸收块13,换能器主体7的底部设置有压电陶瓷晶片14,压电陶瓷晶片14与接线片12之间连接有线缆6,压电陶瓷晶片14的下方设置有防水膜15,换能器主体7的两侧设置有相互对称的连接块8,连接块8安装在换能器机壳11的内壁上,连接块8与换能器机壳11的连接方式为卡合连接,换能器机壳11的下方安装有导流罩9,导流罩9通过紧固螺丝安装在换能器机壳11的下方。

本实用新型中压电陶瓷晶片14为已经公开的广泛运用与日常生活的已知技术,当电压作用于压电陶瓷时,就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面,当振动压电陶瓷时,则会产生一个电荷。利用这一原理,当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器,所谓叫双压电晶片元件,施加一个电信号时,就会因弯曲振动发射出超声波。相反,当向双压电晶片元件施加超声振动时,就会产生一个电信号。基于以上作用,便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。

本实用新型的工作原理及使用流程:本实用新型使用时通过导电螺杆3、接线片12、线缆6、吸收块13和压电陶瓷晶片14的工作,利用逆压电效应产生超声波振动,在换能器机壳11的前端安装一个导流罩9,便于扩大换能器的辐射面,提高耦合和声辐射效率,并在换能器机壳11的内部设置一圈竖直排列的加强筋5,保障换能器机壳11的强度,避免换能器机壳11内的压电陶瓷晶片14受到外界的危害,延长设备的使用寿命。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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