一种超声换能器系统的结构组件的制作方法

1.本实用新型涉及一种换能器组件，具体为一种超声换能器系统的结构组件，属于超声换能器系统技术领域。


背景技术：

2.压电换能器在检测超声领域的应用如声纳、无损探伤、医学成像等，检测超声换能器一般工作在高频范围内，对指向性、灵敏度以及分辨率等参数要求较高。而压电换能器在功率超声领域得到了最为广泛的应用的应用，如超声清洗、超声搅拌、超声焊接、超声悬浮和超声压印等，超声换能器系统广泛应用于功率超声加工处理的设备中。
3.针对传统功率超声换能器，存在以下不足：
4.1、不能满足精密超声压印加工精度要求，变幅杆与夹心式换能器之间连接的紧密性较差，进而导致能量损耗较大，无法提高能量的利用率；
5.2、工具头属于易损毁的组件，而现有的超声换能器系统结构是之间将工具头固定设置的，即损坏后不能进行更换维修，增加了超声压印的成本。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就在于为了解决问题而提供一种超声换能器系统的结构组件。
7.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种超声换能器系统的结构组件，包括
8.夹心式换能器，其设置在该换能器系统结构的后端，通过压电陶瓷材料的逆压电效应实现将电能转化为机械能的能量转化，且由位于前后侧的后端盖和前端盖，以及设置在后端盖和前端盖之间的压电陶瓷片构成；
9.变幅杆，用于对夹心式换能器所产生的机械能的能量聚集放大，其呈锥形状连接在夹心式换能器的前端；
10.工具头，其呈长直杆状结构，且连接在变幅杆的前端。
11.作为本实用新型再进一步的方案：所述变幅杆尾端设置的法兰盘二卡放在夹心式换能器前端设置的法兰盘一所开设的安置槽内，并由紧固螺栓穿过两个法兰盘所开设的螺纹孔进行固定连接。
12.作为本实用新型再进一步的方案：所述紧固螺栓分别连接在两个法兰盘的上下左右四个位置处。
13.作为本实用新型再进一步的方案：所述工具头通过尾端设置的外螺纹杆螺纹咬合连接在变幅杆前端连接套管的内螺纹圈内。
14.作为本实用新型再进一步的方案：所述工具头的前端杆身上设置有微结构图形，利用超声能量将微结构复制到聚合物基底上。
15.作为本实用新型再进一步的方案：所述夹心式换能器的后端盖采用号钢，所述夹心式换能器的前端盖、变幅杆以及工具头均采用铝合金，所述夹心式换能器的压电陶瓷片
选用的是发射型大功率材料pzt-8。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、变幅杆夹心式换能器通过紧固螺栓穿过两个法兰盘所开设的螺纹孔进行固定连接，便于对该换能器系统进行组装连接；
18.2、紧固螺栓分别连接在两个法兰盘的上下左右四个位置处，确保连接的紧密性，进而能够降低能量损耗，提高能量的利用率；
19.3、工具头通过尾端设置的外螺纹杆螺纹咬合连接在变幅杆前端连接套管的内螺纹圈内，使工具头与变幅杆之间便于进行拆卸，进而可便于更换已经损坏的工具头。
附图说明
20.图1为本实用新型整体结构示意图；
21.图2为本实用新型夹心式换能器与变幅杆连接结构示意图；
22.图3为本实用新型夹心式换能器与工具头连接结构示意图；
23.图4为本实用新型夹心式换能器剖面结构示意图。
24.图中：1、夹心式换能器，11、后端盖，12、压电陶瓷片，13、前端盖，14、法兰盘一，15、安置槽，2、变幅杆，21、法兰盘二，22、紧固螺栓，23、连接套管，24、内螺纹圈，3、工具头，31、外螺纹杆和32、微结构图形。
具体实施方式
25.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。
26.实施例一
27.请参阅图1～4，一种超声换能器系统的结构组件，包括
28.夹心式换能器1，其设置在该换能器系统结构的后端，通过压电陶瓷材料的逆压电效应实现将电能转化为机械能的能量转化，且由位于前后侧的后端盖11和前端盖13，以及设置在后端盖11和前端盖13之间的压电陶瓷片12构成；
29.变幅杆2，用于对夹心式换能器1所产生的机械能的能量聚集放大，其呈锥形状连接在夹心式换能器1的前端；
30.工具头3，其呈长直杆状结构，且连接在变幅杆2的前端。
31.在本实用新型实施例中，所述变幅杆2尾端设置的法兰盘二21卡放在夹心式换能器1前端设置的法兰盘一14所开设的安置槽15内，并由紧固螺栓22穿过两个法兰盘所开设的螺纹孔进行固定连接，便于对该换能器系统进行组装连接。
32.在本实用新型实施例中，所述紧固螺栓22分别连接在两个法兰盘的上下左右四个位置处，确保连接的紧密性，进而能够降低能量损耗，提高能量的利用率。
33.实施例二
34.请参阅图1～4，一种超声换能器系统的结构组件，包括
35.夹心式换能器1，其设置在该换能器系统结构的后端，通过压电陶瓷材料的逆压电
效应实现将电能转化为机械能的能量转化，且由位于前后侧的后端盖11和前端盖13，以及设置在后端盖11和前端盖13之间的压电陶瓷片12构成；
36.变幅杆2，用于对夹心式换能器1所产生的机械能的能量聚集放大，其呈锥形状连接在夹心式换能器1的前端；
37.工具头3，其呈长直杆状结构，且连接在变幅杆2的前端。
38.在本实用新型实施例中，所述工具头3通过尾端设置的外螺纹杆31螺纹咬合连接在变幅杆2前端连接套管23的内螺纹圈24内，使工具头3与变幅杆2之间便于进行拆卸，进而可便于更换已经损坏的工具头3。
39.在本实用新型实施例中，所述工具头3的前端杆身上设置有微结构图形32，利用超声能量将微结构复制到聚合物基底上。
40.在本实用新型实施例中，所述夹心式换能器1的后端盖11采用45号钢，所述夹心式换能器1的前端盖13、变幅杆2以及工具头3均采用铝合金，所述夹心式换能器1的压电陶瓷片12选用的是发射型大功率材料pzt-8。
41.工作原理：夹心式换能器1利用压电陶瓷片12的逆压电效应实现了将电能转化为机械能的能量转化，再通过变幅杆2实现了能量的聚集放大，工具头3的表面刻有微结构图形，利用超声能量将微结构复制到聚合物基底上。考虑到超声压印工具头易损和降低超声压印的成本，将工具头3作为可拆卸器件通过紧密螺纹连接与换能器装配，为降低能量损耗，提高能量的利用率，将超声换能器系统通过法兰盘固定。
42.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。