1. 根据权利要求20所述的换能器，其中，所述硬聚合物具有的肖氏A或D硬度为100。
22. 根据权利要求18至21中任一项所述的换能器，其中，所述耦合装置包括安装在压 电装置中心的支脚，以提供所述惯性装置。
23. 根据权利要求18至21中任一项所述的换能器，其中，所述耦合装置包括安装在压 电装置周边的支脚，以提供所述惯性装置。
24. 根据权利要求18至23中任一项所述的换能器，其中，所述包覆模制包括至少一个 软弹性体支脚，用于所述压电装置和负载之间的耦合。
25. 根据权利要求24所述的换能器，其中，所述至少一个软弹性体支脚布置成具有挠 曲柔量。
26. 根据权利要求24或权利要求25所述的换能器，其中，所述至少一个软弹性体支脚 具有的肖氏A硬度达40。
27. 根据权利要求26所述的换能器，其中，所述至少一个软弹性体支脚具有的肖氏A硬 度为20。
28. 根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中， 所述压电装置包括至少一个谐振元件。
29. 根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中， 所述压电装置包括单晶片。
30. 根据权利要求1至28中任一项所述的换能器，其中， 所述压电装置包括双晶片。
31. 根据权利要求28所述的换能器，其中， 所述双晶片包括中心叶片。
32. 根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中，所述换能器的机械阻抗包括： 所述压电装置的机械阻抗； 所述包覆模制的机械阻抗；以及 所述耦合装置的机械阻抗。
33. -种换能器，具有操作频率范围，并且在操作频率范围内具有至负载的期望的功率 耦合，所述换能器包括： 压电装置，其在操作频率范围内具有模式的频率分布； 安装装置，用于保持所述压电装置的周边的至少一部分的离散部分，并且其中， 所述安装装置的参数选择成为所述压电装置的周边提供所需的边界条件，由此， 提供了所述换能器和负载之间的期望的功率耦合。
34. 根据权利要求33所述的换能器，其中，所述安装装置包括用于保持所述压电装置 的至少一个周边的离散部分的耦合装置。
35. 根据权利要求33所述的换能器，包括用于将所述压电装置耦合到所述负载的耦合 装置。
36. 根据权利要求33、34或35所述的换能器，其中，用于保持所述压电装置的至少一个 周边的离散部分的安装装置包括用于将所述压电装置安装到机械地面的安装装置。
37. 根据权利要求33至35中任一项所述的换能器，其中，用于保持所述压电装置的至 少一个周边的离散部分的安装装置包括 简单支撑装置。
38. 根据权利要求36或37所述的换能器，其中，所述安装装置包括硬弹性体。
39. 根据权利要求38所述的换能器，其中，所述硬弹性体具有的肖氏A硬度达90,优选 为40。
40. 根据权利要求33至39中任一项所述的换能器，其中，所述硬弹性体具有的肖氏A 硬度为70。
41. 根据权利要求33至39中任一项所述的换能器，其中，所述安装装置被机械约束，从 而机械约束抑制所述安装装置改变其体积。
42. 根据权利要求41所述的换能器，其中，所述机械约束包括围绕所述安装装置的周 边的至少一部分的非柔顺层。
43. 根据权利要求42所述的换能器，其中，所述非柔顺层基本上围绕所述安装装置的 所有自由周边。
44. 根据权利要求42至43中任一项所述的换能器，其中，所述非柔顺层包括硬聚合物。
45. 根据权利要求44所述的换能器，其中，所述硬聚合物具有的肖氏A或D硬度为100。
46. 根据权利要求33至45中任一项所述的换能器，其中，所述压电装置的周边保持在 所述安装装置内。
47. 根据权利要求46所述的换能器，其中，所述压电装置的周边保持在所述安装装置 内，其中，所述周边延伸通过所述安装装置的路径的四分之一或一半或四分之三。
48. 根据权利要求33至45中任一项所述的换能器，其中，所述压电装置的周边延伸一 直通过所述安装装置。
49. 根据权利要求33至48中任一项所述的换能器，其中，所述安装装置包括在所述压 电装置的周边安装在相对位置的支脚，以提供所述简单支撑装置。
50. 根据权利要求49所述的换能器，其中，所述支脚具有的厚度为1_。
51. 根据权利要求33至50中任一项所述的换能器，其中，所述耦合装置包括布置成围 绕所述压电装置的至少一部分的包覆模制层。
52. 根据权利要求51所述的换能器，其中，所述包覆模制层包括软弹性体。
53. 根据权利要求52所述的换能器，其中，所述软弹性体具有的肖氏A硬度达40。
54. 根据权利要求53所述的换能器，其中，所述软弹性体具有的肖氏A硬度为20。
55. 根据权利要求54所述的换能器，其中，所述软弹性体具有的肖氏A硬度为30。
56. 根据权利要求33至55中任一项所述的换能器，其中， 所述压电装置包括至少一个谐振元件。
57. 根据权利要求33至56中任一项所述的换能器，其中， 所述压电装置包括单晶片。
58. 根据权利要求33至56中任一项所述的换能器，其中， 所述压电装置包括双晶片。
59. 根据权利要求58所述的换能器，其中， 所述双晶片包括中心叶片。
60. 根据权利要求33至59中任一项所述的换能器，其中，所述换能器配置成随着频率 越来越高从简单支撑模式过渡到惯性模式。
61. 根据权利要求60所述的换能器，其中，所述换能器配置成在低中频率时在简单支 撑模式下操作，在中高频率时在惯性模式下操作。
62. 根据前述权利要求中任一项所述的换能器，其中，所述安装装置的参数选择成为所 述压电装置的周边提供所需的边界条件，在操作频率范围内调谐附加谐振。
63. 根据权利要求62所述的换能器，其中，选择成在操作频率范围内调谐附加谐振的 所述安装装置的参数包括所述安装装置的刚度。
64. -种换能器，在操作频率范围内具有机械阻抗，并且在操作频率范围内具有至负载 的期望的功率耦合，所述换能器包括： 压电装置，其在操作频率范围内具有模式的频率分布；和 阻抗匹配装置，至少部分地围绕所述压电装置； 其中， 所述阻抗匹配装置的参数选择成提供所述换能器的机械阻抗和所述负载的机械阻抗 之间所需的阻抗匹配，由此， 提供了所述换能器和负载之间的期望的功率耦合。
65. 根据前述权利要求所述的换能器，其中，所述阻抗匹配装置形成用于将所述压电装 置安装到所述负载的耦合装置。
66. -种制造换能器的方法，所述换能器在操作频率范围内具有机械阻抗，并且在操作 频率范围内具有至负载的期望的功率耦合，所述方法包括： 提供压电装置，其在操作频率范围内具有模式的频率分布；以及 将阻抗匹配装置包覆模制到该压电装置上，以便至少部分地围绕所述压电装置； 其中， 所述阻抗匹配装置的参数选择成提供所述换能器的机械阻抗和所述负载的机械阻抗 之间所需的阻抗匹配，由此， 提供了所述换能器和负载之间的期望的功率耦合。
67. 根据权利要求66所述的方法，其中，所述阻抗匹配装置的参数包括以下中的一个 或多个： 肖氏硬度， 厚度， 横向尺寸，以及 所述压电装置的覆盖程度。
68. -种换能器，包括： 面板形式的压电装置；以及 支撑， 所述支撑包括弹性体元件和机械地面，所述弹性体元件至少在该压电装置的周边的一 部分支撑该装置，以及该装置的至少一部分通过所述弹性体元件延伸到所述机械地面的凹 部中。
69. 根据权利要求68所述的换能器，其中，所述压电装置至少部分地由一层弹性材料 覆盖。
70. 根据权利要求69所述的换能器，其中，所述支撑的弹性体比覆盖所述压电装置的 弹性体更硬。
71. 根据权利要求69或权利要求70所述的换能器，其中，覆盖材料在由弹性体元件所 支撑的装置的周边的部分上延伸。
72. 根据权利要求68至71中任一项所述的换能器，其中，所述压电装置包括叶片，该叶 片至少在由所述弹性体元件所支撑的周边的一部分延伸，并且所述叶片延伸通过所述弹性 体元件到所述凹部中。
73. 根据权利要求71所述的换能器，其中，所述压电装置包括连接至所述叶片的一个 或多个压电元件，并且仅所述叶片延伸通过所述弹性体元件到所述凹部中。
【专利摘要】一种换能器(140)，在操作频率范围内具有机械阻抗，并且在操作频率范围内具有至负载的期望的功率耦合(145)，所述换能器包括：压电装置(141)，其在操作频率范围内具有模式的频率分布；和包覆模制(143)。所述包覆模制(143)布置成包围所述压电装置(141)的至少一部分；以及所述包覆模制(143)的参数选择成提供所述换能器(140)的机械阻抗和所述负载的机械阻抗之间所需的阻抗匹配。一种替代的换能器包括安装装置，用于保持所述压电装置的周边的至少一部分的离散部分，其中所述安装装置的参数选择成为所述压电装置的周边提供所需的边界条件，由此，提供了所述换能器和负载之间的期望的功率耦合。
【IPC分类】B06B1-06, H04R17-00, G10K11-02, H04R1-28
【公开号】CN104602827
【申请号】CN201380032985
【发明人】J.伊斯特, N.J.哈里斯
【申请人】高波动技术英国有限责任公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年4月23日
【公告号】EP2841213A1, US20150243874, WO2013160669A1