专利名称：高温高效声发射换能器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种压电陶瓷声波测井换能器。
目前，国内外声波测井仪中所使用的陶瓷声发射换能器，仍采用完整的压电陶瓷环，内外表面涂敷电极层进行径向极化(即切向环)。而在水声检测仪器中，已成功地使用了拼合陶瓷切向环，它是由许多条形陶瓷厚度极化，沿极化方向拼粘成一个园环形。它具有换能效率高和机电耦合系数大的特点。这些拼合切向环电极的引出，多采用夹层电极结构进行引导的方式，这种结构随着拼缝层次的增多，会引起对振动体的隔离作用，从而导致机电耦合系数的下降。同时，由于金属夹层的存在，使粘缝层次间胀膨系数的差异增大，从而产生热应力，并影响到粘接强度和机电性能的稳定。1985年，中国专利《压电园环分割电极》(CN 85201622)提出了一种无金属夹层的电极引出结构。它是把作为拼粘面的压电陶瓷镀银电极层进行局部暴露来实现的。该方法是在拼条电极表面的指定边缘处，设有适当深度的导角，从而在拼环上组成一个个镀有银层并与拼粘面银层相连通的三角形引线焊接沟槽，在焊槽空隙及所处端面，用含有50％玻璃纤维的高温环氧树脂(618胶)，做填充层，复盖层和固封层。这样的结构，工艺复杂，一致性差，并且其使用环境温度只能在100℃以下。
本实用新型的目的在于提出一种在拼合切向环两端分别设置有一个机械加工件，采用酚醛改性环氧树脂把它以及各陶瓷拼条粘接成切向环的结构，使之构成了一种能适用于声波测井，并具备低频、宽带和大功率密度发射换能器，从而解决了现有技术中所存在的缺陷。
本实用新型提出的技术方案是将所有压电陶瓷拼条的拼粘面镀有银电层电极，利用酚醛改性氧环CHR－180胶拼接成切向环和加予应力。拼合切向环的引出电极设置在外园的表面，其引线沿粘缝按母线样式分布，并以正、负极性间隔排布，分别排布在拼合切向环的两端卧线架中，以形成并联电路的两根环式引线。
这种结构的换能器，它具有灵敏度高和阻抗低的特点。它既保持了水声工程中100℃以下低温使用的高效性能、又具有在180℃条件下声波测井使用的所显示出的优良性能。同时，由于卧线架技术的引入，使得整个结构工艺简单，批量生产的产品性能一致性好。因此它可以获得广泛的应用。
图1为本实用新型的结构图。
图2为本实用新型的卧线架的俯视图。
现在结合
图1和图2来进一步说明本实用新型的具体实施方案。在压电陶瓷条(1)的拼粘面上涂敷有银层电极(4)，用多个相同的陶瓷条(1)拼合成切向环。在切向环外表面的相邻拼条间设有导角(5)，以便放置导线。用酚醛环氧增强材料加工成园环形卧线架(6)，卧线架的内外直径分别与拼合切向环的内外直径相同。在卧线架上表面环带中央开有园环形槽，用以埋伏金属环形电极引线(2)。在园环形槽的外侧开有等距离分布的小缺口，其数量为拼合切向环的压电陶瓷条间的拼缝数的一半，安装时让缺口对准该拼缝，以便让电极引线通过缺口焊在卧线架中的园环电极(2)上。采用酚醛改性环氧树脂胶CHR－180，分别将卧线架粘在拼合切向环的两个端头上，并焊好各电极引线。在本实用新型中所有电器件焊接均采用耐250℃高温的焊锡。在拼合切向环的外表面缠绕有玻璃纤维并浸CHR－180胶的予应力层(3)，这样它既可以起到保护电极的作用，又可以对拼环施加了偏压应力。
权利要求1.一种由拼粘面涂敷有银电极层的压电陶瓷条拼粘而成的高温高效声发射换能器，其特征在于由多个在拼粘面上涂敷有银层电极(4)并具有导角(5)的相同陶瓷条(1)拼合成的切向环，在所说切向环的两端头分别用CHR-180胶粘接有卧线架(6)，同时将按正、负极性间隔排布的引线分别焊接于两端卧线架环形槽内的一金属线(2)上，在这样的切向环的外表面上缠绕有玻璃纤维并浸CHR-180胶的予应力层(3)，从而组成了本装置。
2.按照权利要求1所说的换能器，其特征在于所说的环形沟槽，它是处于卧线架(6)上表面的环带中央，并且在其外侧壁开有埋置导线的缺口，缺口的数量是拼条(1)拼缝数量的一半。
3.按照权利要求1至2所说的换能器，其特征在于所说的卧线架(6)是采用酚醛环氧增强材料加工而成。
4.按照权利要求1所说的换能器，其特征在于所说的焊接，是采用耐250℃高温的焊锡。
专利摘要本实用新型属于一种压电陶瓷声换能器件。它由在其拼粘面上涂敷有银电极层的压电陶瓷条粘接成切向环，并用CHR-180胶，在环的两端分别粘接有卧线架，用耐250℃高温的焊锡，将正、负极性的引线分别焊接在两端卧线架槽内的金属导线上。这样结构的换能器，结构简单耐高温，振动灵敏度高，产品性能的一致性好。它既具有应用于低温的水声工程中的高效特点，又可以具备在声波测井中的耐高温优良性能。
文档编号E21B47/00GK2097902SQ9121853
公开日1992年3月4日 申请日期1991年7月23日 优先权日1991年7月23日
发明者张昌国 申请人:中国科学院声学研究所, 华北石油管理局测井公司