技术简介：
本专利针对传统超声波换能管只能单向辐射、尺寸受限及振动过大的问题，提出通过多片直径递增的压电陶瓷与内外铝套管配合，利用预紧力实现360度全方位辐射。创新点在于采用内铝套管和外铝套管径向压紧压电陶瓷，配合上压紧套与下压紧套的内凸沿和外凸沿夹紧结构，既增强稳定性又降低振动位移，突破尺寸限制。
关键词：超声波换能管,360度辐射,预紧力结构
超声波换能管的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声波换能管，包括压电陶瓷、内铝套管和外铝套管，压电陶瓷呈套管状，压电陶瓷至少有三片且直径逐渐变大，三片压电陶瓷相互紧配套接，三片压电陶瓷处于相互套接的内铝套管和外铝套管之间，内铝套管和外铝套管具有预紧力压紧电陶瓷，压电陶瓷、内铝套管和外铝套管配置有上压紧套和下压紧套，上压紧套和下压紧套均带有对应于内铝套管的内侧面的内凸沿和外铝套管外侧面的外凸沿，上压紧套和下压紧套分别套在超声波换能管主体的上下两端，并且所述上压紧套和下压紧套的内凸沿和外凸沿分别夹紧在内铝套管的内侧面和外铝套管的外侧面。本实用新型中，通过内铝套管和外铝套管径向压紧压电陶瓷，实现360度全方位辐射，减少了对换能器尺寸的限制，同时通过上压紧套和下压紧套的设置使换能器整体结构更加稳固。
【专利说明】超声波换能管
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种超声波换能管。
【背景技术】
[0002]传统超声波换能管，包括设置在质量块上面的铝套管，内衬铜管固定镶嵌在铝套管内侧的压电管，在铝套管顶端加装连接头及压电陶瓷晶堆，所述的质量块、铝套管、连接头和压电陶瓷晶堆通过贯穿中心的预应力螺杆固定连接。压电陶瓷晶堆是由多个结构相同的压电陶瓷晶片组成。预应力螺杆贯穿质量块、内衬铜管、压电管、铝套管、连接头和压电陶瓷晶堆的中心，上、下两端通过螺母分别固定在压电陶瓷晶堆和质量块的外侧端部。在晶堆加电压以后产生纵向振动，从而引起薄圆管的纵向振动，管子的纵向振动转化为径向振动，从而使管子的径向位移增大，使换能器的发射功率增加。但是这种超声波换能管存在以下缺陷:1、只能实现超生能量的单一自由度方向辐射，无法全方位360度辐射；2、换能器的直径受到较大限制；3、换能器的振动速度和振动位移较大。
【发明内容】
[0003]鉴于【背景技术】的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实现全方位辐射且振动速度和位移较小、稳定性更好的超声波换能管。
[0004]为此，本实用新型提供的超声波换能管，包括压电陶瓷、内铝套管和外铝套管，所述压电陶瓷呈套管状，压电陶瓷至少有三片且直径逐渐变大，至少三片压电陶瓷相互紧配套接，至少三片压电陶瓷处于相互套接的内铝套管和外铝套管之间，内铝套管和外铝套管具有预紧力压紧电陶瓷，所述压电陶瓷、内铝套管和外铝套管配置有上压紧套和下压紧套，上压紧套和下压紧套均带有对应于内铝套管的内侧面的内凸沿和外铝套管外侧面的外凸沿，所述上压紧套和下压紧套分别套在超声波换能管主体的上下两端，并且所述上压紧套和下压紧套的内凸沿和外凸沿分别夹紧在内铝套管的内侧面和外铝套管的外侧面。
[0005]在本实用新型中，通过内铝套管和外铝套管径向压紧压电陶瓷，实现360度全方位辐射，减少了对换能器尺寸的限制，同时通过上压紧套和下压紧套的设置使换能器整体结构更加稳固。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型提供的超声波换能管的结构剖视示意图。
【具体实施方式】
[0007]如图1所示，本实用新型提供的超声波换能管，包括压电陶瓷1、内铝套管2和外铝套管3，所述压电陶瓷I呈套管状，压电陶瓷I至少有三片且直径逐渐变大，一般在实际制造中压电陶瓷I都是三片，三片压电陶瓷I相互紧配套接，所述三片压电陶瓷I处于相互套接的内铝套管2和外铝套管3之间，内铝套管2和外铝套管3具有预紧力压紧电陶瓷1，所述压电陶瓷1、内铝套管2和外铝套管3配置有上压紧套4和下压紧套5，上压紧套4和下压紧套5均带有对应于内铝套管2的内侧面的内凸沿6和外铝套管3外侧面的外凸沿7，所述上压紧套4和下压紧套5分别套在超声波换能管主体的上下两端，并且所述上压紧套4和下压紧套5的内凸沿6和外凸沿7分别夹紧在内铝套管2的内侧面和外铝套管3的外侧面。
[0008]如图1所示，为了方便将上压紧套4和下压紧套5套紧在换能管上，上压紧套4和下压紧套5的内凸沿6截面呈弧形分布，内凸沿6采用弹性材料制成，例如弹簧钢，所述上压紧套和下压紧套夹紧在超声波换能管主体上时，所述内凸沿6具有径向向外的预紧力，其中内凸沿6可对内铝套2管施加预紧力，同时也可以使整个换能管结构更加稳固。
【权利要求】
1.一种超声波换能管，其特征是:包括压电陶瓷、内铝套管和外铝套管，所述压电陶瓷呈套管状，压电陶瓷至少有三片且直径逐渐变大，至少三片压电陶瓷相互紧配套接，所述至少三片压电陶瓷处于相互套接的内铝套管和外铝套管之间，内铝套管和外铝套管具有预紧力压紧电陶瓷，所述压电陶瓷、内铝套管和外铝套管配置有上压紧套和下压紧套，上压紧套和下压紧套均带有对应于内铝套管的内侧面的内凸沿和外铝套管外侧面的外凸沿，所述上压紧套和下压紧套分别套在超声波换能管主体的上下两端，并且所述上压紧套和下压紧套的内凸沿和外凸沿分别夹紧在内铝套管的内侧面和外铝套管的外侧面。
2.根据权利要求1所述的超声波换能管，其特征是:所述上压紧套和下压紧套的内凸沿的截面呈弧形分布，所述上压紧套和下压紧套夹紧在超声波换能管主体上时，所述内凸沿具有径向向外的预紧力。
【文档编号】B06B1/06GK203695368SQ201420079963
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】张详安, 汤振兴 申请人:温州市龙立方机械科技有限公司