[实用新型]一种超声换能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声换能器，具体是涉及一种压电复合晶片超声换能器。 

背景技术

超声换能器作为超声检测的最主要部件之一，其工作机制为：将电信号加到换能器上，换能器材料受到冲击后产生振动，产生超声，超声经过匹配层透入检测物中，遇到不同的声阻抗的材料，将产生反射，反射信号再传入到换能器，换能器就将声波转换为电信号，通过信号处理和图像处理，形成直观图像，通过对超声图像的分析，判断机能是否正常。 

用来制作超声换能器的主要材料有压电陶瓷、压电复合材料、压电单晶材料。目前最为常用的材料为压电复合材料。 

压电复合材料是将压电陶瓷和高聚物按照一定的联通方式复合而成。这种材料具有较低的密度，较高的机电耦合系数，高压电压力常数等优良特点。压电复合材料可按连通性给以分类，以两个数字中间加一短线表示，第一个数字代表压电相的连通维数，后一个数字代表聚合物分量相的连通维数。复合材料通过联通方式的不同分为1-3型、3-1型、0-3型、2-2型。 

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种超声换能器。 

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种基于压电复合晶片超声换能器，由上至下依次包括背衬材料层、第一粘结层、压电复合层、第二粘结层、延迟块以及定位螺栓；所述背衬材料层、第一粘结层、压电复合层以及第二粘结层设有同轴通孔，延迟块上设有螺纹沉孔，定位螺栓依次穿过背衬材料层、第一粘结层、压电复合层以及第二粘结层的同轴通孔，固定在延迟块的螺纹沉孔内。第一粘结层将延迟块和压电复合层预粘接，第二粘结层将压电复合层和背衬材料层预粘接。 

进一步的，所述背衬材料层为硅酸盐橡胶层，厚度为0.2～1.5厘米。 

进一步的，所述压电复合层为压电复合材料晶片，厚度为0.1～1毫米。 

进一步的，所述延迟块为硅酸盐和环氧树脂混合层，厚度为30～600微米。 

如果仅仅采用大量胶水将背衬材料、压电复合材料及延迟块粘结在一起，在进行 机构件装配时很容易使得背衬材料、压电复合材料及延迟块材料位置发生变化，影响超声换能器的性能及一致性。并且当进行超声换能器最后环氧封装过程时，由于环氧在由液态变为固态时会产生较大的应力，极容易将采用胶水将背衬材料、压电复合材料及延迟块粘结在一起的换能器结构破坏掉。在实际的生产中，很大一部分换能器都是因为这一原因损坏掉的，因而无法保证高的生产合格率。而实用新型采用的方法可以产生一个预应力以防止此种情况发生，使得在进行机构件装配时避免环氧由液变固过程中由于应力的变化造成的破坏，可以大大提高生产合格率。 

本实用新型的优点是：本实用新型中超声换能器中延迟块、压电复合层及背衬材料首先通过特殊材料预粘结，并通过螺栓进行加固，提供一定预应力，使得该超声换能器在进行机构件装配时避免由于环氧由液变固过程中由于应力的变化造成的破坏，提高生产合格率。本实用新型中主要采用螺栓对延迟块，压电复合层及背衬材料进行固定，采用此种方法便于采用自动化设备进行批量化生产。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。 

图1为本实用新型的一种超声换能器的横截图。 

图2为本实用新型的一种超声换能器的俯视图。 

图3为本实用新型的压电复合层材料结构图。 

图4为本实用新型的应力作用示意图。 

具体实施方式

如图1～图4所示，本实用新型公开了一种超声换能器，由上至下依次包括背衬材料层、第一粘结层、压电复合层、第二粘结层、延迟块以及定位螺栓；所述背衬材料层、第一粘结层、压电复合层以及第二粘结层设有同轴通孔，延迟块上设有螺纹沉孔，定位螺栓依次穿过背衬材料层、第一粘结层、压电复合层以及第二粘结层的同轴通孔，固定在延迟块的螺纹沉孔内。所述背衬材料层为硅酸盐橡胶层，厚度为0.2～1.5厘米。所述压电复合层为压电复合材料晶片，厚度为0.1～1毫米。所述延迟块为硅酸盐和环氧树脂混合层，厚度为30～600微米。 

实施例 

如图1、2、3、4所示： 

选取厚度为1.0cm的硅酸盐橡胶背衬材料层1，厚度为0.4mm的压电复合材料晶片3以及厚度为240微米的延迟块。