[实用新型]超声圆管换能器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声圆管换能器。

背景技术

用于大功率的超声换能器目前主要有纵向振动和径向振动两种形式，纵向换能器技术已经相当成熟，目前最常见的大功率径向圆管换能器主要有充油式圆管换能器和径向复合式圆管换能器两种。其中：

充油式圆管换能器的原理是采用缠绕铜丝或纱布的方式给压电圆管施加预应力，利用压电圆管的径向振动来推动外层辐射圆管的径向振动。然而，缠绕铜丝或纱布本身不能作为声辐射面，必须外加辐射面，通常的方式是在压电圆管和辐射管之间灌满不导电的油，从而导致声能辐射效率极低。

径向复合式圆管换能器的原理是采用过盈配合的方式给压电圆管施加预应力，这种方式可以有效的提高圆管换能器的效率，但是径向复合式圆管换能器的工艺要求很高，对压电圆管的圆度和过盈量要求都很高，制作难度很大。并且，这种形式的换能器最大的缺陷在于温度稳定性差，温度的改变直接影响所施加的预应力大小。

由此可见，径向振动换能器由于工艺条件的限制，很难制作出高性能，而且换能器的温度稳定性较差，难以适应高功率的需求。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种超声圆管换能器，其制成工艺简单，超声圆管换能器温度稳定性较好，能够适用于高功率需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种超声圆管换能器，包括：辐射圆管以及设置于所述辐射圆管管壁内的振子组件；所述振子组件包括纵向驱动振子、分别设置于所述纵向驱动振子两端的振子前盖板和振子后盖板，其中，通过所述振子前盖板、所述振子后盖板与所述辐射圆管管壁之间的套接配合进而将所述振子组件设置于所述辐射圆管内部，并且，所述振子前盖板、所述振子后盖板分别与所述辐射圆管管壁无缝连接。

其中，所述超声圆管换能器包括纵向隔振前盖板和纵向隔振后盖板；其中，所述纵向隔振前盖板罩设所述振子前盖板远离所述振子后盖板的端面，所述纵向隔振后盖板罩设所述振子后盖板远离所述振子前盖板的端面；并且，所述纵向隔振前盖板、所述辐射圆管以及所述纵向隔振后盖板构成密闭结构。

其中，所述纵向隔振前盖板和所述纵向隔振后盖板的正反两面分别设置有至少两道刻槽。

其中，所述纵向隔振前盖板上的各所述刻槽呈同心结构设置；所述纵向隔振后盖板上的各所述刻槽也呈同心结构设置。

其中，所述纵向隔振前盖板和所述纵向隔振后盖板均呈圆环形，所述纵向隔振前盖板和所述纵向隔振后盖板上的各所述刻槽呈同心圆环凹槽结构。

其中，至少所述纵向隔振前盖板远离所述振子前盖板的端面中心凸出端面设置有用于电气连接的柱体。

其中，所述纵向隔振后盖板远离所述振子后盖板的端面中心凸出端面设置有用于电气连接的柱体，并且，所述柱体还用于与后一超声圆管换能器的纵向隔振前盖板进行衔接以实现多个所述超声圆管换能器的级联。

其中，所述振子前盖板、所述纵向驱动振子以及所述振子后盖板一体成型。

其中，所述振子前盖板、所述振子后盖板各自的边沿均设置有外螺纹，所述辐射圆管管壁两端分别设置有与所述外螺纹相适应的内螺纹，通过所述外螺纹和所述内螺纹的螺纹配合使得所述振子前盖板、所述振子后盖板套设于所述辐射圆管管壁内壁；进一步地，所述振子前盖板、所述振子后盖板分别通过激光焊的方式与所述辐射圆管管壁无缝连接以实现密封。

其中，所述辐射圆管管壁设置有内螺纹部分的厚度大于未设置内螺纹部分的厚度。

本实用新型实施方式的超声圆管换能器：因为振子前盖板和振子后盖板分别与纵向驱动振子连接，并且该振子前盖板和振子后盖板进一步与辐射圆管的管壁无缝连接，利用纵向驱动振子产生纵向振动，与该纵向驱动振子连接的振子前盖板、振子后盖板通过跟辐射圆管耦合的方式，进而将纵向驱动振子的纵向振动转换成辐射圆管的一阶弯曲振动（即类径向振动），以此实现超声圆管换能器的径向辐射功能，其结构简单，进而制造工艺也较简单。并且，该超声圆管换能器随温度的改变对所施加的预应力影响较小，产品可靠性强于传统技术的径向辐射换能器。

附图说明

图1是本实用新型超声圆管换能器实施方式的装配图。

图2是图1所示超声圆管换能器的爆炸结构示意图。

图3是图1所示超声圆管换能器中纵向隔振前盖板的立体图。

图4是图1所示超声圆管换能器中纵向隔振前盖板的俯视图。

图5是图1所示超声圆管换能器中纵向隔振前盖板的侧剖图。

图6是本实用新型超声圆管换能器级联结构示意图。

具体实施方式