[发明专利]一种新型超声棒

权利要求书

1.一种新型超声棒，包括超声换能器，其特征在于该超声棒还包括有：

阶梯型变幅装置，以放大纵向振幅；

开缝圆管，以产生管壁弯曲振动；

所述阶梯型变幅装置和开缝圆管依次设置在超声换能器的输出端。

2.如权利要求1所述的新型超声棒，其特征在于所述超声换能器的总长为半波长，所述阶梯型变幅装置长度为半波长。

3.如权利要求2所述的新型超声棒，其特征在于所述开缝圆管的长度为管壁弯曲振动波长的二分之一或二分之一的整数倍，可作为阻抗匹配组合提高换能器的辐射效率。

4.如权利要求1所述的新型超声棒，其特征在于所述阶梯型变幅装置包括有弧形过渡段、阶梯型变幅杆；所述阶梯型变幅杆设置于超声换能器的输出端，所述弧形过渡段连接在阶梯型变幅杆与开缝圆管之间。

5.如权利要求4所述的新型超声棒，其特征在于所述阶梯型变幅杆的下部为缩径的杆状结构，同时所述弧形过渡段与所述的缩径的杆状结构紧密衔接，所述过渡弧起降低应力集中作用。

6.如权利要求5所述的新型超声棒，其特征在于所述弧形过渡段和阶梯型变幅杆为一体制造成型，所述阶梯型变幅杆为圆锥变幅杆、指数型变幅杆或聚能形变幅杆中的任意一种。

7.如权利要求1所述的新型超声棒，其特征在于所述超声换能器包括纵向驱动的压电陶瓷振子组件、负电极引线、正电极引线以及分别设置于超声换能器两端的换能器前盖板和换能器后盖板；所述换能器前盖板和换能器后盖板及超声换能器上均开设有轴向同心孔，并通过在轴向同心孔内旋入预应力螺栓紧密连接；所述开缝圆管的两端设有开缝圆管后端盖和开缝圆管前端盖，所述开缝圆管后端盖与阶梯型变幅杆之间设有弧形过渡段，开缝圆管的管壁存在沿壁周均匀分布的同尺寸直缝；所述换能器前盖板与阶梯型变幅杆，弧形过渡段与开缝圆管后端盖均通过连接螺栓实现各组件的紧密配合。

8.如权利要求7所述的新型超声棒，其特征在于所述压电陶瓷振子组件的数量为偶数片；所述压电陶瓷振子组件包括一个正电极引线和两个负电极引线，正电极引线和负电极引线的材料皆为薄铜片或镀银金属片。

9.如权利要求1所述的新型超声棒，其特征在于所述开缝管圆管可向管内及管外辐射声波，且圆管内部可形成高强度线聚焦声场，开缝圆管的管壁上对称开设有至少二条等长平行设置的直缝，所述直缝沿着开缝圆管的纵向分布，且相邻两直缝之间的弧面直条长度满足高阶弯曲振动半波长整数倍。

10.如权利要求9所述的新型超声棒，其特征在于开缝圆管侧壁沿轴向均匀分布有若干条尺寸相同的直缝，所述直缝长度不超过圆管长度；开缝圆管直缝的缝端与开缝圆管端部具有一定的间距。

11.如权利要求10所述的新型超声棒，其特征在于所述开缝圆管至少具有一个端盖，所述端盖固定于开缝圆管，或与开缝圆管一体成型。

12.如权利要求11所述的新型超声棒，其特征在于所述开缝圆管的端盖的端面半径不小于与其连接的弧形过渡段前端辐射面半径，以使端盖产生平面弯曲振动，并转化为开缝圆管管壁的横向弯曲振动。

13.如权利要求12所述的新型超声棒，其特征在于所述端盖端口形状包括但不限于圆柱形、半球型、圆锥型、杯型。