[发明专利]一种超磁致伸缩换能器及其温控方法

权利要求书

1.一种超磁致伸缩换能器，其特征在于，包括：

外壳，为筒体；

压盖，所述压盖连接在外壳的一端；

输出盘，连接在所述外壳的另一端；

以及同轴设置在所述外壳内的多个片状超磁致伸缩体、多个片状永磁体和线圈，

所述片状永磁体与所述片状超磁致伸缩体堆叠设置，且有片状永磁体位于两端；

线圈，围绕在所述片状超磁致伸缩体和片状永磁体的外围；

其中，所述压盖和所述输出盘分别与对应端的片状永磁体接触，

还包括：

冷却控温机构，所述冷却控温机构包括：

无线温度传感器，贴附于所述片状超磁致伸缩体上，用于测量所述换能器内部的温度；

第一冷却通道，设置在所述压盖的轴线上并穿透压盖；

第二冷却通道，设置在安装在所述压盖的外端的刀柄上，

雾化喷嘴，所述雾化喷嘴分别通过管路与液体通道、气体通道连通，所述雾化喷嘴依次通过所述第二冷却通道、所述第一冷却通道向所述外壳内喷射气雾，

所述输出盘上沿节面位置延伸出法兰盘，且所述法兰盘上设置有出气孔。

2.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，

所述压盖设有螺纹孔，并通过穿过所述螺纹孔的预紧螺栓将压盖连接在外壳的所述一端，还具有预紧块，所述预紧块分别接触设置在所述两端的片状永磁体的外端，所述压盖和所述输出盘分别通过对应的预紧块与片状永磁体接触。

3.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，

所述片状超磁致伸缩体和所述片状永磁体的厚度都满足以下公式：

其中，δ为片状超磁致伸缩体或片状永磁体的厚度；

ω为激励频率；

μ₀为通过真空磁导率；

μ_r为与δ对应的材料相对磁导率；

σ为与δ对应的材料的电导率。

4.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，

所述线圈安装在线圈骨架上；

在所述线圈的轴向两端分别设置有导磁片，在线圈的径向外侧套设有导磁套筒，所述导磁片、导磁套筒均采用导磁材料；

所述输出盘、外壳、压盖均采用不导磁的材料。

5.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，

片状永磁体的数量大于片状超磁致伸缩体的数量，且所述片状永磁体的平面与所述片状超磁致伸缩体的平面平行。

6.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，

所述压盖、导磁片上具有用以穿过给线圈供电的线圈导线的通孔，所述线圈导线与固定在换能器外侧的副边线圈连接，副边线圈通过松耦合的形式与固定在机床上的原边线圈组合形成非接触式电能传输机构，为换能器提供电能。

7.根据权利要求4所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，还包括：

各片状超磁致伸缩体、各片状永磁体和预紧块采用环氧树脂胶同轴粘接在一起，且片状超磁致伸缩体、片状永磁体都与线圈骨架之间具有气隙。

8.根据权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，其特征在于，

还包括控制模块，所述控制模块中预设有换能器内部的温度与所述液体通道的理论液体流量对应关系曲线，所述对应关系曲线将换能器内部的温度划分为多个温度区间，同一温度区间采用相同的理论液体流量，不同的温度区间采用不同的理论液体流量，

所述控制模块接收超磁致伸缩体表面的温度数据，当所述温度数据低于所选温度区间时不进行冷却，当所述温度数据达到所述所选温度区间，所述控制模块依据所选温度区间的理论液体流量控制冷却，当所述温度数据高于所选温度区间，所述控制模块调节与所述液体通道连通的冷却水泵，提高理论液体流量直至所述温度数据恢复到所选温度区间。

9.超磁致伸缩换能器的温控方法，其特征在于，采用权利要求1所述的超磁致伸缩换能器，所述温控方法包括：

事先将换能器内部的温度与液体通道的理论液体流量建立对应关系曲线，所述对应关系曲线将换能器内部的温度划分为多个温度区间，同一温度区间采用相同的理论液体流量，不同的温度区间采用不同的理论液体流量；

接收超磁致伸缩体表面的温度数据，当所述温度数据低于所选温度区间时不进行冷却，当所述温度数据达到所述所选温度区间，依据所选温度区间的理论液体流量控制冷却，当所述温度数据高于所选温度区间，调节与所述液体通道连通的冷却水泵，提高理论液体流量直至所述温度数据恢复到所选温度区间。