[发明专利]一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器

权利要求书

1.一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：该超声换能器包括通过螺栓依次连接的由圆柱端（1）和圆锥端（2）组成的复合变幅杆、前盖板（3）、压电陶瓷晶堆（4）和后盖板（5），其中，所述的复合变幅杆采用半波长结构，所述的前盖板（3）、压电陶瓷晶堆（4）和后盖板（5）构成的纵振夹心式压电陶瓷换能器采用半波长结构；所述的圆柱端（1）加工四个斜槽（6），圆锥端（2）加工6个垂直于换能器轴向的空气圆柱孔（7）和5个围绕圆锥部分小端辐射面周期分布的扇柱形孔（8）。

2.根据权利要求1所述的一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：所述的斜槽（6）的长度为L，5mm≤L≤35 mm；宽度为w，2mm≤w≤8 mm；深度为2mm≤s≤10 mm；倾斜角度为5°≤θ≤80°；复合变幅杆圆锥部分所加工的平行于换能器轴向的空气圆柱孔的高度为h，15mm≤h≤30mm；半径为r， 2mm≤r≤7mm；扇形柱孔（8）的高度为h1，h1=62mm；扇形角为β，1°≤θ≤12°。

3.根据权利要求2所述的一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：所述长度L =10mm；w=2mm；s=3mm；θ=10°；r=2mm；h=23mm；h1=62mm；高度为β=4.5°。

4.根据权利要求1所述的一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：所述的前盖板（3）为圆柱体，压电陶瓷堆（2）位于前盖板（3）的后端面与复合变幅杆之间，复合变幅杆的小端面与复合变幅杆的圆柱部分的后端面相连。

5.根据权利要求4所述的一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：所述前盖板（3）的材质为铝，半径为26mm，高度为45mm。

6.根据权利要求5所述的一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：所述后盖板（5）的材质为铝，半径为26mm，高度为45mm。

7.根据权利要求1所述的一种柱孔式纵-扭复合模态超声换能器，其特征在于：所述压电陶瓷堆（4）的材质为PZT-4，总高度为12mm，半径为25mm，由两个压电陶瓷晶堆依次同轴堆叠而成。