超声圆管换能器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声圆管换能器。该超声圆管换能器包括：辐射圆管以及设置于辐射圆管管壁内的振子组件；振子组件包括纵向驱动振子、分别设置于纵向驱动振子两端的振子前盖板和振子后盖板，其中，通过振子前盖板、振子后盖板与辐射圆管管壁之间的套接配合进而将振子组件设置于辐射圆管内部，并且振子前盖板、振子后盖板分别与辐射圆管管壁无缝连接。通过上述方式，超声圆管换能器的制成工艺简单，超声圆管换能器温度稳定性较好，能够适用于高功率需求。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
超声圆管换能器
本技术涉及一种超声圆管换能器。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，本技术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。本技术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福射换能器。【附图说明】图1是本技术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是本技术超声圆管换能器级联结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施方式对本技术进行详细说明。结合图1和图2进行参阅，本技术实施方式的超声圆管换能器，包括:辐射圆管I以及设置于辐射圆管I管壁内的振子组件2。其中，振子组件2包括纵向驱动振子21、分别设置于纵向驱动振子21两端的振子前盖板22和振子后盖板23,通过振子前盖板22、振子后盖板23与福射圆管I管壁之间的套接配合进而将振子组件2设置于辐射圆管I内部，并且，振子前盖板22、振子后盖板23分别与辐射圆管I管壁无缝连接。具体而言，可以通过在振子前盖板22、振子后盖板23各自的边沿分别设置外螺纹，并在辐射圆管I的管壁两端分别设置与振子前盖板22、振子后盖板23的外螺纹相适应的内螺纹，通过外螺纹和内螺纹的螺纹配合使得振子前盖板22、振子后盖板23套设于辐射圆管I管壁内壁，进一步地，可以通过焊接，优选激光焊的方式，使得振子前盖板22、振子后盖板23分别与辐射圆管I的管壁进行无缝连接以实现密封，通过激光焊的方式振子前盖板22、振子后盖板23与辐射圆管I之间的无缝连接表面平整光滑、夕卜观较佳，对工艺要求较低，制作难度低，尤其在水下等环境使用时，因为产品结构密封，超声圆管换能器的可靠性较高。在一具体应用实施方式中，振子前盖板22、纵向驱动振子21以及振子后盖板23 —体成型，能够保证各部分连接的精准度，进而能够提高超声圆管换能器的可靠性。当然，振子前盖板22、纵向驱动振子21以及振子后盖板23也可以采用焊接等方式进行连接，此处不 列举。在一具体应用实施方式中，辐射圆管I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，能充分保证连接部分的结构强度，以及使得超声圆管换能器的径向振动能达到更大幅度。上述实施方式的超声圆管换能器，因为振子前盖板22和振子后盖板23分别与纵向驱动振子21连接，并且该振子前盖板22和振子后盖板23进一步与辐射圆管I的管壁无缝连接，利用纵向驱动振子21产生纵向振动，与该纵向驱动振子21连接的振子前盖板22、振子后盖板23通过跟辐射圆管I耦合的方式，进而将纵向驱动振子21的纵向振动转换成辐射圆管I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。在另一具体应用实施方式中，超声圆管换能器还包括纵向隔振前盖板31和纵向隔振后盖板32 ;纵向隔振前盖板31罩设振子前盖板22远离振子后盖板23的端面，纵向隔振后盖板32罩设振子后盖板23远离振子前盖板22的端面；并且，纵向隔振前盖板31、辐射圆管I以及纵向隔振后盖板32构成密闭结构。其中，纵向隔振前盖板31和纵向隔振后盖板32的正反两面分别设置有至少两道刻槽300。在一具体应用实施方式中，纵向隔振前盖板31上的各刻槽300呈同心结构设置；纵向隔振后盖板32上的各刻槽300也呈同心结构设置。优选地，纵向隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声圆管换能器，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种超声圆管换能器，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的超声圆管换能器，其特征在于: 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。3.根据权利要求2所述的超声圆管换能器，其特征在于: 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。4.根据权利要求3所述的超声圆管换能器，其特征在于: 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。5.根据权利要求4所述的超声圆管换能器，其特征在于: 所述纵向隔振前盖板和所述纵向隔振后盖板均呈圆环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鑫宏，俞宏沛，吴银隆，
申请(专利权)人：广东固特超声实业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44