一种超声换能器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声换能器，包括依次并排连接并具有轴向中空结构的预紧力螺杆、后盖板、导电片、压电陶瓷片、前盖板和刀杆，所述预紧力螺杆依次穿过后盖板、导电片、压电陶瓷片和前盖板并拧紧固定构成变幅杆，所述前盖板设置有阶梯形结构，所述刀杆上设置有直径由大到小的圆锥形结构，且所述圆锥形结构在靠近前盖板的端部平滑过渡。该超声换能器采用较低频率的超声工作，新型的复合式变幅结构设计以及新尺寸压电陶瓷的使用，大大提高了换能器功率极限，且发热损耗明显减少，整体效率和带负载能力得到了提升。同时，刀杆尖端处振幅加大，产生的雾化颗粒更大，带来更佳的雾化效果，提高了临床使用效果，而刀杆的长度也更适合医用临床应用。

【技术实现步骤摘要】
一种超声换能器
本技术涉及医疗设备领域，尤其涉及一种超声换能器。
技术介绍
超声换能器是一种能量转换器件，它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去。超声清创就是利用超声换能器，形成一种低频、高能超声波加载喷射流技术，利用超声波在冲洗射流中产生的“空化”效应，及其在液体介质中传播时的力学参数变化，如质点位移、振动加速度以及声压的改变等作用，实现清除病原微生物、坏死组织及异物的功能。现有超声清创技术中已经有一些专利，如CN102258423A，CN202096430U，CN202027891U，但还不够完善，特别是超声换能器的设计普遍存在以下缺点: (I)换能器工作频率普遍为40kHz，整体设计功率低，带负载能力弱，雾化颗粒较小，临床使用效果不佳； (2)换能器的刀杆较短，医用临床应用不方便； (3)换能器多为阶梯变幅，导致声功率损耗严重，整体性能下降，接头前端振幅小。 因此，现有技术还有待进一步改进和发展。
技术实现思路
本技术为克服以上现有技术缺陷，结合医用临床使用特点，提供一种功率大，效率高，换能器发热量极小，超声雾化效果好且带负载能力强的超声换能器。 一种超声换能器，包括依次并排连接并具有轴向中空结构的预紧力螺杆、后盖板、导电片、压电陶瓷片、前盖板和刀杆，所述预紧力螺杆依次穿过后盖板、导电片、压电陶瓷片和前盖板并拧紧固定构成变幅杆，所述前盖板设置有阶梯形结构，所述刀杆上设置有直径由大到小的圆锥形结构，且所述圆锥形结构在靠近变幅杆的端部平滑过渡。 进一步地，所述圆锥形结构位于刀杆的中间部位。 进一步地，所述刀杆与变幅杆一体成型或螺纹连接。 [0011 ] 进一步地，所述换能器为整体轴向中空结构。 进一步地，所述换能器工作频率为20_30kHz。 进一步地，所述换能器长度为20?30cm。 进一步地，所述刀杆的长度为10?20cm。 进一步地，所述刀杆的圆锥形结构处设置至少两个平端面。 进一步地，所述两个平端面相互平行。 进一步地，所述刀杆的端部设置有一体成型或螺纹连接的喷头，所述喷头为柱形、马蹄形、球形或铲形。 进一步地，所述前盖板靠近压电陶瓷片一端有固定法兰结构。 进一步地，所述压电陶瓷片至少包括有I片。 与现有技术相比，本技术的超声换能器，工作频率更低，通过改善换能器的机械设计，提高了换能器功率极限，明显减少发热损耗，提高整体效率和带负载能力；而刀头尖端处振幅大，产生的雾化颗粒更大，带来更佳的雾化效果，提高临床使用效果，进而大大地提高了换能器的实用舒适性和使用寿命，具有广阔的应用前景。 【附图说明】 图1是本技术提供的超声换能器的立体结构示意图。 图2是本技术提供的超声换能器的又一立体结构示意图。 图3是本技术提供的超声换能器的剖视图。 图4a、4b、4c和4d分别是本技术提供的超声换能器的4种接头结构示意图。 图中:1为预紧力螺杆,2为后盖板,3为导电片,4为压电陶瓷片,5为前盖板,6为刀杆，7为固定法兰结构，51为前盖板的阶梯型结构,61为喷头,62为刀杆的圆锥形结构,63为刀杆的平端面。 【具体实施方式】 为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。 参见图1、图2和图3，本技术提供的超声换能器，包括依次连接并具有轴向中空结构的预紧力螺杆1、后盖板2、导电片3、压电陶瓷片4、前盖板5和刀杆6，而预紧力螺杆I依次穿过后盖板2、导电片3、压电陶瓷片4和前盖板5并拧紧固定构成变幅杆。因此，整个超声换能器结构由后盖板2，导电片3和压电陶瓷片4依次间隔串联，再与前盖板5并排，使中间通孔的中轴对齐，再由预紧力螺杆I从后盖板2、导电片3、压电陶瓷片4和前盖板5中间通孔穿过，拧紧固定成整体，本技术的超声换能器为整体轴向中空结构，中空结构为液体传输通道，而整体轴向中空结构保证了液体通道的顺畅。所述前盖板5设置有阶梯形结构51，刀杆6上设置有直径由大到小的圆锥形结构62，且圆锥形结构62在靠近变幅杆的端部平滑过渡，也即刀杆6和前盖板5相连接部位的直径相同。圆锥形结构能够使变幅效果更佳突出，进而使刀杆尖端处振幅更大，产生的雾化颗粒更大，带来更佳的雾化效果。 优选地，所述圆锥形结构61位于刀杆6的中间部位。经过大量实验得出，将圆锥形结构设置在刀杆的中间部位能够使刀杆尖端处的振幅尽可能大，产生的雾化颗粒也更大。雾化效果更佳。 在本实施例中，换能器工作频率在20?30kHz，而换能器长度约为20?30cm，刀杆的长度约为10?20cm。上述尺寸是根据超声理论计算优化得出的，能够大大提高机械耦合性。 本技术的刀杆与变幅杆一体成型或螺纹连接，当然一体成型能够方便加工成型，节约加工成本。螺纹连接刀杆的更换，特别是适合具有不同结构喷头的刀杆，本实施例优选为螺纹连接。进一步地，如图4a至4d所示，喷头61设置在刀杆6的端部，且可以为柱形、马蹄形、球形或铲形等形状。喷头和刀杆可以是一体成型设计，也可以螺纹连接，一体成型设计时在更换喷头是将刀杆一并更换，而螺纹连接时只需更换碰头即可。两种方式都能够实现多种喷头的更换，以适应不同的清创治疗环境，而相对来说，螺纹连接方式更加实用，且能够节省成本。 进一步地，对于螺纹连接的刀杆来说，为了便于刀杆的更换，本技术在刀杆6的圆锥形结构处设置至少两个平端面63，以便加持工具如钳子、扳手等工具加持操作。优选地，两个平端面63相互平行，加持效果会更好，当然也可设置两个以上平端面，比如5个或6个，通过常用规格扳手即可操作。 为了减少发热损耗，本技术的采用新尺寸的压电陶瓷片，压电陶瓷片至少为I个，优选为四个，四个压电陶瓷片并排同心排布。压电陶瓷片采用不同的径厚比，新尺寸的压电陶瓷能够提高换能器功率极限，明显减少发热损耗，提高整体效率和带负载能力。而在前盖板5靠近压电陶瓷片4的一端设有固定法兰结构7，实现压电陶瓷片的稳定连接。 优选地，本技术的超声换能器采用金属材料制成，优选为钛合金材料。 本技术提供的超声换能器采用较低频率的超声工作，新型的复合式变幅结构设计以及新尺寸压电陶瓷的使用，大大提高了换能器功率极限，整体性能参数得到大幅提升，且发热损耗明显减少，整体效率和带负载能力得到了提升。同时，刀杆尖端处振幅加大，产生的雾化颗粒更大，带来更佳的雾化效果，提高了临床使用效果，而刀杆的长度也更适合医用临床应用。 以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声换能器，包括依次并排连接并具有轴向中空结构的预紧力螺杆、后盖板、导电片、压电陶瓷片、前盖板和刀杆，所述预紧力螺杆依次穿过后盖板、导电片、压电陶瓷片和前盖板并拧紧固定构成变幅杆，所述前盖板设置有阶梯形结构，其特征在于，所述刀杆上设置有直径由大到小的圆锥形结构，且所述圆锥形结构在靠近前盖板的端部平滑过渡。

【技术特征摘要】
1.一种超声换能器，包括依次并排连接并具有轴向中空结构的预紧力螺杆、后盖板、导电片、压电陶瓷片、前盖板和刀杆，所述预紧力螺杆依次穿过后盖板、导电片、压电陶瓷片和前盖板并拧紧固定构成变幅杆，所述前盖板设置有阶梯形结构，其特征在于，所述刀杆上设置有直径由大到小的圆锥形结构，且所述圆锥形结构在靠近前盖板的端部平滑过渡。2.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述圆锥形结构位于刀杆的中间部位。3.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述刀杆与变幅杆一体成型或螺纹连接。4.根据权利要求1所述的超声换能器，其特征在于，所述换能器为整体轴向中空结构。5.根据权利要求1或2所述的超声换能器，其特征在于，所述换能器工作频率为20-30kH...

【专利技术属性】
技术研发人员：林桓，彭国庆，曾映，徐岩，刘先成，
申请(专利权)人：深圳普门科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44