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一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器制造技术

技术编号:41719999 阅读:20 留言:0更新日期:2024-06-19 12:45
本发明专利技术公开了一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,属于超声换能器技术领域,包括设置在金属外壳内部的由下向上依次连接的绝缘底座、波导柱、和压电元件,波导柱和压电元件由背衬层完全包裹,金属外壳顶部设置有用于和线缆连接的连接头;所述压电元件上引出两个电极用于和线缆接触,所述压电式超声换能器通过绝缘底座与被测旋转机械结构体连接。本发明专利技术的压电式超声换能器解决了早期微弱故障信号感知问题,为弯曲振动模式超声换能器结构设计提供了数学模型和理论支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超声换能器,尤其是涉及一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器


技术介绍

1、振动分析作为一项成熟的机械故障诊断技术广泛应用于工业现场,通过振动换能器监测旋转机械的振动状态,能够及时发现潜在的问题。然而,由于监测频率信号的范围较低,基本在10khz以下,与环境噪声频段存在重叠,这使得采集的信号容易受到干扰,影响故障诊断的准确性。

2、在旋转机械发生早期损伤时,损伤部位摩擦应力变化产生的超声信号为故障提供了一个新的监测手段。这种超声信号的频率在20khz以上,远高于环境噪声,其具有更高的信噪比,对于早期故障的检测更为敏感。如果能够有效地监测这种超声信号,那么就能够更早地发现旋转机械的损伤,从而及时采取措施,避免潜在的安全隐患。

3、目前,尽管已经存在一些用于旋转机械故障监测的超声换能器,但它们在设计和应用上仍存在一定的局限性。大多数超声换能器基于压电陶瓷径向极化模式设计,这导致了换能器体积较大,且安装方式单一,只能依赖胶粘方式固定在机械表面。这种方式不仅限制了换能器的应用范围,还可能引入额外的安装误差和不便。...

【技术保护点】

1.一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:包括设置在金属外壳(6)内部的由下向上依次连接的绝缘底座(1)、波导柱(2)、和压电元件(3),波导柱(2)和压电元件(3)由背衬层(4)完全包裹,金属外壳(6)顶部设置有用于和线缆连接的连接头(5);所述压电元件上引出两个电极用于和线缆接触,所述压电式超声换能器通过绝缘底座(1)与被测旋转机械结构体连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:所述绝缘底座(1)包括设置在下层的连接底座(1-1)以及设置在连接底座(1-1)上的环状层(1-2),连接底座(1-1)的底...

【技术特征摘要】

1.一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:包括设置在金属外壳(6)内部的由下向上依次连接的绝缘底座(1)、波导柱(2)、和压电元件(3),波导柱(2)和压电元件(3)由背衬层(4)完全包裹,金属外壳(6)顶部设置有用于和线缆连接的连接头(5);所述压电元件上引出两个电极用于和线缆接触,所述压电式超声换能器通过绝缘底座(1)与被测旋转机械结构体连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:所述绝缘底座(1)包括设置在下层的连接底座(1-1)以及设置在连接底座(1-1)上的环状层(1-2),连接底座(1-1)的底部内芯设置有螺纹孔,连接底座(1-1)的顶部在环状层(1-2)内设置有柱槽。

3.根据权利要求2所述的一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:波导柱(2)安装于柱槽内,压电元件(3)设置于波导柱(2)的顶端,背衬层(4)设置在环状层(1-2)内。

4.根据权利要求2所述的一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:所述金属外壳(6)内部设置有和绝缘底座(1)相适配的阶梯柱形腔体,底部设置有翻边,绝缘底座(1)卡设于金属外壳(6)内。

5.根据权利要求2所述的一种用于工业旋转机械状态监测的压电式超声换能器,其特征在于:压电式超声换能器通过绝缘底座(1)的连接底座(1-1)和被测旋转机械结构体通过螺纹柱连接,或通过...

【专利技术属性】
技术研发人员:李英伟张敬超张少群张育鹏
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:

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