[发明专利]超音波换能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换能器，特别是涉及一种振动功率较佳的超音波换能器。

背景技术

超音波换能器是一种应用超音波(约为20kHz以上的频率)弹性振动方式来获得驱动力的动力提供装置，一般是利用交流电压通电予压电陶瓷(Piezoelectric Ceramic)，而产生超音波的交替伸缩现象。虽然其伸缩的大小仅达数微米(μm)，但是因为每秒伸缩达数十万次，所以每秒可移动达数厘米(cm)，相当符合现今产业界以及相关科技产品的需求。

请参阅图1所示，是一现有的超音波清洗机的使用状态示意图，说明安装多数个超音波换能器的超音波清洗机。该一种安装多数个超音波换能器1的超音波清洗机20，是以发振电路21产生频率信号，经电力增幅器22增幅后，借由超音波换能器1的压电陶瓷11其中一侧的导电片12与该电力增幅器22形成电连接，以使压电陶瓷11因逆压电效应而产生高频的超音波振动效果，并且因为超音波换能器1是接合于一容器25的底面，因此，超音波换能器1所产生的超音波振动会经由该容器25而传播至容器25内的水液24。当多个清洗物23浸泡于水液24中时，每一清洗物23的表面会受到超音波的振动，而使物体表面的脏污杂质掉落清除。

然而，该超音波清洗机20在实际使用时，却存在有以下的缺点：

(1)、振动功率较差：

由于该每一压电陶瓷11是借由其一侧的导电片12电连接电力增幅器22，另一侧的导电片13则接地，因此，压电陶瓷11只能承受单一侧交流电压，而另一侧便无交流电压输入，以致于使得压电陶瓷11只会产生一侧的逆压电效应。

请配合参阅图2所示，是一波形工作示意图，说明一般超音波换能器的工作情况。当压电陶瓷11通予交流电压时，其电压对时间的波形是呈正弦波，然而由于压电陶瓷11另一侧的导电片13是呈接地，所以只有正电压(如图中斜线区域)会使该压电陶瓷11实质产生振动，倘若负电压(如图中空白区域)则会使该压电陶瓷11停止振动，致使该压电陶瓷11会时停时动，使得其振动功率显得较差。

(2)、接触到该容器25，容易产生触电现象：

由于该容器25一般是由金属材质所制成，并且超音波换能器1顶部的接触座也是由金属材质所制成，所以上侧导电片12的电量便会经由接触座传导至容器25上，以致于容器25本身也会带电，当使用者接触到该容器25时，便容易产生触电现象。

(3)、清洗过后的清洗物23容易吸引杂质吸附，不容易保持清洁：

根据前段所述，容器25本身就带有一定的电量，以致于其内部所储存的水液24以及清洗物23皆会随之带有一定的电量，并且清洗物23在该容器25内清洗时间愈久，其积蓄的电量便愈来愈高，当清洗物23从该容器25内取出时，便容易吸附相反电性的杂质，致使其表面容易产生脏污而不容易保持清洁。

(4)、该容器25长期使用时，容易产生生锈现象：

当该容器25与内部水液24均带有一定电量时，该容器25的内壁面也容易产生金属电子游离现象，致使其内壁面会逐渐损耗而产生生锈的问题。

由此可见，上述现有的超音波换能器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的超音波换能器，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的超音波换能器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的超音波换能器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的超音波换能器存在的缺陷，而提供一种新的振动功率较佳的超音波换能器，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种超音波换能器，安装设于一内部储存有震动介质的容器上，其中：该超音波换能器包含一薄片状第一导电片，以及两个分别设置于该第一导电片两侧的振动单元，每一振动单元具有一贴设于该第一导电片上的振动件、一叠设于该振动件上的第二导电片、一叠设于该第二导电片上的绝缘片，及一叠设于该绝缘片上的盖体，且其中一盖体是固定于该容器的外缘面上。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。