[发明专利]超声波换能器振子

说明书

技术领域

本发明涉及超声波清洗机，具体指超声波清洗机用换能器振子。

背景技术

超声波换能器振子是由压电陶瓷的压电效应实现电能与机械能(声波振动)的相互转换，并通过声阻抗匹配的前后辐射盖块进行放大的器件。超声波清洗是通过换能器振子产生的超声波振动，在水中发生空化效应所产生的瞬间高压空泡冲击被清洗物而达到良好的清洗效果。

传统的超声波(清洗机用)压电陶瓷晶片，在工作高速振动时易导致陶瓷晶片破碎，因此一般采用喇叭型复合振子结构，它由前后金属盖板、压电陶瓷晶片、预应力螺杆、电极片和绝缘套管组成，其中前后金属盖板和预应力螺杆夹持全陶瓷晶片，防止晶片在高速振动时破碎。施加合适的预应力，换能器在大功率、高振幅的条件下具有良好的机电转换效率。这种前后夹铁结构的不足是造价高、体积大、重量重、制造复杂；另一种形式是：小功率超声波振子直接用胶水粘在清洗机内胆的外壁，在小型家用超声波清洗机上使用时都是采用内胆加外壳这种双层结构，致使其外观造型几乎没有变化，一是电饭煲的结构造型，二是长方体的内胆加外壳的造型。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、成本低的超声波换能器振子。

本发明的技术方案是这样实现的：超声波换能器振子，包括压电陶瓷晶片，压电陶瓷晶片上设有电极；所述压电陶瓷晶片固定封装于绝缘材料内，电极从绝缘材料中引出。

压电陶瓷晶片的形状及封装方式的组合主要有三种形式：1、压电陶瓷晶片为圆片形，压电陶瓷晶片被绝缘材料全包围固定封装；2、压电陶瓷晶片为圆环形，压电陶瓷晶片被绝缘材料全包围固定封装；3、压电陶瓷晶片为圆片形，压电陶瓷晶片被绝缘材料固定封装后其中一面的中心部位外露(即半包围)，外露部分为振子的辐射面。辐射面可以是圆锥形。

本发明绝缘材料为高强度、低阻尼绝缘材料，如酚醛树脂等。

本发明采用高强度、低阻尼绝缘材料对压电陶瓷晶片进行全包围或半包围封装固定，省去了金属铁块，从而减小换能器振子体积，使其重量变轻，同时振子制造成本降低，制造工艺简单。必要时，可直接将振子置于工作介质中。本发明可以将家用超声波清洗机由内胆加外壳这种双层结构简化为单层结构，外部造型更容易。

附图说明

图1-本发明实施例1结构剖视图；

图2-本发明实施例2结构剖视图；

图3-本发明实施例3结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1、图2和图3，从图上可以看出，本发明超声波换能器振子，包括压电陶瓷晶片1(其表面已经涂覆有金属薄层)，压电陶瓷晶片1上设有正负电极2。本发明的改进在于，所述压电陶瓷晶片1固定封装于绝缘材料3内，电极2从绝缘材料3中引出，通常两电极位于同一面。

根据压电陶瓷晶片的形状及封装方式的组合，本发明的振子主要有三种形式(但不局限于下述方式)：一、压电陶瓷晶片1为圆片形，压电陶瓷晶片1被绝缘材料3全包围固定封装，见图1；二、压电陶瓷晶片1为圆环形，压电陶瓷晶片1被绝缘材料3全包围固定封装，见图2；三、压电陶瓷晶片1为圆片形，压电陶瓷晶片1被绝缘材料3固定封装后其中一面的中心部位外露(即半包围)，外露部分为振子的辐射面，见图3，这种结构与全包围结构相比具有振动衰减小的优点。辐射面除了普通平面外，也可以为圆锥形，即在辐射面设置一圆锥形的坑，形成聚焦效应，从而增大振子功率。

本发明绝缘材料为高强度、低阻尼绝缘材料，从大的类别来说，有塑料类、尼龙类、复合材料等，如酚醛树脂、聚乙烯、ABS、尼龙或聚胺脂。

本发明可以直接将振子放置在工作介质中，使用方便、灵活。也可以根据需要在振子前后两面或单面加装薄铁片，这不但进一步保护了陶瓷晶片，使其免于振动破碎，又便于振子与清洗容器的固定安装。