[发明专利]轴向切向复合式超声换能器

权利要求书

1.一种轴向切向复合式超声换能器，其特征在于：包括轴向超声振子和切向超声振子；

所述轴向超声振子包括圆饼形辐射块（101）、圆环形节圆盘（102）、绝缘套管（103）、轴向压电晶堆、圆环形辐射块（106）、长预紧杆（107）、圆形压板（108）、三根连接螺杆（109）、三个第I锁紧螺母（110）、三个第II锁紧螺母（111）、第I调节螺柱（112）；

圆饼形辐射块（101）为空心结构；圆饼形辐射块（101）的下端壁和侧壁均为厚壁；圆饼形辐射块（101）的上端壁为薄壁；圆饼形辐射块（101）的下外端面边缘开设有四对沿周向排列的第I盲螺孔；圆饼形辐射块（101）的上端壁中央贯通开设有第I导向孔；圆饼形辐射块（101）的内腔灌注有第I液压油（113）；圆环形节圆盘（102）的内侧面与圆饼形辐射块（101）的外侧面中上部固定为一体；圆环形节圆盘（102）的端面贯通开设有三个沿周向等距排列的第I装配孔；绝缘套管（103）的下端面与圆饼形辐射块（101）的上外端面内边缘接触，且绝缘套管（103）的内侧面与第I导向孔的孔壁齐平；所述轴向压电晶堆由四个环形铜电极片（104）和四个压电陶瓷圆环（105）自上而下交错层叠构成；轴向压电晶堆套设于绝缘套管（103）的外侧面，且轴向压电晶堆的两端面分别与绝缘套管（103）的两端面齐平；圆环形辐射块（106）的下端面分别与轴向压电晶堆的上端面和绝缘套管（103）的上端面接触，且圆环形辐射块（106）的内侧面与绝缘套管（103）的内侧面齐平；长预紧杆（107）可滑动地密封穿设于第I导向孔、绝缘套管（103）、圆环形辐射块（106）内；长预紧杆（107）的下端面低于圆饼形辐射块（101）的上内端面；长预紧杆（107）的上端面低于圆环形辐射块（106）的上端面；圆形压板（108）的下端面中央开设有圆形限位凹槽；圆形限位凹槽的槽壁与圆环形辐射块（106）的外侧面上端接触；圆形限位凹槽的槽底与圆环形辐射块（106）的上端面接触；圆形限位凹槽的槽底中央与圆形压板（108）的上端面中央之间贯通开设有第I调节螺孔，且第I调节螺孔的孔径小于圆环形辐射块（106）的内径；圆形压板（108）的端面外边缘贯通开设有三个沿周向等距排列的第II装配孔，且三个第II装配孔与三个第I装配孔一一正对；三根连接螺杆（109）的下端一一对应地贯穿三个第I装配孔；三根连接螺杆（109）的上端一一对应地贯穿三个第II装配孔；三个第I锁紧螺母（110）一一对应地旋拧于三根连接螺杆（109）的下端，且三个第I锁紧螺母（110）均紧压圆环形节圆盘（102）的下端面；三个第II锁紧螺母（111）一一对应地旋拧于三根连接螺杆（109）的上端，且三个第II锁紧螺母（111）均紧压圆形压板（108）的上端面；第I调节螺柱（112）的上端旋拧于第I调节螺孔内，且第I调节螺柱（112）的下端面紧压长预紧杆（107）的上端面；

所述切向超声振子包括杯形支撑座（201）、四个切向压电晶堆、四对约束块（204）、四个匹配块（205）、圆形大端盖（206）、四对第I紧固螺钉（207）、短预紧杆（208）、圆形小端盖（209）、三个第II紧固螺钉（210）、第II调节螺柱（211）；

所述杯形支撑座（201）包括杯口朝下的圆杯形主体、延伸设置于圆杯形主体的径向外侧且杯口朝下的八个杯形凸出部；八个杯形凸出部的内腔均与圆杯形主体的内腔连通，且八个杯形凸出部沿周向排列；圆杯形主体的上端壁和侧壁、八个杯形凸出部的上端壁均为厚壁；八个杯形凸出部的侧壁均为薄壁；每两个相邻杯形凸出部之间均形成有一个安装槽；其中四个安装槽为宽安装槽，另外四个安装槽为窄安装槽，四个宽安装槽和四个窄安装槽沿周向交错分布；杯形支撑座（201）的上外端面与圆饼形辐射块（101）的下外端面同轴固定，且二者之间相互绝缘；每个切向压电晶堆均由三个矩形铜电极片（202）和两个压电陶瓷方块（203）沿切向交错层叠构成；四对约束块（204）一一对应地分布于四个切向压电晶堆的切向两侧，且四对约束块（204）和四个切向压电晶堆一一对应地紧密嵌装于四个宽安装槽内；四对约束块（204）的上端面和四个切向压电晶堆的上端面均与圆饼形辐射块（101）的下外端面接触；四对约束块（204）的端面一一对应地贯通开设有四对第III装配孔，且四对第III装配孔与四对第I盲螺孔一一正对；四个匹配块（205）一一对应地紧密嵌装于四个窄安装槽内；圆形大端盖（206）封盖于杯形支撑座（201）的杯口上，且圆形大端盖（206）的上端面分别与四对约束块（204）的下端面和四个切向压电晶堆的下端面接触；圆形大端盖（206）的端面中央贯通开设有第II导向孔；圆形大端盖（206）的端面边缘贯通开设有四对沿周向排列的第IV装配孔，且四对第IV装配孔与四对第III装配孔一一正对；圆形大端盖（206）的下端面开设有三个沿周向等距排列的第II盲螺孔；圆形大端盖（206）和杯形支撑座（201）共同围合形成储油腔，且储油腔内灌注有第II液压油（212）；四对第I紧固螺钉（207）一一对应地贯穿四对第IV装配孔和四对第III装配孔，且四对第I紧固螺钉（207）的尾端一一对应地旋拧于四对第I盲螺孔内；四对第I紧固螺钉（207）的头部均紧压圆形大端盖（206）的下端面；短预紧杆（208）可滑动地密封穿设于第II导向孔内；短预紧杆（208）的上端面高于圆形大端盖（206）的上端面；短预紧杆（208）的下端面高于圆形大端盖（206）的下端面；圆形小端盖（209）的上端面与圆形大端盖（206）的下端面接触；圆形小端盖（209）的端面中央贯通开设有第II调节螺孔，且第II调节螺孔的孔径小于第II导向孔的孔径；圆形小端盖（209）的端面边缘贯通开设有三个沿周向等距排列的第V装配孔，且三个第V装配孔与三个第II盲螺孔一一正对；三个第II紧固螺钉（210）一一对应地贯穿三个第V装配孔，且三个第II紧固螺钉（210）的尾端一一对应地旋拧于三个第II盲螺孔内；三个第II紧固螺钉（210）的头部均紧压圆形小端盖（209）的下端面；第II调节螺柱（211）的下端旋拧于第II调节螺孔内，且第II调节螺柱（211）的上端面紧压短预紧杆（208）的下端面。