[发明专利]控制预紧力的换能器阵元成型装置及操作方法

权利要求书

1.一种控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于，包括：主体支架(1)、推力计传感器(2)、推力计控制器(3)、阵元安装底座(4)以及换能器纵阵子阵元(5)；

所述主体支架(1)上安装推力计传感器(2)和阵元安装底座(4)，所述推力计传感器(2)连接所述推力计控制器(3)；

所述推力计传感器(2)一端连接阵元安装底座(4)，另一端通过推力杆(7)沿轴向推动；

所述换能器纵阵子阵元(5)安装在所述阵元安装底座(4)上；

所述换能器纵阵子阵元(5)安装在阵元安装底座(4)和主体支架(1)之间，当所述推力杆(7)对推力计传感器(2)和阵元安装底座(4)施加推力后对所述换能器纵阵子阵元(5)施加预紧力；

推力计传感器(2)、阵元安装底座(4)、换能器纵阵子阵元(5)以及推力杆(7)安装在同一直线上。

2.根据权利要求1所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述推力计传感器(2)背向阵元安装底座(4)一端安装在传感器固定板(9)上；

所述传感器固定板(9)背向所述推力计传感器(2)一侧连接推力挡板(8)。

3.根据权利要求2所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述主体支架(1)中部设置为柱状的导向底座(6)，所述导向底座(6)两端垂直向一侧分别延伸出第一挡块和第二挡块。

4.根据权利要求3所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述导向底座(6)上设置第一凹槽和第二凹槽；

所述第一凹槽内安装第一限位板(11)，所述第二凹槽内安装第二限位板(12)。

5.根据权利要求4所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述推力挡板(8)和所述传感器固定板(9)固定连接所述第一限位板(11)；

所述阵元安装底座(4)固定连接所述第二限位板(12)；

所述阵元安装底座(4)镀覆特氟龙。

6.根据权利要求3所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述推力杆(7)穿过第一挡块并通过所述第一挡块支撑；

所述推力杆(7)一端连接所述推力挡板(8)。

7.根据权利要求3所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于，所述换能器纵阵子阵元(5)包括：阵元前盖板(13)、压电元件(14)、电极片(15)以及阵元后盖板(16)；

所述阵元前盖板(13)和所述阵元后盖板(16)之间安装压电元件(14)；

所述压电元件(14)设置有多个，相邻所述压电元件(14)之间安装所述电极片(15)。

8.根据权利要求7所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述阵元安装底座(4)上设置前端卡位槽(18)和后端卡位槽(19)；

所述阵元前盖板(13)安装在前端卡位槽(18)中，所述前端卡位槽(18)形状与所述阵元前盖板(13)相适配；

所述压电元件(14)、电极片(15)以及阵元后盖板(16)安装在所述后端卡位槽(19)内，所述后端卡位槽(19)形状与压电元件(14)、电极片(15)以及阵元后盖板(16)相适配；

所述阵元前盖板(13)、压电元件(14)、电极片(15)以及阵元后盖板(16)通过所述前端卡位槽(18)和后端卡位槽(19)实现同轴心。

9.根据权利要求8所述控制预紧力的换能器阵元成型装置，其特征在于：所述阵元后盖板(16)紧贴所述第二挡块；

所述阵元后盖板(16)中心设置沉孔，所述第二挡块设置成型预紧力过孔(10)；

所述沉孔内放置应力螺杆(17)，所述应力螺杆(17)将阵元前盖板(13)、压电元件(14)、电极片(15)以及阵元后盖板(16)连接。

10.一种权利要求9所述控制预紧力的换能器阵元成型装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将所述换能器纵阵子阵元(5)放入阵元安装底座(4)，并将换能器纵阵子阵元(5)摆放整齐；

步骤S2，对所述换能器纵阵子阵元(5)通过推力杆(7)施加安装预紧力；

步骤S3，当安装预紧力达到预设值并稳定后，用常规扭力扳手设置固定值；

步骤S4，扭力扳手通过成型预紧力过孔(10)，再对应力螺杆(17)进行紧固，此时扭力扳手的固定值加推力计控制器(3)显示的数值，即为阵元预紧力，通过推力计控制器(3)控制阵元预紧力，即可调节并控制所述换能器纵阵子阵元(5)的频率。