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用于超声换能器的压电陶瓷环银层保护装置及装

  本发明涉及超声换能装置技术领域,尤其涉及一种超声换能器的压电陶瓷环银层保护装置。

  目前市场上的换能器内部压电陶瓷环的内外侧均设有银层,并分别作为压电陶瓷环的正极和负极,而在使用过程中,压电陶瓷环径向震动,且会在银层上会焊接导线,使压电陶瓷环内外表面的银层极易部分或全部脱落,造成银层表面电场不均、绝缘等级下降及压电陶瓷环震动不均,易导致压电陶瓷环碎裂,影响压电陶瓷环的整体寿命。

  由于压电陶瓷环材料易碎,且内侧银层位于压电陶瓷环内侧,在压电陶瓷环径向震动时,压电陶瓷环内侧会向压电陶瓷环中心收缩,基于压电陶瓷环的上述特性,在保护压电陶瓷环内侧银层时不但要考虑保护问题,还需要考虑保护装置对银层导电性能的影响、及保护装置的结构对压电陶瓷环的影响,因此保护内侧银层的保护相对较为困难。

  本发明的目的是提供一种压电陶瓷环银层保护装置,在不影响压电陶瓷环正常工作的前提下,解决现有压电陶瓷环内侧银层脱落,造成银层表面电场不均、绝缘等级下降及压电陶瓷环震动不均,易导致压电陶瓷环碎裂的问题。

  为了解决上述技术问题,本发明提供了一种用于超声换能器的压电陶瓷环银层保护装置,包括内导电环和弹性绝缘保护环,所述内导电环为开放式环状结构,且所述内导电环的外侧周长大于压电陶瓷环的内侧周长,在圆周方向上所述内导电环覆盖并紧贴所述压电陶瓷环的内侧银层,所述弹性绝缘保护环设置在所述内导电环的内侧,并与所述内导电环贴合设置。

  优选地,所述内导电环的外侧周长与压电陶瓷环的内侧周长之差为0.2-0.8mm。

  优选地,所述外导电环的外侧设置缠绕层,且所述缠绕层由铟钢丝、钛钢丝或钨钢丝缠绕而成。

  本发明还提供了一种将压电陶瓷环银层保护装置装配到压电陶瓷环上的方法,包括:

  将压电陶瓷环平稳放置,将常态下的内导电环放置到压电陶瓷环的内侧,此时所述内导电环的开放端为交错叠加状态,其中一个开放端未与压电陶瓷环的内侧银层接触;

  向未与内侧银层接触的内导电环的开放端施加力,使其与所述压电陶瓷环的内侧银层接触,此时内导电环的两个开放端对接,内导电环与压电陶瓷环的内侧银层紧密贴合;

  将弹性绝缘保护环放置在所述内导电环内侧,在弹力的作用下,所述弹性绝缘保护环紧贴所述内导电环;

  本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供的用于超声换能器的压电陶瓷环银层保护装置,包括内导电环和弹性绝缘保护环,所述内导电环为开放式环状结构,且所述内导电环的外侧周长大于压电陶瓷环的内侧周长,在圆周方向上所述内导电环覆盖并紧贴所述压电陶瓷环的内侧银层,所述弹性绝缘保护环设置在所述内导电环的内侧,并与所述内导电环贴合设置,利用相对简单的结构为银层提供了保护,并且利用预应力使内导电环和外导电环分别与压电陶瓷环的内外银层贴合设置,不但使其依然具有良好的导电性能,而且安装方便,在不影响压电陶瓷环正常工作的前提下,解决现有压电陶瓷环内侧银层脱落,造成银层表面电场不均、绝缘等级下降及压电陶瓷环震动不均,易导致压电陶瓷环碎裂的问题。

  图中:1:压电陶瓷环;2:内导电环;3:弹性绝缘保护环;4:外导电环;5:缠绕层;6:导线:导线连接孔。

  为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  如图1、图2和图3所示,本发明实施例提供的用于超声换能器的压电陶瓷环银层保护装置,包括内导电环2和弹性绝缘保护环3,其中内导电环2设置在压电陶瓷环1的内侧,且内导电环2为开放式环状结构,该内导电环2的外侧周长大于压电陶瓷环的内侧周长,当内导电环2的开放端对齐时,内导电环2产生预应力,使内导电环2全面的更加贴紧压电陶瓷环1的内侧银层,并防止内导电环2从压电陶瓷环2上脱落,使内侧银层得到很好的保护。

  需要说明的是,图3是常态下内导电环2结构,其中一个开放端压在另一个开放端上,放置在压电陶瓷环1内,通过外力使其两个开放端对齐设置。

  进一步地,在内导电环2的内侧设置弹性绝缘保护环3,该弹性绝缘保护环3全部覆盖内导电环2的内侧,对内导电环起到支撑保护的作用,进一步防止内导电环脱落,同时也能够将导线之间,提供了一种新的导线连接方式,且连接方式无需焊接。

  由于压电陶瓷环1材料较脆,为了避免压电陶瓷环1破碎,综合考虑安装及内导电环2的固定稳定性,优选地,内导电环2的外侧周长与压电陶瓷环1的内侧周长之差为0.2-0.8mm,在该范围内,方便内导电环2安装,且产生的预应力足够使内导电环2稳定的固定在陶瓷环1的内侧,更优选地,内导电环的外侧周长与压电陶瓷环的内侧周长之差为0.5mm。

  进一步地,如图1所示,为了安装方便和支撑内导电环2,弹性绝缘保护环3为开放式环状结构,且在安装时,弹簧绝缘保护环3的开放端与内导电环2的开放端错开设置,优选地,两者的开放端相对侧设置。

  其中,弹性绝缘保护环3的材料优选为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯树脂、聚酰亚胺、聚碳酸酯或聚四氟乙烯,具有适当弹性效果更好。

  为了更好的保护压电陶瓷环1的外侧银层,优选地,如图1和图2所示,在压电陶瓷环1的外侧设置外导电环4,外导电环4贴合压电陶瓷环1的外侧银层设置,为了不影响外侧银层的导电性能,优选地,在外导电环4的外侧设有缠绕层5,优选地,缠绕层5由铟钢丝、钛钢丝或钨钢丝等均匀缠绕而成。

  其中,铟钢丝的热膨胀系数小,效果最佳,在压电陶瓷环1和外导电环发生热膨胀时,在铟钢丝的作用下,外导电环4依然能够保持与压电陶瓷环1的外侧银层贴合设置。

  本发明实施例还提供了一种将上述银层保护装置装配到压电陶瓷环上的方法,该方法包括以下步骤:

  S1、将压电陶瓷环1平稳放置,将常态下的内导电环2放置到压电陶瓷环1的内侧,此时,如图3所示,所述内导电环2的开放端为交错叠加状态,其中一个开放端未与压电陶瓷环1的内侧银层接触;

  S2、向未与内侧银层接触的内导电环2的开放端施加力,使其与所述压电陶瓷环1的内侧银层接触,此时如图1所示,内导电环2的两个开放端对接,内导电环2与压电陶瓷环1的内侧银层紧密贴合;

  S3、将弹性绝缘保护环3放置在所述内导电环2内侧,在弹力的作用下,所述弹性绝缘保护环3紧贴所述内导电环2;

  S4、将外导电环套设在所述压电陶瓷环外侧,其整体贴紧所述压电陶瓷环的外侧银层;

  S5、最后在外导电环4的外侧均匀设置缠绕层5,以使外导电层4紧贴压电陶瓷环1的外侧银层。

  需要说明的是,上述各个步骤顺序仅为较优选的顺序,其顺序可根据情况适当调整,例如可以先安装外导电环4,然后设置缠绕层5,最后再依次安装内导电环2和弹性绝缘保护环3。

  如图4和图5所示,本实施例二与实施例一基本相同,相同之处不再赘述,不同之处在于:在外导电环4和内导电环2均至少伸出一个导线,且该导线上均设有用于穿设导线上均设有两个导线,且四个导线错开设置,方便导线连接。

  综上所述,本发明提供的用于超声换能器的压电陶瓷环银层保护装置,利用相对简单的结构为银层提供了保护,并且利用预应力(包括铟钢丝施加的预应力)使内导电环和外导电环分别与压电陶瓷环的内外银层贴合设置,不但使其依然具有良好的导电性能,而且安装方便,在不影响压电陶瓷环正常工作的前提下,解决现有压电陶瓷环内侧银层脱落,造成银层表面电场不均、绝缘等级下降及压电陶瓷环震动不均,易导致压电陶瓷环碎裂的问题。

  最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。


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