[发明专利]一种阵列压电陶瓷换能器

说明书

本发明公开了一种陈列压电陶瓷换能器，包括：外极性黄铜外壳，其内部的空间为容纳腔，容纳腔的内壁面为多边形结构，多边形结构的相邻两个第一直边之间为内凹圆弧过渡连接；一次压制烧结成型的内极性多边形黄铜柱，其置于容纳腔中部，内极性多边形黄铜柱中部开设有安装孔；磁致伸缩波导丝，其通过绝缘填充胶与安装孔的孔壁粘结；多个长方形压电陶瓷片，且每个长方形压电陶瓷片的两个长边分别与容纳腔的第一直边和内极性多边形黄铜柱的第二直边通过导电银胶粘结，相邻两个长方形压电陶瓷片的短边通过填充在二者之间的间隙和内凹圆弧内的防应力绝缘填充胶粘结。该换能器结构简单、结构牢固、陶瓷片成型容易、体积大，输出电荷大。

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，更具体的说是涉及一种应用在磁致伸缩液位计的波动传动信号测试的阵列压电陶瓷换能器。

背景技术

换能器是实现电能、机械能或声能从一种形式的能量转换为另一种形式的能量的装置。常用的压电陶瓷结构有一定的缺点：第一、陶瓷片与内部极性和外部极性的接触面不是垂直接触，通常为圆弧与直边的接触，用导电银胶进行固话结合，结合点不够结实，受力不够均匀；第二，通常为12个相应陶瓷片串联，串联陶瓷片过多，使得陶瓷片单位使用体积过小，有效体积过小；第三，陶瓷片和陶瓷片之间无缝对接导致成形工艺过难，每个2mm宽的陶瓷需要精细研磨成30度角或45度角，同时用精密无缝胶水像瓷砖一样粘合，成形复杂，良品率低；第四，陶瓷片受力面层次不齐，来自多方面的圆弧受力和斜切角受力(30度或45度)，导致压电陶瓷片叠加电荷时容易出现故障。

因此，如何提供一种结构简单、结构牢固、陶瓷片成型容易、体积大，输出电荷大的陈列压电陶瓷换能器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种结构简单、结构牢固、陶瓷片成型容易、体积大，输出电荷大的陈列压电陶瓷换能器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种陈列压电陶瓷换能器，包括：

外极性黄铜外壳，所述外极性黄铜外壳内部的空间为容纳腔，所述容纳腔的内壁面为多边形结构，所述多边形结构的相邻两个第一直边之间为内凹圆弧过渡连接；

内极性多边形黄铜柱，所述内极性多边形黄铜柱为一次压制烧结成型，其置于所述容纳腔中部，所述内极性多边形黄铜柱中部开设有安装孔；

磁致伸缩波导丝，所述磁致伸缩波导丝贯穿于所述安装孔内，并通过绝缘填充胶与所述安装孔的孔壁粘结；

长方形压电陶瓷片，所述长方形压电陶瓷片为多个，且每个所述长方形压电陶瓷片的两个长边分别与所述容纳腔的第一直边和所述内极性多边形黄铜柱的第二直边通过导电银胶粘结，相邻两个所述长方形压电陶瓷片的短边通过填充在二者之间的间隙和所述内凹圆弧内的防应力绝缘填充胶粘结。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种陈列压电陶瓷换能器，首先，充分利用了黄铜精密铸造时容易成形并且具备高精度的优点，制作出外极性黄铜外壳和内极性多边形黄铜柱，并且内凹圆弧的设置，不仅实现圆弧角消应力而且便于填充防应力填充胶；其次，长方形压电陶瓷片可以一次压制烧结成型，直接压制成需要的陶瓷尺寸，易于制作；并且长方形压电陶瓷片的长边和短边的受力都是垂直受力，让受力均匀完整，并且长方形压电陶瓷片的长边和短边的粘结面均为平面粘结，可让换能器粘合后的剪切强度和耐久度达到最高，粘结稳固；最后，多个压电陶瓷片对称陈列布置，且通过防应力填充胶组成特殊的间断性串联结构，当压电陶瓷换能器中心的磁致伸缩波导丝转动而让长方形压电陶瓷片受力时，多个长方形压电陶瓷片均输出电荷，即可使外极性黄铜外壳和内极性多边形黄铜柱之间产生电荷势差。

进一步的，所述多边形结构的边数、所述内极性多边形黄铜柱的边数、所述长方形压电陶瓷片的个数为4个或6个或8个。