專利名稱：一種磁致伸縮超聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及使用磁致伸縮材料使電能轉(zhuǎn)換成聲能產(chǎn)生超聲波的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種磁致伸縮超聲換能器。
超聲波是一種頻率在16KHz以上的機械振動波，它有著廣泛的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，可應(yīng)用在機械、冶金、能源和醫(yī)學等行業(yè)。超聲換能器是將其它物理能量轉(zhuǎn)變?yōu)槌暷芰康钠骷?，現(xiàn)有的超聲換能器是采用壓電陶瓷和傳統(tǒng)磁致伸縮材料制作的。中國專利96225539.4公開了一種使用電致伸縮材料壓電陶瓷制作的換能器，其工作電壓高，功率小，換能效率低，體積大，工作需要抽真空，發(fā)熱溫升會導致壓電陶瓷晶體的破裂而引起換能器工作的失效，并主要使用在石油行業(yè)，其它行業(yè)不適用；傳統(tǒng)磁致伸縮材料(鎳或鐵氧體)制作的超聲換能器，仍然存在換能效率低，功率小等缺點。
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種采用鋱鏑鐵稀土大磁致伸縮材料制成的體積小、效率高、功率大的超聲換能器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的磁致伸縮超聲換能器，包括外殼、變幅桿，其特點是外殼內(nèi)設(shè)有磁致伸縮材料、永磁體、線圈、拉力桿、緊固器及彈簧，變幅桿連有質(zhì)量塊并置于外殼上端；磁致伸縮材料設(shè)在外殼內(nèi)，永磁體置于磁致伸縮材料兩端，一永磁體與質(zhì)量塊接觸，拉力桿設(shè)在外殼中部、一端與外殼連接、一端穿過質(zhì)量塊與緊固器螺紋連接、其外部設(shè)有線圈，彈簧設(shè)在質(zhì)量塊與緊固器之間。
本實用新型工作頻率高，功率大，單個換能器功率可達幾十千瓦，換能效率高，體積小，應(yīng)用于功率超聲時效果非常好。
以下結(jié)合附圖
對本實用新型進行詳細描述附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖中1-變幅桿 2-緊固器 3-彈簧 4-質(zhì)量塊 5-上永磁體 6-磁致伸縮材料 7-拉力桿 8-外殼 9-線圈 10-下永磁體參閱附圖，變幅桿1與質(zhì)量塊4連接，拉力桿7設(shè)在外殼8中部，一端與外殼8連接，一端穿過質(zhì)量塊4與緊固器2螺紋連接，拉力桿7外部設(shè)有繞制成型的線圈9，線圈9外部設(shè)有磁致伸縮材料6，磁致伸縮材料6的兩端設(shè)有上下永磁體5、10，質(zhì)量塊4依靠彈簧3的彈力壓緊上永磁體5，緊固器2設(shè)在彈簧3上部并可調(diào)整地固定于拉力桿7上。
本實用新型中磁致伸縮材料6可以是一個環(huán)狀的整體或數(shù)個環(huán)狀分布的棒狀，上、下永磁體5、10可以是環(huán)狀或數(shù)個環(huán)狀分布的塊狀；永磁體5、10為磁致伸縮材料6提供偏置磁場，質(zhì)量塊4、拉力桿7和磁致伸縮材料6組成閉合磁回路，線圈9產(chǎn)生的激勵磁場通過該回路作用于磁致伸縮材料6上，外殼8為非導磁材料，緊固器2、拉力桿7和彈簧3組成對磁致伸縮材料6施加預應(yīng)力結(jié)構(gòu)，磁致伸縮材料6在偏置磁場和預應(yīng)力的作用下，受到激勵線圈9產(chǎn)生的激勵磁場的作用而產(chǎn)生振動，該振動通過變幅桿1傳遞出去，在激勵線圈9中通過超聲頻的交流信號時，激勵線圈9產(chǎn)生交變的激勵磁場作用于磁致伸縮材料6，磁致伸縮材料6則產(chǎn)生超聲頻的振動波，變幅桿1的形狀根據(jù)不同使用狀況設(shè)計，調(diào)節(jié)緊固器2在拉力桿7的位置可實現(xiàn)對磁致伸縮材料6施加預應(yīng)力的調(diào)節(jié)。
本實用新型中的偏置磁場的實施也可使用直流線圈施加偏磁，直流偏磁線圈的位置可以是永磁體的位置，產(chǎn)生與永磁體同樣的施加偏磁的效果。本實用新型中磁致伸縮材料具有能量密度大和響應(yīng)速度快的特點，因此可制作成高頻率大功率的超聲換能器。
權(quán)利要求1.一種磁致伸縮超聲換能器，包括外殼(8)、變幅桿(1)，其特征在于外殼(8)內(nèi)設(shè)有磁致伸縮材料(6)、永磁體(5)、(10)、線圈(9)、拉力桿(7)、緊固器(2)及彈簧(3)，變幅桿(1)連有質(zhì)量塊(4)并置于外殼(8)上端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換能器，其特征在于磁致伸縮材料(6)設(shè)在外殼(8)內(nèi)，永磁體(5)、(10)置于磁致伸縮材料(6)兩端，永磁體(5)與質(zhì)量塊(4)接觸，拉力桿(7)設(shè)在外殼(8)中部，一端與外殼(8)連接、一端穿過質(zhì)量塊(4)與緊固器(2)螺紋連接，其外部設(shè)有線圈(9)，彈簧(3)設(shè)在質(zhì)量塊(4)與緊固器(2)之間。
專利摘要本實用新型公開了一種磁致伸縮超聲換能器,它包括外殼、變幅桿,其特點是外殼內(nèi)設(shè)有磁致伸縮材料、永磁體、線圈、拉力桿、緊固器及彈簧,變幅桿連有質(zhì)量塊并置于外殼上端,通過永磁體、線圈、拉力桿對磁致伸縮材料提供的磁場及預應(yīng)力,使磁致伸縮材料產(chǎn)生振動,此振動由變幅桿傳遞出去。本實用新型可制作成高頻率大功率的超聲換能器,其工作頻率高,功率大,單個換能器功率可達幾十千瓦,換能效率高,體積小,應(yīng)用于功率超聲時效果非常好。
文檔編號B06B1/08GK2458091SQ00268460
公開日2001年11月7日 申請日期2000年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月27日
發(fā)明者郝俊山, 伍虹, 史擁軍 申請人:甘肅天星稀土功能材料有限公司