一种阵列压电陶瓷换能器的制作方法

1.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：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种陈列压电陶瓷换能器，包括：
7.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；
8.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；
9.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；
10.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。
11.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。
12.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。
13.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6个。长方形压电陶瓷片的数量由传统的12个可减少到6个，不仅使得长方形压电陶瓷片的体积增大，而且电荷单位体积可增大1倍，输出电荷大。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
15.图1附图为本发明提供的一种陈列压电陶瓷换能器的结构示意图。
16.图2附图为外极性黄铜外壳的结构示意图。
具体实施方式
17.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
18.参见图1
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图2，本发明实施例公开了一种陈列压电陶瓷换能器，包括：
19.外极性黄铜外壳1，外极性黄铜外壳1内部的空间为容纳腔101，容纳腔101的内壁面为多边形结构，多边形结构的相邻两个第一直边1011之间为内凹圆弧1012过渡连接；
20.内极性多边形黄铜柱2，内极性多边形黄铜柱2为一次压制烧结成型，其置于容纳腔101中部，内极性多边形黄铜柱2中部开设有安装孔201；
21.磁致伸缩波导丝3，磁致伸缩波导丝3贯穿于安装孔201内，并通过绝缘填充胶4与安装孔201的孔壁粘结；
22.长方形压电陶瓷片5，长方形压电陶瓷片5为多个，且每个长方形压电陶瓷片5的两个长边501分别与容纳腔101的第一直边1011和内极性多边形黄铜柱2的第二直边202通过导电银胶6粘结，相邻两个长方形压电陶瓷片5的短边502通过填充在二者之间的间隙和内凹圆弧1012内的防应力绝缘填充胶7粘结。
23.其中，多边形结构的边数、内极性多边形黄铜柱2的边数、长方形压电陶瓷片的个数为4个或6个或8个，优选为6个。
24.本发明的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，
不仅可以消除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，且长方形压电陶瓷片的数量由传统的12个可减少到6个，不仅使得长方形压电陶瓷片的体积增大，而且电荷单位体积可增大1倍，输出电荷大。
25.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
26.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。