帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器的製作方法

2023-07-10 19:52:36 1

專利名稱：帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器的製作方法
技術領域：
一種帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器，涉及換能器結構的改進。
由於老鼠、蚊子對人們造成了不少危害，迫使人們用很多辦法來驅趕它們。市面上多年來發展起來的電子超聲波驅鼠驅蚊器，雖然都把超聲波頻率選在鼠蚊無法忍受的20千赫茲至50千赫茲之間，但效果仍不理想。究其原因，由於現代社會的環境噪聲上升了，一般在城鎮範圍內，各種車、船、工廠的噪聲大都達到40～60分貝左右，因此老鼠、蚊子也就提高了對這樣分貝數下聲壓的抵抗能力。經測試，要達到較好驅鼠驅蚊的效果，其超聲波的聲壓應達90分貝左右。反觀現在市售的壓電陶瓷超聲波換能器，其換能效率低，一般也只能達到40分貝左右。有的人為了想使這類換能器提高輸出聲壓，只好採取加大電子電路的輸入功率，殊不知，超過一定的輸入功率，只會使壓電陶瓷片難以承受，造成破損。
本實用新型的目的，在於提供一種可供用於20千赫茲至50千赫茲音頻使用的帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器，在其輸入功率不大於1瓦時，該換能器的輸出聲壓可達90分貝以上。
本實用新型是這樣實施的，在由壓電陶瓷片1組成的帶雙共振腔的超聲波換能器中，在壓電陶瓷片1的前方、後方各置有一個諧振腔，其中包裹住壓電陶瓷片1後部的密封腔為後置諧振腔3，在壓電陶瓷片1前方呈開放式喇叭狀的為前置幅射腔2。
為了使所需要的頻率能更好地提高其聲壓，本實用新型所說的帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器的兩個前後諧振腔應達到這樣的比例後置諧振腔3的容積須為換能器振蕩頻率的幾何倍數，同時，前置幅射腔2的諧振點與後置諧振腔3的諧振點相同。
下面，結合附圖詳述本實用新型的結構及工作原理。


圖1是本實用新型所述帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器的示意圖。
如
圖1所示，本實用新型是由壓電陶瓷片1組成的，在壓電陶瓷片1的前後方各置有一個諧振腔，包裹在壓電陶瓷片1後部的密封腔為後置諧振腔3，在壓電陶瓷片1前方呈開放式喇叭狀的為前置幅射腔2，其中後置諧振腔3的容積須為換能器頻率的幾何倍數，前置幅射腔2的諧振點與後置諧振腔3的諧振點相同。
本實用新型所述的帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器是這樣工作的當電子振蕩電路所產生的超聲波電信號接入壓電陶瓷片1後，由壓電陶瓷片1先轉換成機械振動，以聲壓的形式發出，這時的輸入功率並不太大，約為幾百毫瓦至1瓦左右，經壓電陶瓷片1作機械轉換後，所發出的頻率已具有一定的聲壓，該機械信號由於後置諧振腔3內的諧振點頻率一致或呈倍率關係，因此繼續引起共振，其結果增加了諧振後信號的幅度，產生了一個高於由壓電陶瓷片1所產生的聲壓信號；同時，前置幅射腔2的諧振點與後置諧振腔3一致，故經提幅的超聲波信號再通過前置幅射腔2的諧振後，幅射出一個帶一定聲壓強度的超聲波信號。這樣，用於驅鼠驅蚊的超聲波信號通過壓電陶瓷片1的機械換能後又經過兩級諧振腔的振蕩提幅，明顯提高了所輸出的聲壓。因此，這種帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器可以提高換能器的機械Q值，而不會損壞壓電陶瓷片。
採用了如本實用新型所說結構的帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器，不但可以用在電子驅鼠器驅蚊器上，在不提高輸入功率的基礎上，提高所輸出的驅鼠驅蚊聲壓強度，而且可以廣泛用在需要高聲壓輸出的其他超聲波轉換裝置上。
權利要求1.一種帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器，其特徵在於在由壓電陶瓷片(1)組成，其中在壓電陶瓷片(1)的前、後方各置有一個諧振腔，包裹住壓電陶瓷片(1)後部的密封腔為後置諧振腔(3)，在壓電陶瓷片(1)前方呈開放式喇叭狀的為前置幅射腔(2)。
2.根據權利要求1所說的帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器，其特徵在於所說的後置諧振腔(3)的容積應為所需諧振頻率的幾何倍數，前置幅射腔(2)的諧振點與後置諧振腔(3)的諧振點相同。
專利摘要一種帶雙共振腔的壓電陶瓷超聲波換能器,在由電壓陶瓷1組成的帶共振腔的換能器中,在壓電陶瓷片1的前後方各置有一個諧振腔,其中包裹著壓電陶瓷片1的後部的密封腔為後置諧振腔3,在壓電陶瓷1前方呈開放式喇叭狀的為前置輻射腔2。採用了本實用新型所說的結構,可以提高換能器的機械Q值,明顯提高所輸出頻率的聲壓能量,不但可以用在電子驅鼠驅蚊器上,而且可以廣泛用在需要高聲壓輸出的其他超聲波轉換裝置上。
文檔編號A01M29/18GK2324786SQ96236768
公開日1999年6月23日 申請日期1996年3月28日 優先權日1996年3月28日
發明者陳堅勝 申請人:陳堅勝