声发射换能器和电振荡器制造技术

声发射换能器组件（４０）包括黄铜盘状基板（４２），压电陶瓷盘（４４）和黄铜壳体（４６）。黄铜盘状基板（４２）与压电陶瓷盘（４４）同轴配置，且仅有压电陶瓷盘（４４）和环状周边区（５４）安装在由盘状基板轴向伸出的环状凸台（４８）上。环状凸台（４８）上有小孔（５２）以防止在空腔（５６）中的气压阻碍压电陶瓷（４４）的振动。由本发明专利技术新提供的声发射换能器组件（４０）可工作在所要求的比较低的频率范围内，且相对较小，又可价廉、容易地制作。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及声发射换能器组件和电振荡器。先有技术的声发射换能器包括安装在基板上的压电陶瓷元件。该压电陶瓷元件由固定在基板上的壳体所封闭。伴随这种类型的声发射换能器产生的问题是在较低的频率范围内工作时，例如，声发射换能器谐振在40至60千周时，则该压电陶瓷元件的尺寸必须比较大，以期在所要求的频率上于压电陶瓷元件内得到声发射波的谐振。这就要求使用单个相对较大因此在制作时也相应比较困难的压电陶瓷元件，或者，使用若干相互粘接在一起的压电陶瓷元件。但这两种方法均要求较昂贵的费用，以及比较困难和复杂的制作工序。本专利技术设法提供一种可在相对较低的频率范围内工作，并且，相对来说较小，价廉并易于制作的声发射换能器组件。据此，本专利技术提供了一种声发射换能器组件，它包括安装在基板上的压电陶瓷元件，该基板适宜于将声波耦合到部件的表面，该压电陶瓷元件有一周边区，压电陶瓷元件借助于整个周边而安装在基板上，且仅借此而使压电陶瓷元件整体地振动，同时保持在所述基板上。该压电陶瓷元件可以是压电陶瓷圆盘。所述基板可以是一盘状基板，压电陶瓷圆盘和盘状基板可以同轴配置。盘状基板可有一个自该盘状基板第一表面轴向延伸的环状凸台，压电陶瓷盘借助于环状周边区而安装于上述环状凸台上。基板上可有一凹陷区，它形成于上述基板的第一表面，压电陶瓷元件与该凹陷区对准并且配置于其上，而该压电陶瓷元件的周边区则安装在上述第一表面上。至少有一个小孔可连接到形成在压电陶瓷盘第一表面和盘状基板之间的空腔，并伴有作用于压电陶瓷盘第二表面的压力，这样至少可降低上述空腔中的空气压力。至少上述一个小孔可穿过环状凸台。至少上述一个小孔可由环状凸台和压电陶瓷盘上的凹槽所形成。基板上可有一个穿过其间的小孔，压电陶瓷元件与该小孔对准并且配置于其上，压电陶瓷元件的周边区安装在其第一表面上。基板可由导电材料或电绝缘材料所构成。电绝缘材料可以是陶瓷。基板的第二表面可有一电绝缘层。该电绝缘层可包括浸环氧树脂的玻璃纤维。压电陶瓷元件可用粘合剂安装在基板上。该粘合剂可在压电陶瓷元件与基板元件之间形成一电接触层。这种粘合剂可含有掺入环氧树脂中的银。压电陶瓷元件可由锆钛酸铅制成。基板元件可用黄铜制成。可以将一壳体固定在基板上，并用它封闭压电陶瓷元件以提供机械和电磁保护。所述壳体可用黄铜，不锈钢或铝制成。本专利技术还设法提供一种电振荡器，该振荡器相对较小，且较为价廉易于制作。本专利技术还提供一种电振荡器组件，它包括安装在基板元件上的压电陶瓷元件，该压电陶瓷元件有一周边区，压电陶瓷元件借助于整个周边区而安装在基板上，且仅借此而使压电陶瓷元件整体地振动，同时保持固定在所述基板上。下面将结合附图，通过实例，对本专利技术进行更详尽的说明。附图中附图说明图1是先有技术声发射换能器组件的剖视图;图2是本专利技术声发射换能器组件的剖视图;图3是本专利技术声发射器组件的电压对频率的特性曲线图。图4A是先有技术类型的声发射器组件的电压对频率的特性曲线图;图4B至4D展示本专利技术三种声发射换能器组件的电压对频率的特性曲线图;图5是本专利技术第二种声发射换能器组件实施例的剖视图;图6是沿图5中箭头D方向的视图;图7是本专利技术声发射换能器组件第三实施例的剖视图;图8是包括本专利技术的声发射换能器在内的电路板的透视图。图1示出了先有技术声发射换能器组件10，它包括基板12，压电陶瓷元件14及壳体16。压电陶瓷元件14用粘合剂，胶水或结合剂安装在基板12的第一表面上。该压电陶瓷元件14在其远离基板12的表面上有一导电涂复或涂层22，并在其邻接基板12的表面上有一导电涂复或涂层20。压电陶瓷元件14的侧表面带有电绝缘涂复或涂层24。压电陶瓷元件14邻接基板12的全部表面粘接在基板12上。壳体16固定于基板12上，并封闭住压电陶瓷元件14以提供机械和电磁保护，壳体16借助于例如螺纹配置或其它适当的方式固定在基板12上。压电陶瓷元件14上与基板12邻接的导电涂层20和壳体16进行电连接以构成接地。压电陶瓷元件14上远离基板12的导电涂层22经由信号引线28电连接到放大器上(未示出)，信号引线28通过接头26与导电涂层22电连接。信号引线28构成同轴电缆30的一部分。如本实施例中所示出的基板12是黄铜，它提供了与压电陶瓷元件14的良好声阻抗匹配。基板12的第二表面上有电绝缘层18，该绝缘层18可以是陶瓷或环氧树脂涂层。壳体16可以是铝，不锈钢或其它导电材料。基板可以是绝缘材料(例如，陶瓷)，在此种情况下就不再需要绝缘层，但在导电涂层20与壳体16之间要求有电连接。在工作状态，将声发射换能器组件10安置在部件的表面，以感测该部件中的声发射波，二次声发射波或应力波。该部件中所产生的声发射波，二次声发射波或应力波经由基板12传送到压电陶瓷元件14。声发射波在压电陶瓷元件14中引起振荡或振动，并通过压电或铁电体效应使上述压电陶瓷元件产生电信号。然后将该电信号放大和处理，以得到该部件声发射实际特性的各种细节。这类声发射换能器组件的问题是如果将该压电陶瓷元件用于相对较低的频率范围内工作，预定谐振于40-60千周范围内，则该压电陶瓷元件的尺寸必须增加，以得到在所要求的频率情况下于该压电陶瓷元件内的声发射波谐振。举例来说，对于在60千周时的谐振，该压电陶瓷元件要有大致为30毫米的厚度。如先前所探讨的，要预极化相对较大的压电陶瓷元件是比较困难的，而使用若干粘接在一起的压电陶瓷元件则更为复杂。另外，具有较大实际尺寸的换能器所导致的必然结果是造成使用上的障碍。图2示出的本专利技术的声发射换能器组件40，它包括盘状基板42，压电陶瓷盘44和壳体46。压电陶瓷盘44安装在盘状基板42上，该盘状基板42和压电陶瓷盘44同轴配置。盘状基板42有从该盘状基板42第一表面轴向伸出的环状凸台48，盘状基板42的第二表面上有电绝缘层50，该电绝缘层50含有涂复环氧树脂的玻璃纤维薄层。压电陶瓷盘44在其第一表面45上有一环状周边区54，且压电陶瓷盘44仅借助于环状周边区54而安装在盘状基板42的环状凸台48上。压电陶瓷盘44用粘合剂，胶或结合剂粘结在盘状基板42上，所述粘合剂通过例如在环氧树脂中掺入银或其它适当的办法，在压电陶瓷盘44和盘状基板42之间形成电接触层。空腔56形成于压电陶瓷盘44第一表面45和盘状基板42之间，环状凸台48上至少有一个气孔52穿过其间而连接到空腔56，并伴有作用于压电陶瓷盘44第二表面47上的压力，以平衡作用于第一、第二表面45、47上的压力，从而防止空腔56中的气压障碍压电瓷盘44的振荡。在环状凸台48的边缘可有一槽口或匝槽以构成与压电陶瓷盘44相连的气孔。壳体46固定在盘状基板42上，并封闭压电陶瓷盘44，壳体46以螺纹配置或其它适当的手段固定在盘状基板42上，以便为压电陶瓷盘44提供机械和电磁保护。压电陶瓷盘44在其第二表面47上有一导电涂复或涂层58，且在其第一表面45上有一导电涂复涂层60。压电陶瓷盘44上的所述涂层60，在本实施例中，借助于粘接剂和盘状基板42电连接到壳体以提供电接地。信号引线62借助于焊接接头64与压电陶瓷盘44第二表面47上的导电涂层58电连接，该信号引线62又由同轴电缆66电连接到放大器上(未示出)。焊接接头64要做得尽可能靠近压电陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声发射换能器组件包括基板（４２）和压电陶瓷元件（４４），该基板（４２）适宜于将声耦合至部件的表面，压电陶瓷元件（４４）安装在基板（４２）上，其特征在于：压电陶瓷元件（４４）有一周边区（５４），压电陶瓷元件（４４）借助于整个周边区（５４）而安装在基板（４２）上，且仅借此而使压电陶瓷元件（４４）整体地振动，同时保持固定在所述基板（４２）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：特雷弗詹姆斯霍尔罗伊德，迈克尔萨德勒，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]