一種超聲換能器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲換能器，包括依次并排連接并具有軸向中空結(jié)構(gòu)的預(yù)緊力螺桿、后蓋板、導(dǎo)電片、壓電陶瓷片、前蓋板和刀桿，所述預(yù)緊力螺桿依次穿過后蓋板、導(dǎo)電片、壓電陶瓷片和前蓋板并擰緊固定構(gòu)成變幅桿，所述前蓋板設(shè)置有階梯形結(jié)構(gòu)，所述刀桿上設(shè)置有直徑由大到小的圓錐形結(jié)構(gòu)，且所述圓錐形結(jié)構(gòu)在靠近前蓋板的端部平滑過渡。該超聲換能器采用較低頻率的超聲工作，新型的復(fù)合式變幅結(jié)構(gòu)設(shè)計以及新尺寸壓電陶瓷的使用，大大提高了換能器功率極限，且發(fā)熱損耗明顯減少，整體效率和帶負載能力得到了提升。同時，刀桿尖端處振幅加大，產(chǎn)生的霧化顆粒更大，帶來更佳的霧化效果，提高了臨床使用效果，而刀桿的長度也更適合醫(yī)用臨床應(yīng)用。
【專利說明】 一種超聲換能器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲換能器。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機械功率(即超聲波)再傳遞出去。超聲清創(chuàng)就是利用超聲換能器，形成一種低頻、高能超聲波加載噴射流技術(shù)，利用超聲波在沖洗射流中產(chǎn)生的“空化”效應(yīng)，及其在液體介質(zhì)中傳播時的力學(xué)參數(shù)變化，如質(zhì)點位移、振動加速度以及聲壓的改變等作用，實現(xiàn)清除病原微生物、壞死組織及異物的功能?，F(xiàn)有超聲清創(chuàng)技術(shù)中已經(jīng)有一些專利，如CN102258423A，CN202096430U，CN202027891U，但還不夠完善，特別是超聲換能器的設(shè)計普遍存在以下缺點:
[0003](I)換能器工作頻率普遍為40kHz，整體設(shè)計功率低，帶負載能力弱，霧化顆粒較小，臨床使用效果不佳；
[0004](2)換能器的刀桿較短，醫(yī)用臨床應(yīng)用不方便；
[0005](3)換能器多為階梯變幅，導(dǎo)致聲功率損耗嚴重，整體性能下降，接頭前端振幅小。
[0006]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待進一步改進和發(fā)展。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型為克服以上現(xiàn)有技術(shù)缺陷，結(jié)合醫(yī)用臨床使用特點，提供一種功率大，效率高，換能器發(fā)熱量極小，超聲霧化效果好且?guī)ж撦d能力強的超聲換能器。
[0008]一種超聲換能器，包括依次并排連接并具有軸向中空結(jié)構(gòu)的預(yù)緊力螺桿、后蓋板、導(dǎo)電片、壓電陶瓷片、前蓋板和刀桿，所述預(yù)緊力螺桿依次穿過后蓋板、導(dǎo)電片、壓電陶瓷片和前蓋板并擰緊固定構(gòu)成變幅桿，所述前蓋板設(shè)置有階梯形結(jié)構(gòu)，所述刀桿上設(shè)置有直徑由大到小的圓錐形結(jié)構(gòu)，且所述圓錐形結(jié)構(gòu)在靠近變幅桿的端部平滑過渡。
[0009]進一步地，所述圓錐形結(jié)構(gòu)位于刀桿的中間部位。
[0010]進一步地，所述刀桿與變幅桿一體成型或螺紋連接。
[0011 ] 進一步地，所述換能器為整體軸向中空結(jié)構(gòu)。
[0012]進一步地，所述換能器工作頻率為20_30kHz。
[0013]進一步地，所述換能器長度為20?30cm。
[0014]進一步地，所述刀桿的長度為10?20cm。
[0015]進一步地，所述刀桿的圓錐形結(jié)構(gòu)處設(shè)置至少兩個平端面。
[0016]進一步地，所述兩個平端面相互平行。
[0017]進一步地，所述刀桿的端部設(shè)置有一體成型或螺紋連接的噴頭，所述噴頭為柱形、馬蹄形、球形或鏟形。
[0018]進一步地，所述前蓋板靠近壓電陶瓷片一端有固定法蘭結(jié)構(gòu)。
[0019]進一步地，所述壓電陶瓷片至少包括有I片。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的超聲換能器，工作頻率更低，通過改善換能器的機械設(shè)計，提高了換能器功率極限，明顯減少發(fā)熱損耗，提高整體效率和帶負載能力；而刀頭尖端處振幅大，產(chǎn)生的霧化顆粒更大，帶來更佳的霧化效果，提高臨床使用效果，進而大大地提高了換能器的實用舒適性和使用壽命，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型提供的超聲換能器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實用新型提供的超聲換能器的又一立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本實用新型提供的超聲換能器的剖視圖。
[0024]圖4a、4b、4c和4d分別是本實用新型提供的超聲換能器的4種接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1為預(yù)緊力螺桿,2為后蓋板,3為導(dǎo)電片,4為壓電陶瓷片,5為前蓋板,6為刀桿，7為固定法蘭結(jié)構(gòu)，51為前蓋板的階梯型結(jié)構(gòu),61為噴頭,62為刀桿的圓錐形結(jié)構(gòu),63為刀桿的平端面。

【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]參見圖1、圖2和圖3，本實用新型提供的超聲換能器，包括依次連接并具有軸向中空結(jié)構(gòu)的預(yù)緊力螺桿1、后蓋板2、導(dǎo)電片3、壓電陶瓷片4、前蓋板5和刀桿6，而預(yù)緊力螺桿I依次穿過后蓋板2、導(dǎo)電片3、壓電陶瓷片4和前蓋板5并擰緊固定構(gòu)成變幅桿。因此，整個超聲換能器結(jié)構(gòu)由后蓋板2，導(dǎo)電片3和壓電陶瓷片4依次間隔串聯(lián)，再與前蓋板5并排，使中間通孔的中軸對齊，再由預(yù)緊力螺桿I從后蓋板2、導(dǎo)電片3、壓電陶瓷片4和前蓋板5中間通孔穿過，擰緊固定成整體，本實用新型的超聲換能器為整體軸向中空結(jié)構(gòu)，中空結(jié)構(gòu)為液體傳輸通道，而整體軸向中空結(jié)構(gòu)保證了液體通道的順暢。所述前蓋板5設(shè)置有階梯形結(jié)構(gòu)51，刀桿6上設(shè)置有直徑由大到小的圓錐形結(jié)構(gòu)62，且圓錐形結(jié)構(gòu)62在靠近變幅桿的端部平滑過渡，也即刀桿6和前蓋板5相連接部位的直徑相同。圓錐形結(jié)構(gòu)能夠使變幅效果更佳突出，進而使刀桿尖端處振幅更大，產(chǎn)生的霧化顆粒更大，帶來更佳的霧化效果。
[0028]優(yōu)選地，所述圓錐形結(jié)構(gòu)61位于刀桿6的中間部位。經(jīng)過大量實驗得出，將圓錐形結(jié)構(gòu)設(shè)置在刀桿的中間部位能夠使刀桿尖端處的振幅盡可能大，產(chǎn)生的霧化顆粒也更大。霧化效果更佳。
[0029]在本實施例中，換能器工作頻率在20?30kHz，而換能器長度約為20?30cm，刀桿的長度約為10?20cm。上述尺寸是根據(jù)超聲理論計算優(yōu)化得出的，能夠大大提高機械耦合性。
[0030]本實用新型的刀桿與變幅桿一體成型或螺紋連接，當然一體成型能夠方便加工成型，節(jié)約加工成本。螺紋連接刀桿的更換，特別是適合具有不同結(jié)構(gòu)噴頭的刀桿，本實施例優(yōu)選為螺紋連接。進一步地，如圖4a至4d所示，噴頭61設(shè)置在刀桿6的端部，且可以為柱形、馬蹄形、球形或鏟形等形狀。噴頭和刀桿可以是一體成型設(shè)計，也可以螺紋連接，一體成型設(shè)計時在更換噴頭是將刀桿一并更換，而螺紋連接時只需更換碰頭即可。兩種方式都能夠?qū)崿F(xiàn)多種噴頭的更換，以適應(yīng)不同的清創(chuàng)治療環(huán)境，而相對來說，螺紋連接方式更加實用，且能夠節(jié)省成本。
[0031]進一步地，對于螺紋連接的刀桿來說，為了便于刀桿的更換，本實用新型在刀桿6的圓錐形結(jié)構(gòu)處設(shè)置至少兩個平端面63，以便加持工具如鉗子、扳手等工具加持操作。優(yōu)選地，兩個平端面63相互平行，加持效果會更好，當然也可設(shè)置兩個以上平端面，比如5個或6個，通過常用規(guī)格扳手即可操作。
[0032]為了減少發(fā)熱損耗，本實用新型的采用新尺寸的壓電陶瓷片，壓電陶瓷片至少為I個，優(yōu)選為四個，四個壓電陶瓷片并排同心排布。壓電陶瓷片采用不同的徑厚比，新尺寸的壓電陶瓷能夠提高換能器功率極限，明顯減少發(fā)熱損耗，提高整體效率和帶負載能力。而在前蓋板5靠近壓電陶瓷片4的一端設(shè)有固定法蘭結(jié)構(gòu)7，實現(xiàn)壓電陶瓷片的穩(wěn)定連接。
[0033]優(yōu)選地，本實用新型的超聲換能器采用金屬材料制成，優(yōu)選為鈦合金材料。
[0034]本實用新型提供的超聲換能器采用較低頻率的超聲工作，新型的復(fù)合式變幅結(jié)構(gòu)設(shè)計以及新尺寸壓電陶瓷的使用，大大提高了換能器功率極限，整體性能參數(shù)得到大幅提升，且發(fā)熱損耗明顯減少，整體效率和帶負載能力得到了提升。同時，刀桿尖端處振幅加大，產(chǎn)生的霧化顆粒更大，帶來更佳的霧化效果，提高了臨床使用效果，而刀桿的長度也更適合醫(yī)用臨床應(yīng)用。
[0035]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲換能器，包括依次并排連接并具有軸向中空結(jié)構(gòu)的預(yù)緊力螺桿、后蓋板、導(dǎo)電片、壓電陶瓷片、前蓋板和刀桿，所述預(yù)緊力螺桿依次穿過后蓋板、導(dǎo)電片、壓電陶瓷片和前蓋板并擰緊固定構(gòu)成變幅桿，所述前蓋板設(shè)置有階梯形結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述刀桿上設(shè)置有直徑由大到小的圓錐形結(jié)構(gòu)，且所述圓錐形結(jié)構(gòu)在靠近前蓋板的端部平滑過渡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述圓錐形結(jié)構(gòu)位于刀桿的中間部位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述刀桿與變幅桿一體成型或螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述換能器為整體軸向中空結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲換能器，其特征在于，所述換能器工作頻率為20-30kHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超聲換能器，其特征在于，所述換能器長度為20?30cmo
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器，其特征在于，所述刀桿的長度為10?20cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲換能器，其特征在于，所述刀桿的圓錐形結(jié)構(gòu)處設(shè)置至少兩個平端面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲換能器，其特征在于，所述兩個平端面相互平行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲換能器，其特征在于，所述刀桿的端部設(shè)置有一體成型或螺紋連接的噴頭，所述噴頭為柱形、馬蹄形、球形或鏟形。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲換能器，其特征在于，所述前蓋板靠近壓電陶瓷片一端有固定法蘭結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲換能器，其特征在于，所述壓電陶瓷片至少包括有I片。
【文檔編號】A61N7/00GK204133931SQ201420501888
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】林桓, 彭國慶, 曾映, 徐巖, 劉先成 申請人:深圳普門科技有限公司