專利名稱：一種超聲波能量傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬能量傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波能量傳輸系統(tǒng)，特別適用于應(yīng)急通訊和國家安全警戒設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，電能技術(shù)在通信、運(yùn)輸、動(dòng)力、國防等方面逐漸得到廣泛應(yīng)用，各種電能源和電能傳輸技術(shù)是上述領(lǐng)域里的能源供應(yīng)部分，沒有電能源一切都不能工作。電能源有風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、熱力發(fā)電、水力發(fā)電、沼氣發(fā)電、各種蓄電池、干電池等。這些電能必須通過導(dǎo)線輸送才能起作用。電能輸送就是電源由某處輸送到另一處的一種方式。電能的輸送目前采用的是通過導(dǎo)線在絕緣材料輔助下完成輸送的， 在輸送線路中任何漏電、絕緣擊穿或短路都會(huì)造成輸送電能的故障。在特殊應(yīng)用中現(xiàn)有的電能源和輸送方式受到了挑戰(zhàn)，例如長期備用狀態(tài)下的儀器儀表，雖然有蓄電池或者換醒電池但是畢竟有一定的存儲(chǔ)時(shí)間，電力能源有一定的容量，這些都在技術(shù)上限制了電能的存儲(chǔ)和備用；在傳輸方面高溫、高壓強(qiáng)、爆炸、高腐蝕、水下、地下等苛刻條件限制了現(xiàn)有電能傳輸方式的應(yīng)用?，F(xiàn)有的電能輸送方式以架空線路和電纜為主流，在特殊環(huán)境中就顯得非常脆弱， 例如通過300 800的高溫、承受爆炸的沖擊、重型車輛履帶的碾壓等，任何對(duì)導(dǎo)線和絕緣層的破壞都會(huì)中斷電能的傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種超聲波能量傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)樾」β蕛x器儀表、通訊設(shè)備、伺服機(jī)構(gòu)及應(yīng)急照明提供工作電源，其具有很強(qiáng)的抗機(jī)械損壞能力，同時(shí)具有抗高溫、高壓，耐水浸，不怕短路的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種超聲波能量傳輸系統(tǒng)，它包括超聲波傳遞介質(zhì)、發(fā)送端換能器及接收端換能器；所述發(fā)送端換能器與接收端換能器的端口分別與超聲波傳遞介質(zhì)的端口固定相接。作為一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述超聲波傳遞介質(zhì)為金屬。作為另一種優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述發(fā)送端換能器包括發(fā)送端本體；在所述發(fā)送端本體的一端固接發(fā)送端超聲波振子；在所述發(fā)送端本體的另一端固接超聲波傳遞介質(zhì)；所述接收端換能器包括接收端本體；在所述接收端本體的一端固接接收端超聲波振子；在所述接收端本體的另一端固接超聲波傳遞介質(zhì)。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型在所述發(fā)送端超聲波振子及接收端超聲波振子的端部依次分別固接發(fā)送端匹配器及接收端匹配器。更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述超聲波傳遞介質(zhì)為圓柱型，其橫截面的直徑為 4mm 70mmο本實(shí)用新型所述發(fā)送端超聲波振子發(fā)射的超聲波為縱波；所述接收端超聲波振子接收的超聲波為縱波。上述超聲波能量傳輸系統(tǒng)可用于礦業(yè)井下應(yīng)急電能的傳輸。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有能源及傳輸中存在的諸多問題，其能夠提供小功率儀器儀表、通訊設(shè)備、伺服機(jī)構(gòu)、應(yīng)急照明等的工作電源。新電能源傳輸通道有很強(qiáng)的抗機(jī)械損壞能力，同時(shí)具有抗高溫、高壓，耐水浸，不怕短路的特點(diǎn)。本能源在傳輸能源同時(shí)可以同時(shí)傳遞信息信號(hào)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型發(fā)送端換能器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型接收端換能器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為超聲波傳遞介質(zhì)；2為發(fā)送端換能器；3為接收端換能器；401為發(fā)送端超聲波振子；402為接收端超聲波振子；501為發(fā)送端本體；502為接收端本體；601為發(fā)送端匹配器；602為接收端匹配器；701為振子極片；702為振子極片。
具體實(shí)施方式
如圖所示，超聲波能量傳輸系統(tǒng)，它包括超聲波傳遞介質(zhì)1、發(fā)送端換能器2及接收端換能器3 ；所述發(fā)送端換能器2與接收端換能器3的端口分別與超聲波傳遞介質(zhì)1的端口固定相接。本實(shí)用新型所述超聲波傳遞介質(zhì)1為金屬。本實(shí)用新型所述發(fā)送端換能器2包括發(fā)送端本體501 ；在所述發(fā)送端本體501的一端固接發(fā)送端超聲波振子401 ；在所述發(fā)送端本體501的另一端固接超聲波傳遞介質(zhì)1 ；所述接收端換能器3包括接收端本體502 ；在所述接收端本體502的一端固接接收端超聲波振子402 ；在所述接收端本體502的另一端固接超聲波傳遞介質(zhì)1。當(dāng)然本實(shí)用新型發(fā)送端超聲波振子401可配置數(shù)個(gè)，彼此通過并接的方式整合在一起。同樣，本實(shí)用新型接收端超聲波振子402也可配置數(shù)個(gè)，彼此通過并接的方式整合在一起。本實(shí)用新型在所述發(fā)送端超聲波振子401及接收端超聲波振子402的端部依次分別固接發(fā)送端匹配器601及接收端匹配器602。本實(shí)用新型所述超聲波傳遞介質(zhì)1為圓柱型，其橫截面的直徑為4mm 70mm。本實(shí)用新型發(fā)送端匹配器601及接收端匹配器602分別用于固定發(fā)送端超聲波振子401及接收端超聲波振子402，另外，其還具有匹配發(fā)送端超聲波振子401及接收端超聲波振子402協(xié)同進(jìn)行電能傳輸?shù)淖饔?。發(fā)送端匹配器601及接收端匹配器602可采用鋁質(zhì)材料。參見圖2及圖3所示，701及702為振子極片；801、802為螺栓。目前應(yīng)用壓電陶瓷電轉(zhuǎn)力特性的有測(cè)距、探傷、清洗、焊接、醫(yī)療B超等；應(yīng)用力轉(zhuǎn)電特性的有壓電點(diǎn)火器、移動(dòng)X光電源、炮彈引爆裝置等。但是這些都是單一的利用壓電陶瓷的電轉(zhuǎn)力或者力轉(zhuǎn)電單一特性。本實(shí)用新型是利用壓電陶瓷的電轉(zhuǎn)力，力轉(zhuǎn)電綜合電特性，采用超聲波電轉(zhuǎn)力特性使產(chǎn)生超聲波機(jī)械振動(dòng)，通過金屬介質(zhì)的一端將產(chǎn)生的超聲波機(jī)械振動(dòng)能量傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離的另一端，在另一端經(jīng)超聲波換能器將接收到的超聲波機(jī)械振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電能，逆向力轉(zhuǎn)電再一次轉(zhuǎn)換達(dá)到遠(yuǎn)距離金屬介質(zhì)超聲波輸送電能的目的。超聲波傳遞介質(zhì)為空氣、液體、固體等，固體尤以金屬體的傳遞速度最快，效率最高。金屬體傳遞縱波能量集中，遠(yuǎn)距離傳輸中損耗小是傳輸載體的最佳選擇，金屬體更具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。傳輸金屬體可以在深水、燃燒的火焰、行駛各種車輛的路面、塌方巖石掩埋，在爆炸現(xiàn)場(chǎng)只要不炸斷任何扭曲和變型都不會(huì)影響正常傳輸功能。金屬體的兩端分別連接發(fā)送端與接收端，發(fā)送端通過換能器將電磁波轉(zhuǎn)換為機(jī)械波，機(jī)械波在金屬體內(nèi)向接收端傳輸，接收端將機(jī)械波再轉(zhuǎn)換為電磁波。這種方法在傳輸電能的同時(shí)，信息信號(hào)通過編碼由超聲波載波傳遞，經(jīng)解碼還原信息信號(hào)達(dá)到通訊目的。除具有電能傳輸功能外，作為重要的超聲波傳輸單元，本實(shí)用新型也可用于礦業(yè)超聲波載波信息通訊系統(tǒng)領(lǐng)域。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種超聲波能量傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括超聲波傳遞介質(zhì)(1)、發(fā)送端換能器 (2)及接收端換能器(3);所述發(fā)送端換能器(2)與接收端換能器(3)的端口分別與超聲波傳遞介質(zhì)(1)的端口固定相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波能量傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述超聲波傳遞介質(zhì)(1) 為金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波能量傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)送端換能器(2)包括發(fā)送端本體(501)；在所述發(fā)送端本體(501)的一端固接發(fā)送端超聲波振子(401)；在所述發(fā)送端本體(501)的另一端固接超聲波傳遞介質(zhì)(1);所述接收端換能器(3)包括接收端本體(502)；在所述接收端本體(502)的一端固接接收端超聲波振子(402)；在所述接收端本體(502)的另一端固接超聲波傳遞介質(zhì)(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波能量傳輸系統(tǒng)，其特征在于在所述發(fā)送端超聲波振子(401)及接收端超聲波振子(402)的端部依次分別固接發(fā)送端匹配器(601)及接收端匹配器(602)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2 4之任一所述的超聲波能量傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述超聲波傳遞介質(zhì)(1)為圓柱型，其橫截面的直徑為4mm 70mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波能量傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)送端超聲波振子 (401)發(fā)射的超聲波為縱波；所述接收端超聲波振子(402)接收的超聲波為縱波。
專利摘要本實(shí)用新型屬能量傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波能量傳輸系統(tǒng)，包括超聲波傳遞介質(zhì)(1)、發(fā)送端換能器(2)及接收端換能器(3)；發(fā)送端換能器(2)與接收端換能器(3)的端口分別與超聲波傳遞介質(zhì)(1)的端口固定相接；超聲波傳遞介質(zhì)(1)為金屬；發(fā)送端換能器(2)包括發(fā)送端本體(501)；在發(fā)送端本體(501)的兩端分別固接發(fā)送端超聲波振子(401)及超聲波傳遞介質(zhì)(1)；接收端換能器(3)包括接收端本體(502)；在接收端本體(502)的兩端分別固接接收端超聲波振子(402)及超聲波傳遞介質(zhì)(1)。本實(shí)用新型能夠?yàn)樾」β蕛x器儀表、通訊設(shè)備、伺服機(jī)構(gòu)及應(yīng)急照明提供工作電源，其具有很強(qiáng)的抗機(jī)械損壞能力。
文檔編號(hào)G10K9/122GK202019360SQ201120057880
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者袁崇禮 申請(qǐng)人:上海鵬燕礦業(yè)安全設(shè)備制造有限公司