專利名稱：超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，屬于聲學換能器技術領域，其作用是把電磁能通過磁致伸縮材料轉換成機械能(聲能)，向介質發(fā)射。
現(xiàn)有的發(fā)射換能器有幾種。最早的是應用磁致伸縮材料通常是疊式鎳片制成的換能器。它的效率低、成本高。自60年代至今，壓電陶瓷材料制成的喇叭型換能器一直是最通用的換能器。它比鎳片制成的換能器的效率有了很大的提高，成本也降低了很多。在一般情況下，它都能滿足工程使用要求，但是作為地質測量用振源來說，它有下列缺點功率不能做得過大，在低頻段應用時它的體積很大，在諧振點應用時效率雖較高，但帶寬較窄，且余振大，在遠離諧振點應用時效率又很低。所以人們一直在尋找低頻大功率聲波震源，試用了爆炸聲源(放炮或放手鎦彈)、電火花聲源以及人工錘擊等方式，但這些方法都有一個共同缺點很難確定起始時間，以致無法確定聲波的傳播時間，另外每次振動的隨機性很大，功率大小變化也很大，從而給檢波帶來了無法精確測定波形等困難。
本實用新型的目的在于提供一種采用稀土元素的合金化合物——超磁致伸縮材料制成聲波震源振子的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，它具有頻率低，體積小、帶寬寬、余振短，穿透距離遠等特點，并且每次發(fā)射的重復性好，能較好地滿足地質和物探工程聲波發(fā)射的要求。
本實用新型的目的是由如下技術方案實現(xiàn)的，它由插頭座(1)、拉桿(6)、壓塊(7)、超磁棒(9)、線圈(10)、蓋板、幅射塊(12)、外殼(13)組成，涂有保護漆的超磁棒(9)上繞有線圈(10)，置于外殼(13)內，前、后蓋板(11)、(2)之間；超磁棒(9)上、下端分別與壓塊(7)和前蓋板(11)相連，中間均襯有墊片(8)；拉桿(6)一端與前蓋板(11)固連，另一端穿過壓塊(7)，用螺母(4)固定，用于壓緊超磁棒(9)，施加的預應力在8MPa左右；幅射塊(12)與前蓋板(11)螺紋連接，引出線圈(10)兩端導線與插頭座(1)相連，插頭座(1)固裝在后蓋板(2)上，外殼(13)兩端分別與前、后蓋板(11)、(2)相連，用螺絲(3)固定。
幅射塊(12)與前蓋板(11)可連為一體，呈錐狀，作為幅射頭(14)。
超磁棒(9)是由超磁致伸縮材料制成，超磁致伸縮材料是一種稀土元素鈦(Ti)、鏑(Dy)和鐵(Fe)的合金化合物。
幅射塊(12)、幅射頭(14)由鋁合金制成；外殼(13)由不銹鋼或鈣塑材料制成。
本實用新型的優(yōu)點是由于采用超磁致伸縮材料作發(fā)射換能器的核心部分——震源振子，該材料的轉換效率比用鎳片的磁致伸縮材料的伸縮比提高30倍，比PZJ壓電陶瓷材料提高4倍，用它制成的發(fā)射換能器具有頻率低、體積小、帶寬寬、余振短，穿透距離遠等特點，并且每次發(fā)射的重復性好，能較好地滿足地質和物探工程聲波發(fā)射的要求。
結合附圖和實施例將本實用新型作進一步說明

圖1為超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器結構示意圖圖2為超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器另一種結構示意圖實施例1(如圖1所示)本實施例所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器中，涂有保護漆的超磁棒(9)上繞有線圈(10)，置于外殼(13)內，前、后蓋板(11)、(2)之間；超磁棒(9)上、下端分別與壓塊(7)和前蓋板(11)相連，中間均襯有墊片(8)；拉桿(6)一端與前蓋板(11)固連，另一端穿過壓塊(7)，用螺母(4)固定，幅射塊(12)與前蓋板(11)螺紋連接，引出線圈(10)兩端導線與插頭座(1)相連，插頭座(1)固裝在后蓋板(2)上，外殼(13)兩端分別與前、后蓋板(11)、(2)相連，用螺絲(3)固定。超磁棒(9)是由超磁致伸縮材料制成，幅射塊(12)由鋁合金制成，外殼(13)由不銹鋼制成。本實施例所述的發(fā)射換能器，可用于地面向地下的聲波發(fā)射。同與其配套使用的端面檢波器一起，可用于地表探測地下建基巖體質量。
實施例2(如圖2所示)本實施例所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器中，涂有保護漆的超磁棒(9)上繞有線圈(10)，置于外殼(13)內，幅射頭(14)與后蓋板(2)之間；超磁棒(9)上、下端分別與壓塊(7)和幅射頭(14)相連，中間均襯有墊片(8)，拉桿(6)一端與幅射頭(14)固連，另一端穿過壓塊(7)，用螺母(4)固定，引出線圈(10)兩端導線與插頭座(1)相連，插頭座(1)固裝在后蓋板(2)上，外殼(13)兩端分別與幅射頭(14)、后蓋板(11)相連，用螺釘(3’)固定。幅射頭(14)呈錐狀，超磁棒(9)是由超磁致伸縮材料制成，幅射頭(14)由鋁合金制成，外殼(13)由鈣塑材料制成。
在三峽工程等大型建設中常采用金屬錨桿來錨住大的花崗巖，以增強建基的穩(wěn)定性、防止滑坡，本實施例所述的聲波發(fā)射換能器與其配套的復合指形壓電陶瓷檢波器可用于檢測錨桿錨固質量。
使用原理如下通電后，超磁棒(9)在電磁能的作用下，作縱向垂直振動，使之聲波通過幅射塊(12)自地表向地下振動發(fā)射，成為一個縱向性的聲源。
權利要求1.一種超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于由插頭座(1)、拉桿(6)、壓塊(7)、超磁棒(9)、線圈(10)、蓋板、幅射塊(12)、外殼(13)組成，涂有保護漆的超磁棒(9)上繞有線圈(10)，置于外殼(13)內，前、后蓋板(11)、(2)之間；超磁棒(9)上、下端分別與壓塊(7)和前蓋板(11)相連，中間均襯有墊片(8)；拉桿(6)一端與前蓋板(11)固連，另一端穿過壓塊(7)，用螺母(4)固定；幅射塊(12)與前蓋板(11)螺紋連接，引出線圈(10)兩端導線與插頭座(1)相連，插頭座(1)固裝在后蓋板(2)上，外殼(13)兩端分別與前、后蓋板(11)、(2)相連，用螺絲(3)固定。
2.如權利要求1所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于幅射塊(12)與前蓋板(11)連為一體，呈錐狀，作為幅射頭(14)。
3.如權利要求1所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于幅射塊(12)由鋁合金制成。
4.如權利要求2所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于幅射頭(14)由鋁合金制成。
5.如權利要求1或2所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于超磁棒(9)是由超磁致伸縮材料制成。
6.如權利要求1或2所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于外殼(13)由不銹鋼制成。
7.如權利要求1或2所述的超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器，其特征在于外殼(13)由鈣塑材料制成。
專利摘要本實用新型涉及一種超磁致伸縮地面聲波發(fā)射換能器,屬于聲學換能器領域。它采用超磁致伸縮材料作超磁棒,其上繞有線圈,置于外殼內,前、后蓋板之間;超磁棒上、下端分別與壓塊和前蓋板相連,拉桿一端與前蓋板固連,另一端穿過壓塊,用螺母固定;輻射塊與前蓋板相連,引出線圈兩端導線與插頭座相連。它具有頻率低、體積小、帶寬寬、余振短,穿透距離遠等特點,并且每次發(fā)射的重復性好,能較好地滿足地質和物探工程聲波發(fā)射的要求。
文檔編號B06B1/02GK2394727SQ9921706
公開日2000年9月6日 申請日期1999年7月22日 優(yōu)先權日1999年7月22日
發(fā)明者肖柏勛, 劉春生, 王軍民, 周樂寶 申請人:長江水利委員會長江工程地球物理勘測研究院(武漢)