超声波流量计探头及换能器原理  一三七

在实际制作压电换能器时,可以直接购买已经商品化的压电晶片,若需要改变压电晶片的尺寸规格时,对单晶材料可使用金刚石刀具(如玻璃刀)进行切割,对于压电陶瓷材料还可以使用锋利的钢刀进行切割.若要修磨厚度时,可使用研磨膏在平台上进行修磨(例如长度计量器具检修用的平台),要特别注意修磨面的平整均匀,否则激发出的超声波的波形与波束会发生畸变.此外,修磨过的压电晶片一般都需要重新涂复电极.

压电晶片的处理工艺主要涉及以下四个方面:

[1]压电晶片上电极的涂复:

压电晶体是电介质,需要在与厚度方向垂直的两端面涂复电极才能施加电场,用以激发超声振动.涂复的电极层要求薄而均匀,与压电晶片粘结牢固,电极面要平整光滑,而且上下两个电极面要保持平行.

涂敷电极的方法可采用烧渗银法,沉铜法以及化学沉银法,真空镀膜法,用导电胶粘贴金属箔等等.下面仅介绍前面两个比较简单的普通方法:

烧渗银法:用无水乙醇江压电晶片擦洗干净并干燥后,将配好的银浆涂于晶片两个端面上(不能短路),经烤干(可用红外线灯辐照),再放入烘箱中以100℃/小时的速度升温至600℃左右,保温半小时,然后自然降温(随炉冷却).一次涂层厚度不够时,可重复进行第二次涂敷(但要注意:电极层太厚将会影响晶片原有的谐振频率,太薄则影响结合强度和焊接电极引线).

银浆配方:

氧化银(Ag2O)--重量比为50份或重量100克 氧化铋(Bi2O3)--重量比为0.5份或重量1克硼酸铅[Pb(BO2)2H2OPbO·3B2O3]--重量比为2.5份或重量5克松香松节油(重量比3:7)--重量比为36份或重量72克松节油--重量比为6份或重量12克 蓖麻子油--重量比为6份或重量10克银浆配制方法:把额定的松香松节油用水浴法以缓慢加热使其融化(注意易燃),把以上各原料按配方称好放入,置于球磨罐(钢,瓷或玻璃器皿)中研磨120小时进行细化并搅拌均匀,磨毕装入瓶中密闭保存,用前应搅拌均匀.

超声波流量计