本發(fā)明屬于超聲波變幅桿領(lǐng)域，具體涉及一種性能參數(shù)可變的超聲波變幅桿。

背景技術(shù)：

超聲波變幅桿，也簡稱超聲變幅桿，又稱為超聲聚能器，超聲變速器或超聲固體喇叭。在超聲技術(shù)中，尤其是在大功率高聲強(qiáng)超聲振動(dòng)系統(tǒng)中，如超聲金屬和塑料焊接、超聲波加工和成型、超聲波鉆孔以及研磨等應(yīng)用中，超聲變幅桿非常重要。它是一種借以獲得高聲強(qiáng)大位移振動(dòng)幅度的固體超聲器件，目前在功率超聲和醫(yī)用超聲治療器械中已相當(dāng)普遍。它的主要作用是把機(jī)械振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)位移或振動(dòng)速度放大，或者將超聲能量集中在較小的面積上，以達(dá)到聚能的作用。除此之外，超聲變幅桿還可以作為機(jī)械阻抗變換器，在換能器和聲負(fù)載之間進(jìn)行阻抗匹配，使超聲能量能夠更有效地從換能器向聲負(fù)載傳輸。

超聲波變幅桿的應(yīng)用，不僅在于提高超聲波強(qiáng)度和改變聲阻抗，還可以用作耦合棒。利用專門材料制成的超聲變幅桿，可以避免換能器在某些應(yīng)用中的磨損及腐蝕；使換能器不直接與腐蝕性材料接觸，或使其不污染被處理物質(zhì)，還可以使換能器離開高溫條件，以保證不超過換能器材料的居里溫度。此外為了使換能器與被加工材料之間達(dá)到最佳的聲學(xué)耦合，用一定形狀的超聲變幅桿可以提高工作效率。

此外，超聲波變幅桿還可以用于將超聲振動(dòng)系統(tǒng)與外界固定。一般情況下，通過將超聲振動(dòng)系統(tǒng)的固定法蘭盤設(shè)計(jì)在變幅桿振動(dòng)位移分布的波節(jié)處，可以實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)系統(tǒng)的固定。此時(shí)法蘭盤及外界固定裝置對振動(dòng)系統(tǒng)的影響可以忽略不計(jì)。

超聲波變幅桿的性能可以用許多參量來描述。在實(shí)際應(yīng)用中最常用的是：共振頻率(共振長度)，放大系數(shù)，形狀因數(shù)，輸入力阻抗和彎曲勁度等等。放大系數(shù)，是指變幅桿工作在共振頻率時(shí)輸出端與輸入端的質(zhì)點(diǎn)位移或速度振幅的比值；形狀因數(shù)是衡量變幅桿所能達(dá)到最大振動(dòng)速度的指標(biāo)之一，它僅與變幅桿的幾何形狀有關(guān)，形狀因數(shù)值越大，所能達(dá)到的最大振動(dòng)速度也越大；變幅桿的輸入力阻抗定義為輸入端策動(dòng)力與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的復(fù)數(shù)比值。在實(shí)際應(yīng)用中常常要求輸入力阻抗隨頻率及負(fù)載的變化要??；彎曲勁度是彎曲柔順性的倒數(shù)。變幅桿越長，彎曲柔順性越大，在許多實(shí)際應(yīng)用中這是需要避免的。彎曲勁度也與變幅桿的幾何形狀有關(guān)。

在功率超聲的應(yīng)用技術(shù)中，人們根據(jù)實(shí)際需要研究出各種類型的變幅桿。最簡單、也是較常用的變幅桿有：指數(shù)形、懸鏈線形、階梯形和圓錐形變幅桿。這類變幅桿統(tǒng)稱為單一變幅桿。此外，為改善變幅桿的某些性能，如提高形狀因數(shù)，增加放大系數(shù)等，還研究出各種組合型變幅桿，這類變幅桿由兩種以上不同形狀的桿組合而成。在實(shí)際應(yīng)用中還出現(xiàn)一些由多個(gè)單一變幅桿級聯(lián)工作的組合系統(tǒng)。

傳統(tǒng)的超聲波變幅桿，也就是一個(gè)橫截面積變化的變截面金屬直棒。其中變截面棒的一端為變幅桿的輸入端，與超聲波換能器相連，另一端表示變幅桿的輸出端，與振動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載相連。對于現(xiàn)有的傳統(tǒng)超聲變幅桿，當(dāng)變幅桿的材料、幾何形狀和尺寸以及負(fù)載阻抗給定以后，其性能參數(shù)，如共振頻率、放大系數(shù)以及輸入機(jī)械阻抗等都隨之確定，無法加以改變。為了實(shí)現(xiàn)超聲變幅桿性能參數(shù)的改變，必須對其進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和加工，因而浪費(fèi)了時(shí)間，增加了成本。

為了解決超聲波變幅桿制造成品之后，性能參數(shù)固定不可變的問題，設(shè)計(jì)一種性能參數(shù)可變的超聲波變幅桿具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種性能參數(shù)可變的超聲波變幅桿。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種超聲波變幅桿，包括變截面棒A和變截面棒B，在變截面棒A和變截面棒B之間還具有壓電陶瓷晶堆，并且所述壓電陶瓷晶堆連接著可變電阻抗，其中，壓電陶瓷晶堆分別與變截面棒A和變截面棒B接觸連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的超聲波變幅桿中，所述壓電陶瓷晶堆是由偶數(shù)片端面鍍有銀層沿厚度極化的壓電陶瓷晶片組成，且相鄰兩片壓電陶瓷晶片的縱向極化方向相反。

為了使本發(fā)明所述的超聲波變幅桿的性能更佳，壓電陶瓷晶片需要具有壓電系數(shù)高、居里溫度高、介電及機(jī)械損耗低的特性。因此，本發(fā)明的超聲波變幅桿中，所述壓電陶瓷晶片優(yōu)選為發(fā)射型壓電陶瓷；更優(yōu)選為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4或PZT-8。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的超聲波變幅桿中，所述變截面棒A、變截面棒B和壓電陶瓷晶堆之間的接觸面平整光潔，并且三者由預(yù)應(yīng)力金屬螺栓緊固連接或者由粘接劑粘接在一起。

本發(fā)明的超聲波變幅桿中，變截面棒A、變截面棒B和壓電陶瓷晶堆之間的接觸表面保證較高的平整度及光潔度可以使變截面金屬棒A、變截面棒B和壓電陶瓷晶堆的接觸面之間的接觸更緊密，由此可以減少機(jī)械損耗，提高能量傳輸效率。

進(jìn)一步地，為了使本發(fā)明所述的超聲波變幅桿的性能更佳，所述預(yù)應(yīng)力金屬螺栓應(yīng)當(dāng)具有高強(qiáng)度，因此，其由高強(qiáng)度、高彈性以及機(jī)械損耗低的金屬材料組成，優(yōu)選為不銹鋼、工具鋼、彈簧鋼或鈦合金。

高強(qiáng)度金屬預(yù)應(yīng)力螺栓的作用是在超聲波變幅桿的軸向產(chǎn)生一個(gè)一定大小的固定預(yù)應(yīng)力，該預(yù)應(yīng)力必須確保變幅桿各部分始終處于緊固狀態(tài)，從而保證各部分接觸面之間的完全接觸。在這種情況下，變幅桿的機(jī)械損耗比較低，機(jī)械品質(zhì)因數(shù)較高，因而確保變幅桿的性能穩(wěn)定及較高的能量傳輸效率。

進(jìn)一步地，為了使本發(fā)明所述的超聲波變幅桿的性能更佳，所述粘接劑為高強(qiáng)度粘結(jié)劑，優(yōu)選為環(huán)氧樹脂類粘接劑或聚酰胺類粘接劑。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的超聲波變幅桿中，所述變截面棒A和變截面棒B的橫截面形狀是相匹配的。

為了使本發(fā)明所述的超聲波變幅桿性能更佳，變截面棒A和變截面B選用的材料需要具有彈性大、強(qiáng)度高、機(jī)械損耗小的特點(diǎn)。

進(jìn)一步地所述變截面棒A和變截面棒B由金屬材料組成，優(yōu)選為鈦合金、鋁合金、鋁鎂合金、不銹鋼、銅、黃銅或工具鋼中的任意一種。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的超聲波變幅桿中，可變電阻抗連接于壓電陶瓷晶片的正負(fù)電極之間。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的超聲波變幅桿中，可變電阻抗包括可變電阻、可變電感或可變電容中的至少其中之一。

為了使本發(fā)明所述的超聲波變幅桿性能更佳，所涉及到的可變電阻抗應(yīng)是功率型的電子器件，可以承受一定的電壓和電流

本發(fā)明中超聲波變幅桿性能參數(shù)的改變是通過電阻抗的改變，主要是借助于壓電陶瓷材料的壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，此外，通過改變壓電陶瓷晶堆在變幅桿中的位置或改變壓電陶瓷晶堆的厚度也可以實(shí)現(xiàn)變幅桿性能參數(shù)的改變。

本發(fā)明提出的性能參數(shù)可變的超聲波變幅桿的工作原理如下：

當(dāng)超聲波換能器的共振頻率和超聲波變幅桿的共振頻率一致時(shí)，超聲波變幅桿的振動(dòng)位移達(dá)到最大，并且沿其長度方向形成一定的振動(dòng)模態(tài)及位移分布。此時(shí)，由于壓電效應(yīng)，在壓電陶瓷晶堆的兩端就會產(chǎn)生一定的電壓，并作用到連接于其兩端的可變電阻抗上，產(chǎn)生一定的電壓輸出。當(dāng)可變電阻抗的阻值改變時(shí)，其兩端的電壓也會發(fā)生改變。基于壓電陶瓷材料的逆壓電效應(yīng)，當(dāng)可變電阻抗的電阻抗改變而導(dǎo)致壓電陶瓷晶堆兩端的輸出電壓不同時(shí)，反映到壓電陶瓷晶堆機(jī)械端的機(jī)械阻抗隨之改變。當(dāng)壓電陶瓷晶堆的機(jī)械阻抗發(fā)生改變時(shí)，整個(gè)變幅桿的機(jī)械阻抗也發(fā)生了改變，從而導(dǎo)致變幅桿的共振頻率、放大系數(shù)等性能參數(shù)也會發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，借助于可變電阻抗的電阻抗改變以及壓電陶瓷材料的壓電效應(yīng)，本發(fā)明的超聲波變幅桿實(shí)現(xiàn)了性能參數(shù)的改變。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：克服了在超聲波變幅桿的材料、幾何形狀和尺寸及負(fù)載阻抗給定以后，其性能參數(shù)，如共振頻率、放大系數(shù)以及輸入機(jī)械阻抗等都無法加以改變的技術(shù)難題，設(shè)計(jì)出了性能參數(shù)可變的超聲波變幅桿，應(yīng)用更加廣泛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明性能參數(shù)可變的超聲波變幅桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-變截面棒A、2-變截面棒B、3-壓電陶瓷晶堆、4-可變電阻抗、5-壓電陶瓷晶片，F(xiàn)₁、v₁分別表示變幅桿輸入端的力和振速，F(xiàn)₂、v₂分別表示變幅桿輸出端的力和振速。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

一般實(shí)施方式：

如圖1所示的超聲波變幅桿，包括變截面棒A 1和變截面棒B 2，在變截面棒A 1和變截面棒B 2之間還具有壓電陶瓷晶堆3，并且所述壓電陶瓷晶堆3連接著可變電阻抗4，其中，壓電陶瓷晶堆3分別與變截面棒A 1和變截面棒B 2直接接觸相連接。所述壓電陶瓷晶堆3是由偶數(shù)片端面鍍有銀層沿厚度極化的壓電陶瓷晶片5組成，且相鄰兩片壓電陶瓷晶片5的縱向極化方向相反。

變截面棒A、變截面棒B和壓電陶瓷晶堆之間的接觸面平整光潔，并且三者由預(yù)應(yīng)力金屬螺栓緊固連接或者由粘接劑粘接在一起。所述預(yù)應(yīng)力金屬螺栓的材料為不銹鋼、工具鋼、彈簧鋼或鈦合金；所述粘接劑為環(huán)氧樹脂類粘接劑或聚酰胺類粘接劑。

變截面棒A和變截面棒B的橫截面形狀相匹配，可以是圓形、正方形、長方形或者根據(jù)實(shí)際需要選擇的形狀；其由金屬材料組成，優(yōu)選為工具鋼、鈦合金、黃銅、鋁合金、鋁鎂合金、不銹鋼或銅中的任意一種。

可變電阻抗連接于壓電陶瓷晶片的正負(fù)電極之間，可變電阻抗包括可變電阻、可變電感或可變電容中的至少其中之一。

在實(shí)際應(yīng)用中，圖1所示的超聲波變幅桿的變截面棒A一端，即輸入端與超聲波換能器相連，其變截面棒B一端，即輸出端與系統(tǒng)的外部負(fù)載，如被加工工件等相連。在超聲波換能器的激勵(lì)下，超聲波換能器輸出端的機(jī)械振動(dòng)位移，通過超聲變幅桿得到放大，因而在變幅桿的輸出端，即被處理或加工的負(fù)載處，可以得到超聲波處理所需要的大的機(jī)械振動(dòng)位移以及高的振動(dòng)速度和加速度，當(dāng)變幅桿的性能參數(shù)需要調(diào)整時(shí)，可以根據(jù)性能參數(shù)的計(jì)算公式，改變可變電阻抗，就可以得到具有需要的性能參數(shù)的變幅桿，從而達(dá)到理想的超聲波處理效果。

具體實(shí)施例：

本發(fā)明提供了幾種具體的超聲波變幅桿，并分別測試了性能參數(shù)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，變截面棒A表示變幅桿的輸入端，與超聲波換能器相連，其長度用L₁表示；變截面棒B表示變幅桿的輸出端，與振動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載相連，其長度用L₂表示。變截面棒A和變截面棒B的橫截面形狀為圓形，在變截面棒A和變截面棒B之間還具有壓電陶瓷晶堆，在以下實(shí)施例中壓電陶瓷晶堆由兩片等厚度的壓電陶瓷晶片組成，每一片的厚度用L₀表示。其中壓電陶瓷晶堆分別與變截面棒A和變截面棒B直接接觸，三者之間是通過預(yù)應(yīng)力不銹鋼螺栓緊固連接。

壓電陶瓷晶堆的壓電陶瓷晶片的正負(fù)電極之間連接著可變電阻抗，可變電阻抗可以選用可變電阻(感性阻抗負(fù)載)、可變電感(感性阻抗負(fù)載)或可變電容(容性阻抗負(fù)載)中的至少其中之一。Ze代表可變電阻抗；Ze＝R+jX，其中R和X分別表示可變電阻抗Ze的實(shí)部和虛部，

f₀代表變幅桿的性能參數(shù)共振頻率；M代表變幅桿的性能參數(shù)放大系數(shù)。

超聲波變幅桿的性能參數(shù)是按照變幅桿的共振頻率設(shè)計(jì)方程以及位移放大系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算的：

本發(fā)明給出了變幅桿的共振頻率方程：

當(dāng)變幅桿的材料、形狀及幾何尺寸給定后，利用式(1)，就可以求出變幅桿的共振頻率f₀。其中，Z_im表示變幅桿在輸入端的輸入機(jī)械阻抗，上述公式中其它各量的表達(dá)式為，

Z₀₁＝Z₀₂＝j(luò)ρ₀c₀S₀tg(k₀L₀) (3)

Z_p0＝n²Z_i (5)

在上述各式中，R₁，R₂，R₃和R₀表示變幅桿各部分的半徑。k₁＝ω/c₁,k₂＝ω/c₂,k₀＝ω/c₀；c₁,c₂以及c₀表示變截面金屬棒A和變截面金屬棒B以及壓電陶瓷晶堆中的振動(dòng)傳播速度；ρ₁,ρ₂和ρ₀表示材料的密度，ω表示角頻率，n表示壓電陶瓷材料的機(jī)電轉(zhuǎn)換系數(shù)，R_e和C₀分別為壓電陶瓷材料的介電損耗電阻和靜態(tài)電容，Z_L表示變幅桿的負(fù)載機(jī)械阻抗。

變幅桿的位移放大系數(shù)：

式中，

當(dāng)變幅桿的材料參數(shù)以及幾何尺寸和形狀給定以后，利用式(1)和式(14)，同時(shí)結(jié)合以上各個(gè)公式就可以得出變幅桿的共振頻率和位移放大系數(shù)。以下是根據(jù)上述理論設(shè)計(jì)的不同的超聲波變幅桿。

實(shí)施例1：

制作超聲波變幅桿，構(gòu)成變幅桿的變截面棒A和變截面棒B的金屬材料是鋁合金，壓電陶瓷晶堆的材料為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4，變幅桿輸入和輸出端的半徑分別是R₁＝30mm，R₂＝10mm，L₁＝60mm，L₂＝60mm，L₀＝2mm。

1.1.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝100歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝22617赫茲，放大系數(shù)M＝2.399；

1.2.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝22217赫茲，放大系數(shù)M＝2.394；

1.3.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝22720赫茲，放大系數(shù)M＝2.399；

1.4.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝1000歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝23171赫茲，放大系數(shù)M＝2.44；

1.5.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝1000*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝23491赫茲，放大系數(shù)M＝2.41；

1.6.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–1000*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝23074赫茲，放大系數(shù)M＝2.39。

實(shí)施例2：

制作超聲波變幅桿，構(gòu)成變幅桿的變截面棒A和變截面棒B的金屬材料是鋁合金，壓電陶瓷晶堆的材料為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4，變幅桿輸入和輸出端的半徑分別是R₁＝30mm，R₂＝10mm，L₁＝40mm，L₂＝80mm，L₀＝2mm。

2.1.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝100歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21656赫茲，放大系數(shù)M＝2.62；

2.2.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21343赫茲，放大系數(shù)M＝2.52；

2.3.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21738赫茲，放大系數(shù)M＝2.65。

實(shí)施例3：

制作超聲波變幅桿，構(gòu)成變幅桿的變截面棒A和變截面棒B的金屬材料是不銹鋼，壓電陶瓷晶堆的材料為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4，變幅桿輸入和輸出端的半徑分別是R₁＝30mm，R₂＝10mm，L₁＝40mm，L₂＝80mm，L₀＝2mm。

3.1.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝100歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝19860赫茲，放大系數(shù)M＝2.18；

3.2.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝19209赫茲，放大系數(shù)M＝1.99；

3.3.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20062赫茲，放大系數(shù)M＝2.23。

實(shí)施例4：

制作超聲波變幅桿，構(gòu)成變幅桿的變截面棒A和變截面棒B的金屬材料是不銹鋼，壓電陶瓷晶堆的材料為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4，變幅桿輸入和輸出端的半徑分別是R₁＝30mm，R₂＝10mm，L₁＝80mm，L₂＝40mm，L₀＝2mm。

4.1.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝100歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21606赫茲，放大系數(shù)M＝2.32；

4.2.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20972赫茲，放大系數(shù)M＝2.46；

4.3.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21778赫茲，放大系數(shù)M＝2.28。

實(shí)施例5：

制作超聲波變幅桿，構(gòu)成變幅桿的變截面棒A和變截面棒B的金屬材料是不銹鋼，壓電陶瓷晶堆的材料為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4，變幅桿輸入和輸出端的半徑分別是R₁＝30mm，R₂＝10mm，L₁＝80mm，L₂＝40mm，L₀＝3mm。

5.1.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝100歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20637赫茲，放大系數(shù)M＝2.42；

5.2.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20163赫茲，放大系數(shù)M＝2.53；

5.3.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–100*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20855赫茲，放大系數(shù)M＝2.38；

5.4.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝1000歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21929赫茲，放大系數(shù)M＝2.14；

5.5.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝1000*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝23364赫茲，放大系數(shù)M＝1.81；

5.6.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–1000*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝21693赫茲，放大系數(shù)M＝2.19。

實(shí)施例6：

制作超聲波變幅桿，構(gòu)成變幅桿的變截面棒A和變截面棒B的金屬材料是不銹鋼，壓電陶瓷晶堆的材料為大功率發(fā)射型壓電陶瓷PZT-4，變幅桿輸入和輸出端的半徑分別是R₁＝30mm，R₂＝10mm，L₁＝40mm，L₂＝80mm，L₀＝3mm。

6.1.可變電阻為純阻性負(fù)載Ze＝1000歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20472赫茲，放大系數(shù)M＝2.36；

6.2.可變電阻為感性阻抗負(fù)載Ze＝1000*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝22504赫茲，放大系數(shù)M＝1.63；

6.3.可變電阻為容性阻抗負(fù)載Ze＝–1000*j歐姆時(shí)，根據(jù)上述計(jì)算方法，可以得到此時(shí)變幅桿的性能參數(shù)為：共振頻率f₀＝20179赫茲，放大系數(shù)M＝2.30。

由上述實(shí)施例1-6可以明顯看出，本發(fā)明提供的超聲波變幅桿，在變截面棒的材料、幾何形狀和尺寸固定的情況下，通過簡單的改變可變電阻抗，實(shí)現(xiàn)了性能參數(shù)，共振頻率f₀、放大系數(shù)M的改變，從而可以適應(yīng)更廣泛的需要。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。