專利名稱：壓電超聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲換能器，特別是涉及一種用于液體流量計(jì)的壓電超聲換
能器。
背景技術(shù)：
超聲換能器是各種超聲設(shè)備的核心組成部分，它的發(fā)射、接受信號(hào)的能力直接影 響著整個(gè)超聲設(shè)備測(cè)量精度的高低。超聲換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)又直接影響著其發(fā)射和接 收信號(hào)的能力。現(xiàn)有的超聲換能器結(jié)構(gòu)中主要是用澆灌環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合物來(lái)做 阻尼塊，環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合比例會(huì)影響阻尼塊吸收超聲波的效果和混合物的固化情 況，要達(dá)到最佳的吸聲效果和固化效果比例上很難控制，同時(shí)配置混合物時(shí)不能保證比例 完全一樣，這樣澆灌后的換能器的一致性很難保證。接線的連接方式通常是直接焊在壓電 陶瓷晶片上，這樣會(huì)影響聲場(chǎng)的分布，進(jìn)而影響超聲換能器的性能。

發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種新結(jié)構(gòu)的壓電超聲換能器。 本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種壓電超聲換能器，包括壓
電陶瓷晶片、電纜，其特征在于還包括不銹鋼外套、絕緣套、金屬卡片、彈簧、金屬薄圓片、
卡簧、防水圈及電纜接頭，所述不銹鋼外套內(nèi)底面設(shè)有壓電陶瓷晶片，所述絕緣套置于不銹 鋼外套內(nèi)其底端與壓電陶瓷晶片相扣接，所述金屬卡片置于壓電陶瓷晶片及絕緣套上，所
述彈簧一端置于金屬卡片上，所述金屬薄圓片、卡簧依次置于不銹鋼外套內(nèi)，金屬薄圓片與 彈簧另一端連接，卡簧與不銹鋼外套卡接固定，所述電纜插入電纜接頭中，電纜網(wǎng)狀銅線與 電纜接頭固定，電纜芯線伸出電纜接頭外，所述電纜接頭通過(guò)防水圈與不銹鋼外套固定，電 纜接頭一端穿過(guò)卡簧電纜芯線與金屬薄圓片連接。 本實(shí)用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)傳感器的一致性；金屬薄圓片和 卡簧裝上后，對(duì)晶片起到了壓緊固定作用，這樣利于晶片與不銹鋼外套間耦合劑的定量及 氣泡的排除，起阻尼作用的是彈簧而不是環(huán)氧樹(shù)脂等化學(xué)材料，克服了澆注材料所帶來(lái)的 比例難確定的缺點(diǎn)；引線是通過(guò)金屬薄圓片、彈簧、金屬卡片等導(dǎo)電零件進(jìn)行導(dǎo)電的，克服 了引線直接焊接到晶片上對(duì)晶片聲場(chǎng)分部的影響。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖并作為摘要附圖。 圖2為本實(shí)用新型的不銹鋼外套示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的絕緣套示意圖。 圖4為本實(shí)用新型的金屬卡片示意圖。 圖5為本實(shí)用新型的電纜接頭示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1 5所示，壓電超聲換能器，包括壓電陶瓷晶片2、電纜IO，還包括不銹鋼外 套1、絕緣套3、金屬卡片4、彈簧5、金屬薄圓片6、卡簧7、防水圈8及電纜接頭9。不銹鋼外 套l為圓筒狀，在筒口處設(shè)有一圈斜口 l-l，與斜口 l-l的連接處設(shè)有一段螺紋l-2，在螺紋 終端處的筒內(nèi)壁上設(shè)有一圈卡槽1-3。絕緣套3為圓筒，采用聚砜材質(zhì)，在絕緣套3筒內(nèi)靠 近下端設(shè)有一圈凸起3-l。金屬卡片4為帶底和上沿4-l的短圓筒，采用不銹鋼材質(zhì)。電纜 接頭9為T(mén)形圓柱體其外圓面上設(shè)有凹槽9-2，凹槽9-2下端圓柱體上設(shè)有螺紋9-3，電纜 接頭9中心處設(shè)有通孔9-1，在通孔9-1下口固定有金屬套筒9-4，金屬套筒9-4底端粘接 固定帶有中孔的金屬圓片9-5，金屬圓片9-5底面上粘接固定帶有中孔的橡膠墊9-6，橡膠 墊9-6底面扣接帶有中孔的錐形銅片9-7。 首先向不銹鋼外套1內(nèi)底面加入適量耦合劑，再將壓電陶瓷晶片2置于不銹鋼外 套1底部，壓電陶瓷晶片2的一電極面與不銹鋼外套1底部之間需要耦合劑進(jìn)行過(guò)渡，耦 合劑起到過(guò)渡阻抗和排除氣泡的作用，減小了超聲波的聲衰減；絕緣套3置于不銹鋼外套1 內(nèi)，絕緣套3筒內(nèi)下端設(shè)有的凸起3-l與壓電陶瓷晶片2扣接在一起，起到與周圍不銹鋼外 套1的絕緣和限制壓電陶瓷晶片2位置的作用；將金屬卡片4置于絕緣套3內(nèi)底端，金屬卡 片4的上沿4-1壓在絕緣套凸起3-1上，金屬卡片4的底圓面與壓電陶瓷晶片2的一個(gè)電 極面相接觸起到導(dǎo)電作用，并對(duì)絕緣套起到固定作用；將彈簧5 —端置于金屬卡片4上，首 先起到導(dǎo)電作用，其次在壓緊狀態(tài)下起到阻尼作用，吸收晶片背面的超聲波，第三起到壓緊 金屬卡片4的作用，有利于各零件的位置固定；將金屬薄圓片6、卡簧7依次置于不銹鋼外 套1內(nèi)，金屬薄圓片6與彈簧5另一端接觸連接，卡簧7處于打開(kāi)狀態(tài)，卡簧7置于不銹鋼 外套1筒內(nèi)壁上卡槽1-3內(nèi)卡接固定，對(duì)彈簧5起到限位固定作用；將電纜IO撥去外絕緣 套插入電纜接頭9上的通孔9-1中，電纜網(wǎng)狀銅線10-1與金屬套筒9-4粘接固定，電纜芯 線10-2依次穿過(guò)金屬圓片9-5、橡膠墊9-6、錐形銅片9-7，再將電纜芯線10_2彎成直角使 得錐形銅片9-1卡接在橡膠墊9-6上，將防水圈8安裝在電纜接頭9上的凹槽9-2中，將電 纜接頭9通過(guò)螺紋旋進(jìn)不銹鋼外套1上，電纜接頭9的一端穿過(guò)卡簧7，電纜芯線10-2與金 屬薄圓片6相接觸連接，在電纜接頭9旋進(jìn)的過(guò)程中，電纜接頭9上的電纜芯線10-2把金 屬薄圓片6向下壓，給彈簧5壓力，這樣彈簧5可以更好的起到阻尼作用和固定其下方零件 的作用，電纜網(wǎng)狀銅線10-1通過(guò)電纜接頭9與不銹鋼外套1的外壁相接觸并與壓電陶瓷晶 片2的電極面連通，這樣電纜芯線10-2、電纜網(wǎng)狀銅線10-1同時(shí)加在了壓電陶瓷晶片2兩 端，可以給壓電陶瓷晶片2加載激勵(lì)信號(hào)。
權(quán)利要求一種壓電超聲換能器，包括壓電陶瓷晶片(2)、電纜(10)，其特征在于還包括不銹鋼外套(1)、絕緣套(3)、金屬卡片(4)、彈簧(5)、金屬薄圓片(6)、卡簧(7)、防水圈(8)及電纜接頭(9)，所述不銹鋼外套(1)內(nèi)底面設(shè)有壓電陶瓷晶片(2)，所述絕緣套(3)置于不銹鋼外套(1)內(nèi)，其底端與壓電陶瓷晶片(2)相扣接，所述金屬卡片(4)置于壓電陶瓷晶片(2)及絕緣套(3)上，所述彈簧(5)一端置于金屬卡片(4)上，所述金屬薄圓片(6)、卡簧(7)依次置于不銹鋼外套(1)內(nèi)，金屬薄圓片(6)與彈簧(5)另一端連接，卡簧(7)與不銹鋼外套(1)卡接固定，所述電纜(10)插入電纜接頭(9)中，電纜網(wǎng)狀銅線(10-1)與電纜接頭(9)固定，電纜芯線(10-2)伸出電纜接頭(9)外，所述電纜接頭(9)通過(guò)防水圈(8)與不銹鋼外套(1)固定，電纜接頭(9)一端穿過(guò)卡簧(7)電纜芯線(10-2)與金屬薄圓片(6)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電超聲換能器，其特征在于所述的不銹鋼外套(1)為圓筒，在筒口處設(shè)有斜口 (l-l)，斜口 (1-1)的連接處設(shè)有一段螺紋(l-2)，在螺紋終端處的筒內(nèi)壁上設(shè)有卡槽(1-3)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電超聲換能器，其特征在于所述絕緣套(3)為圓筒狀，采用聚砜材質(zhì)，在絕緣套(3)筒內(nèi)靠近下端設(shè)有一圈凸起(3-1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電超聲換能器，其特征在于所述金屬卡片(4)為帶底和上沿(4-1)的短圓筒，采用不銹鋼材質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電超聲換能器，其特征在于所述電纜接頭(9)為T(mén)形圓柱體，其外圓面上設(shè)有一圈凹槽(9-2)，凹槽(9-2)下端圓柱體上設(shè)有螺紋(9-3)，其中心處設(shè)有通孔(9-l)，在通孔(9-1)下口固定有金屬套筒(9-4)，金屬套筒(9-4)底端固定帶有中孔的金屬圓片(9-5)，金屬圓片(9-5)底面上粘接固定帶有中孔的橡膠墊(9-6)，橡膠墊(9-6)底面扣接帶有中孔的錐形銅片(9-7)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于液體流量計(jì)的壓電超聲換能器，它包括壓電陶瓷晶片、電纜，還包括不銹鋼外套、絕緣套、金屬卡片、彈簧、金屬薄圓片、卡簧、防水圈及電纜接頭，不銹鋼外套內(nèi)底面設(shè)有壓電陶瓷晶片，絕緣套置于不銹鋼外套內(nèi)其底端與壓電陶瓷晶片相扣接，金屬卡片置于壓電陶瓷晶片及絕緣套上，彈簧一端置于金屬卡片上，金屬薄圓片、卡簧依次置于不銹鋼外套內(nèi)，金屬薄圓片與彈簧另一端連接，卡簧與不銹鋼外套卡接固定，電纜插入電纜接頭中，電纜網(wǎng)狀銅線與電纜接頭固定，電纜芯線伸出電纜接頭外，電纜接頭通過(guò)防水圈與不銹鋼外套固定，電纜接頭一端穿過(guò)卡簧電纜芯線與金屬薄圓片連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)傳感器的一致性。
文檔編號(hào)G01F1/66GK201527288SQ20092025020
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者周亞光, 張輝, 皇甫曉蓉, 石婷, 陳會(huì)慶, 馬晶 申請(qǐng)人:中環(huán)天儀股份有限公司