超聲波換能與溫度采集器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及超聲波裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種超聲波換能與溫度采集器，器具包括絕緣殼體上的置于管道內(nèi)的殼體部位設(shè)置有圍板，絕緣殼體與圍板之間圍成的腔室內(nèi)設(shè)置壓電體和溫度傳感器，壓電體的波振發(fā)生面和溫度傳感器的溫度采集端與圍板的板面貼合，圍板為防腐、導(dǎo)熱金屬材質(zhì)制成，壓電體和溫度傳感器的信號(hào)引線自絕緣殼體上的置于管道外的殼體部位引出，該器具可將超聲波換能與液流溫度采集集為一體，應(yīng)用該器具的超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，顯著降低了成本。
【專利說明】超聲波換能與溫度采集器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超聲波裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種超聲波換能與溫度采集器。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲波換能器是一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。其作用原理:由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，更為具體的是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率(即超聲波)再傳遞出去，而自身消耗很少的一部分功率。正是由于超聲波換能器良好的換能特性，被廣泛應(yīng)用于超聲波流量檢測(cè)領(lǐng)域。
[0003]超聲波流量計(jì)工作原理:利用發(fā)射與接收的超聲波時(shí)間差來測(cè)算液流的流速，同時(shí)變送單元進(jìn)行時(shí)間累計(jì)從而可得到流量。其中，由于不同的溫度下，超聲波在流體中的傳播速度不同，因此超聲波流量計(jì)在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中必須通過一個(gè)溫度傳感器將溫度信息導(dǎo)入到控制電路板來綜合計(jì)算流體的實(shí)際流量?，F(xiàn)有技術(shù)中的在對(duì)待檢測(cè)的液流溫度檢測(cè)時(shí)，一般在超聲波流量計(jì)的液流管壁上設(shè)置安裝座，將溫度傳感器設(shè)置在安裝座內(nèi)，從而來檢測(cè)液流的溫度，該種結(jié)構(gòu)的超聲波流量計(jì)由于需要單獨(dú)設(shè)置溫度傳感器的安裝座，一方面其結(jié)構(gòu)的緊湊性不足，另一方面帶來的附加生產(chǎn)成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種超聲波換能與溫度采集器，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波換能及溫度信號(hào)的采集。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種超聲波換能與溫度采集器，絕緣殼體上的置于管道內(nèi)的殼體部位設(shè)置有圍板，絕緣殼體與圍板之間圍成的腔室內(nèi)設(shè)置壓電體和溫度傳感器，壓電體的波振發(fā)生面和溫度傳感器的溫度采集端與圍板的板面貼合，所述的圍板為防腐、導(dǎo)熱金屬材質(zhì)制成，壓電體和溫度傳感器的信號(hào)引線自絕緣殼體上的置于管道外的殼體部位引出。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:將導(dǎo)熱材料制成的圍板置于超聲波流量計(jì)的液流管道內(nèi)，圍板板面與待檢測(cè)液流直接接觸，利用設(shè)置在絕緣殼體與圍板之間圍合而成的空腔內(nèi)的溫度傳感器來測(cè)量圍板的溫度，從而可方便、快捷地檢測(cè)出液流的溫度，壓電體的波振發(fā)生面與與圍板的板面貼合，從而可實(shí)現(xiàn)超聲波換能的功能，該器具可將超聲波換能與液流溫度采集集為一體，應(yīng)用該器具的超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，成本顯著得到了降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的機(jī)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的裝配爆炸圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型中部分結(jié)構(gòu)的裝配爆炸圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型中實(shí)施例一的剖視圖；
[0011]圖5是本實(shí)用新型中實(shí)施例二的剖視圖；
[0012]圖6是本實(shí)用新型中絕緣殼體的俯視圖；
[0013]圖7是本實(shí)用新型中絕緣殼體的仰視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]結(jié)合圖1至圖7,對(duì)本實(shí)用新型做作進(jìn)一步說明:
[0015]一種超聲波換能與溫度采集器，絕緣殼體10上的置于管道內(nèi)的殼體部位設(shè)置有圍板30，絕緣殼體10與圍板30之間圍成的腔室內(nèi)設(shè)置壓電體20和溫度傳感器40，壓電體20的波振發(fā)生面和溫度傳感器40的溫度采集端與圍板30的板面貼合，所述的圍板30為防腐、導(dǎo)熱金屬材質(zhì)制成，壓電體20和溫度傳感器40的信號(hào)引線自絕緣殼體10上的置于管道外的殼體部位引出。
[0016]結(jié)合附圖1，將該器具的圍板30置于超聲波流量計(jì)的液流管道內(nèi)，使得圍板30的板面直接與液流接觸，絕緣殼體10固定在安裝座上，圍板30由導(dǎo)熱材料制成，圍板30與絕緣殼體10之間圍合的腔室內(nèi)設(shè)置有溫度傳感器40，溫度傳感器40的溫度采集端與圍板30的板面貼合，可精確測(cè)得圍板30的溫度，從而可測(cè)得液流的溫度，壓電體20的波振發(fā)生面與圍板30貼合，從而可將機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的超聲波發(fā)射給液流，保證了超聲波換能器的性能，壓電體20和溫度傳感器40的信號(hào)引線自絕緣殼體10上的置于管道外的殼體部位引出，信號(hào)引線遠(yuǎn)離壓電體20與溫度傳感器40的工作面設(shè)置，保證了壓電體20與溫度傳感器40的工作性能，該器具可將超聲波換能及溫度采集功能為一體，可簡(jiǎn)化超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，使得超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)更為緊湊的同時(shí)，也降低了實(shí)際的制造成本。
[0017]進(jìn)一步的，結(jié)合圖1和3所示，所述絕緣殼體10的端面上開設(shè)有用于容納壓電體20和溫度傳感器40的第一凹腔11，壓電體20的波振發(fā)生面與圍板30之間夾設(shè)有膠片體80，溫度傳感器40的溫度采集端伸出膠片體80且與圍板30板面抵靠，利用設(shè)置在壓電體20的波振發(fā)生面與圍板的膠片體80，該膠片體80實(shí)際為一層軟膠層，該軟膠均勻涂在壓電體20的波振發(fā)生面與圍板30的板面上，從而使得壓電體20的波振發(fā)生面與圍板30的板面實(shí)現(xiàn)無縫隙貼合，實(shí)現(xiàn)了壓電體20無阻礙式的發(fā)射超聲波，其振動(dòng)工作過程中，也不會(huì)與圍板30板面發(fā)生振動(dòng)沖擊現(xiàn)象，確保實(shí)用壽命，將溫度傳感器40的溫度采集端伸出膠片體80且與圍板30板面抵靠，也避免了膠片體80對(duì)溫度傳感器的溫度工作性能的影響。
[0018]具體的，所述絕緣殼體10的外壁面為圓柱狀面，第一凹腔11的輪廓為圓柱狀，第一凹腔11與絕緣殼體10同軸設(shè)置，所述壓電體20呈圓板狀，壓電體20的外徑尺寸與第一凹腔11的直徑相符且二者同軸設(shè)置，作為本實(shí)用新型的實(shí)施例一，壓電體20的邊緣設(shè)有避讓溫度傳感器40的缺口 21，結(jié)合圖2和圖3，所述的壓電體20實(shí)際為陶瓷材料，開口 21設(shè)置在壓電體20的邊緣位置處，結(jié)合圖4所示，可方便方便對(duì)開口 21的加工，避免壓電體20在加工過程中破裂現(xiàn)象的發(fā)生。
[0019]作為本實(shí)用新型的第二種實(shí)施例，結(jié)合圖5所示，所述的第一凹腔11所在的絕緣殼體10的內(nèi)壁上設(shè)置有用于容納溫度傳感器40的避讓槽11a，所述溫度傳感器40的溫度采集端伸出避讓槽Ila的槽口且與圍板30的板面抵靠，將安裝溫度傳感器40的避讓槽Ila設(shè)置在絕緣殼體10上，這樣更容易加工，成本更低。
[0020]進(jìn)一步地，所述的絕緣殼體10的另一端面沿其軸芯開設(shè)有第二凹腔12，所述第二凹腔12的輪廓為圓柱狀，第一凹腔11與第二凹腔12之間通過隔板13隔設(shè)開來，第二凹腔12內(nèi)容納有接線板50，所述接線板50呈圓片狀，其外徑尺寸與第二凹腔12內(nèi)徑尺寸相符而二者同軸設(shè)置，所述壓電體20與溫度傳感器40通過接線板50與超聲波流量計(jì)的控制電路電連接。
[0021]具體的，所述第一凹腔11槽底所在的隔板13的板面上設(shè)置有第一凹槽131及第二凹槽132，所述溫度傳感器40的一端容置于第一凹槽131內(nèi)，所述第一凹槽131及第二凹槽132槽底部分別設(shè)置有兩對(duì)第一、第二通孔13a、13b，結(jié)合圖2所示，所述的壓電體20的板面上設(shè)置有第一接電區(qū)域20a及第二接電區(qū)域20b，所述第一接電區(qū)域20a與第二接電區(qū)域通過焊接導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)壓電體20的供電，隔板13的板面上設(shè)置的第二凹槽132可用于容納壓電體20板面上的焊點(diǎn)，使得壓電體20與第一凹腔11的腔底所在的隔板13板面貼合平齊，以保證壓電體20的實(shí)際工作性能，第一凹槽131用于容納溫度傳感40的一端，也是保證了壓電體20與第一凹腔11腔底板面緊密貼合，作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，溫度傳感器40選用體積較小的熱敏電阻；結(jié)合圖2和圖3所示，所述溫度傳感器40及壓電體20的導(dǎo)線分別穿過第一、第二通孔13a、13b且分別與接線板50上設(shè)置的兩對(duì)第一、第二接線點(diǎn)51、52、53、54 連接。
[0022]更為具體的，所述第二凹腔12的槽底所在的隔板13板面上立式設(shè)置有4個(gè)接線柱60，所述接線柱60的一端分別插置于接線板50板面上開設(shè)的4個(gè)接線孔50a內(nèi)，所述接線孔50a與分別與第一、第二接線點(diǎn)51、52、53、54電導(dǎo)通，接線板50充當(dāng)導(dǎo)電過渡板的角色，使得該器具結(jié)構(gòu)更為緊湊，強(qiáng)度更高，所述的接線柱60采用硬質(zhì)的導(dǎo)電金屬制成，相較于軟質(zhì)的導(dǎo)線，硬質(zhì)的接線柱60更加便于焊接到超聲波流量計(jì)的控制電路中。
[0023]更進(jìn)一步地，所述絕緣殼體10的端面上設(shè)置有圓柱環(huán)14，所述圓柱環(huán)14于第一凹腔11的槽口處設(shè)置，圓柱環(huán)14的內(nèi)徑尺寸與第一凹腔11的直徑尺寸相等且同軸設(shè)置，圓柱環(huán)14的外徑尺寸小于絕緣殼體10的外徑尺寸，所述圍板30呈帽蓋狀，其帽口處設(shè)置有翻邊31，圍板30內(nèi)徑尺寸與圓柱環(huán)14的外徑尺寸相符，圍板30套設(shè)在圓柱環(huán)14的外壁上，翻邊31與絕緣殼體10的端面貼合，圓柱環(huán)14的設(shè)置既有利構(gòu)成第一凹腔11，又方便圍板30的安裝，該種結(jié)構(gòu)的圍板30與超聲波流量計(jì)的液流管路中的液流接觸時(shí)，可避免液流進(jìn)入絕緣殼體10內(nèi)而造成的短路現(xiàn)象。
[0024]更進(jìn)一步地，所述第二凹腔12還設(shè)置有密封板70，所述密封板70呈圓板狀，直徑尺寸與第二凹腔12的內(nèi)徑尺寸相符，密封板70的板面與接線板50的板面貼合，接線柱60伸出密封板70的外部板面與超聲波流量計(jì)的控制電路連接，密封板70采用環(huán)氧樹脂材料制成，可有效起到對(duì)絕緣殼體10內(nèi)部電路的密封作用。
[0025]更進(jìn)一步地，所述膠體片80呈圓片狀，其邊緣處設(shè)置有用于避讓溫度傳感器40的豁口 81，所述溫度傳感器40的位于豁口 81內(nèi)且檢測(cè)端與圍板30的板面抵靠，結(jié)合圖2和圖4所示。
[0026]最后，所述的圍板30可采用不銹鋼制成，不銹鋼材質(zhì)導(dǎo)熱性能好，使得溫度傳感器40采集的溫度信號(hào)更為準(zhǔn)確，在絕緣殼體10的外壁上對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)安裝支耳15，支耳15上開設(shè)安裝通孔151，通過螺栓將該器具固定在安裝座上。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波換能與溫度米集器,其特征在于:絕緣殼體(10)上的置于管道內(nèi)的殼體部位設(shè)置有圍板(30)，絕緣殼體(10)與圍板(30)之間圍成的腔室內(nèi)設(shè)置壓電體(20)和溫度傳感器(40)，壓電體(20)的波振發(fā)生面和溫度傳感器(40)的溫度采集端與圍板(30)的板面貼合，所述的圍板(30)為防腐、導(dǎo)熱金屬材質(zhì)制成，壓電體(20)和溫度傳感器(40)的信號(hào)引線自絕緣殼體(10)上的置于管道外的殼體部位引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述絕緣殼體(10)的端面上開設(shè)有用于容納壓電體(20)和溫度傳感器(40)的第一凹腔(11)，壓電體(20)的波振發(fā)生面與圍板(30)之間夾設(shè)有膠片體(80)，溫度傳感器(40)的溫度采集端伸出膠片體(80)且與圍板(30)板面抵靠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述絕緣殼體(10)的外壁面為圓柱狀面，第一凹腔(11)的輪廓為圓柱狀，第一凹腔(11)與絕緣殼體(10)同軸設(shè)置，所述壓電體(20)呈圓板狀，壓電體(20)的外徑尺寸與第一凹腔(11)的直徑相符且二者同軸設(shè)置，壓電體(20)的邊緣處設(shè)有避讓溫度傳感器(40)的缺口(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述的第一凹腔(11)所在的絕緣殼體(10)的內(nèi)壁上設(shè)置有用于容納溫度傳感器(40)的避讓槽(11a)，所述溫度傳感器(40)的溫度采集端伸出避讓槽(Ila)的槽口且與圍板(30)的板面抵靠。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述的絕緣殼體(10)的另一端面沿其軸芯開設(shè)有第二凹腔(12)，所述第二凹腔(12)的輪廓為圓柱狀，第一凹腔(11)與第二凹腔(12)之間通過隔板(13)隔設(shè)開來，第二凹腔(12)內(nèi)容納有接線板(50)，所述接線板(50)呈圓片狀，其外徑尺寸與第二凹腔(12)內(nèi)徑尺寸相符而二者同軸設(shè)置，所述壓電體(20)與溫度傳感器(40)通過接線板(50)與超聲波流量計(jì)的控制電路電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述絕緣殼體(10)的端面上設(shè)置有圓柱環(huán)(14)，所述圓柱環(huán)(14)于第一凹腔(11)的開口處設(shè)置，圓柱環(huán)(14)的內(nèi)徑尺寸與第一凹腔(11)的直徑尺寸相等且同軸設(shè)置，圓柱環(huán)(14)的外徑尺寸小于絕緣殼體(10)的外徑尺寸，所述圍板(30)呈帽蓋狀，其帽口處設(shè)置有翻邊(31)，圍板(30)內(nèi)徑尺寸與圓柱環(huán)(14)的外徑尺寸相符，圍板(30)套設(shè)在圓柱環(huán)(14)的外壁上，翻邊(31)與絕緣殼體(10)的端面貼合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述第一凹腔(11)腔底所在的隔板(13)的板面上設(shè)置有第一凹槽(131)及第二凹槽(132)，所述溫度傳感器(40)的一端容置于第一凹槽(131)內(nèi)，所述第一凹槽(131)及第二凹槽(132)腔底部分別設(shè)置有兩對(duì)第一、第二通孔(13a、13b)，所述溫度傳感器(40)及壓電體(20)的導(dǎo)線分別穿過第一、第二通孔(13a、13b)且分別與接線板(50)上設(shè)置的兩對(duì)第一、第二接線點(diǎn)(51、52、53,54)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述第二凹腔(12)的腔底所在的隔板(13)板面上立式設(shè)置有4個(gè)接線柱(60)，所述接線柱￠0)的一端分別插置于接線板(50)板面上開設(shè)的4個(gè)接線孔(50a)內(nèi)，所述接線孔(50a)分別與第一、第二接線點(diǎn)(51、52、53、54)電導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述第二凹腔(12)還設(shè)置有密封板(70)，所述密封板(70)呈圓板狀，直徑尺寸與第二凹腔(12)的內(nèi)徑尺寸相符，密封板(70)的板面與接線板(50)的板面貼合，接線柱(60)伸出密封板(70)的外部板面且與超聲波流量計(jì)的控制電路連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波換能與溫度采集器，其特征在于:所述膠體片(80)呈圓片狀，其邊緣處設(shè)置有豁口(81)，所述溫度傳感器(40)的位于豁口(81)內(nèi)且檢測(cè)端與圍板(30)的板面抵靠。
【文檔編號(hào)】G01K1/14GK203929141SQ201420301039
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】姜躍煒 申請(qǐng)人:姜躍煒