超聲波換能與溫度采集器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及超聲波裝置【技術領域】，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的殼體部位設置有圍板，絕緣殼體與圍板之間圍成的腔室內設置壓電體和溫度傳感器，壓電體的波振發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、導熱金屬材質制成，壓電體和溫度傳感器的信號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，應用該器具的超聲波流量計的結構更為緊湊，顯著降低了成本。
【專利說明】超聲波換能與溫度采集器
【技術領域】
[0001]本發明涉及超聲波裝置【技術領域】，特別涉及一種超聲波換能與溫度采集器。
【背景技術】
[0002]超聲波換能器是一種能把高頻電能轉化為機械能的裝置。其作用原理:由材料的壓電效應將電信號轉換為機械振動，更為具體的是將輸入的電功率轉換成機械功率(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，被廣泛應用于超聲波流量檢測領域。
[0003]超聲波流量計工作原理:利用發射與接收的超聲波時間差來測算液流的流速，同時變送單元進行時間累計從而可得到流量。其中，由于不同的溫度下，超聲波在流體中的傳播速度不同，因此超聲波流量計在實際的設計過程中必須通過一個溫度傳感器將溫度信息導入到控制電路板來綜合計算流體的實際流量?，F有技術中的在對待檢測的液流溫度檢測時，一般在超聲波流量計的液流管壁上設置安裝座，將溫度傳感器設置在安裝座內，從而來檢測液流的溫度，該種結構的超聲波流量計由于需要單獨設置溫度傳感器的安裝座，一方面其結構的緊湊性不足，另一方面帶來的附加生產成本較高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種超聲波換能與溫度采集器，能夠實現超聲波換能及溫度信號的采集。
[0005]為實現以上目的，本發明采用的技術方案為:一種超聲波換能與溫度采集器，絕緣殼體上的置于管道內的殼體部位設置有圍板，絕緣殼體與圍板之間圍成的腔室內設置壓電體和溫度傳感器，壓電體的波振發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、導熱金屬材質制成，壓電體和溫度傳感器的信號引線自絕緣殼體上的置于管道外的殼體部位引出。
[0006]與現有技術相比，本發明存在以下技術效果:將導熱材料制成的圍板置于超聲波流量計的液流管道內，圍板板面與待檢測液流直接接觸，利用設置在絕緣殼體與圍板之間圍合而成的空腔內的溫度傳感器來測量圍板的溫度，從而可方便、快捷地檢測出液流的溫度，壓電體的波振發生面與與圍板的板面貼合，從而可實現超聲波換能的功能，該器具可將超聲波換能與液流溫度采集集為一體，應用該器具的超聲波流量計的結構更為緊湊，成本顯著得到了降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的機構示意圖；
[0008]圖2是本發明的裝配爆炸圖；
[0009]圖3是本發明中部分結構的裝配爆炸圖；
[0010]圖4是本發明中實施例一的剖視圖；
[0011]圖5是本發明中實施例二的剖視圖；
[0012]圖6是本發明中絕緣殼體的俯視圖；
[0013]圖7是本發明中絕緣殼體的仰視圖。
【具體實施方式】
[0014]結合圖1至圖7，對本發明做作進一步說明:
[0015]一種超聲波換能與溫度采集器，絕緣殼體10上的置于管道內的殼體部位設置有圍板30，絕緣殼體10與圍板30之間圍成的腔室內設置壓電體20和溫度傳感器40，壓電體20的波振發生面和溫度傳感器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、導熱金屬材質制成，壓電體20和溫度傳感器40的信號引線自絕緣殼體10上的置于管道外的殼體部位引出。
[0016]結合附圖1，將該器具的圍板30置于超聲波流量計的液流管道內，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由導熱材料制成，圍板30與絕緣殼體10之間圍合的腔室內設置有溫度傳感器40，溫度傳感器40的溫度采集端與圍板30的板面貼合，可精確測得圍板30的溫度，從而可測得液流的溫度，壓電體20的波振發生面與圍板30貼合，從而可將機械振動產生的超聲波發射給液流，保證了超聲波換能器的性能，壓電體20和溫度傳感器40的信號引線自絕緣殼體10上的置于管道外的殼體部位引出，信號引線遠離壓電體20與溫度傳感器40的工作面設置，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，可簡化超聲波流量計的結構，使得超聲波流量計的結構更為緊湊的同時，也降低了實際的制造成本。
[0017]進一步的，結合圖1和3所示，所述絕緣殼體10的端面上開設有用于容納壓電體20和溫度傳感器40的第一凹腔11，壓電體20的波振發生面與圍板30之間夾設有膠片體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，利用設置在壓電體20的波振發生面與圍板的膠片體80，該膠片體80實際為一層軟膠層，該軟膠均勻涂在壓電體20的波振發生面與圍板30的板面上，從而使得壓電體20的波振發生面與圍板30的板面實現無縫隙貼合，實現了壓電體20無阻礙式的發射超聲波，其振動工作過程中，也不會與圍板30板面發生振動沖擊現象，確保實用壽命，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置，作為本發明的實施例一，壓電體20的邊緣設有避讓溫度傳感器40的缺口 21，結合圖2和圖3，所述的壓電體20實際為陶瓷材料，開口 21設置在壓電體20的邊緣位置處，結合圖4所示，可方便方便對開口 21的加工，避免壓電體20在加工過程中破裂現象的發生。
[0019]作為本發明的第二種實施例，結合圖5所示，所述的第一凹腔11所在的絕緣殼體10的內壁上設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設置在絕緣殼體10上，這樣更容易加工，成本更低。
[0020]進一步地，所述的絕緣殼體10的另一端面沿其軸芯開設有第二凹腔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隔設開來，第二凹腔12內容納有接線板50，所述接線板50呈圓片狀，其外徑尺寸與第二凹腔12內徑尺寸相符而二者同軸設置，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，所述第一凹槽131及第二凹槽132槽底部分別設置有兩對第一、第二通孔13a、13b，結合圖2所示，所述的壓電體20的板面上設置有第一接電區域20a及第二接電區域20b，所述第一接電區域20a與第二接電區域通過焊接導線實現壓電體20的供電，隔板13的板面上設置的第二凹槽132可用于容納壓電體20板面上的焊點，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，作為本發明的優選方案，溫度傳感器40選用體積較小的熱敏電阻；結合圖2和圖3所示，所述溫度傳感器40及壓電體20的導線分別穿過第一、第二通孔13a、13b且分別與接線板50上設置的兩對第一、第二接線點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板面上立式設置有4個接線柱60，所述接線柱60的一端分別插置于接線板50板面上開設的4個接線孔50a內，所述接線孔50a與分別與第一、第二接線點51、52、53、54電導通，接線板50充當導電過渡板的角色，使得該器具結構更為緊湊，強度更高，所述的接線柱60采用硬質的導電金屬制成，相較于軟質的導線，硬質的接線柱60更加便于焊接到超聲波流量計的控制電路中。
[0023]更進一步地，所述絕緣殼體10的端面上設置有圓柱環14，所述圓柱環14于第一凹腔11的槽口處設置，圓柱環14的內徑尺寸與第一凹腔11的直徑尺寸相等且同軸設置，圓柱環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，其帽口處設置有翻邊31，圍板30內徑尺寸與圓柱環14的外徑尺寸相符，圍板30套設在圓柱環14的外壁上，翻邊31與絕緣殼體10的端面貼合，圓柱環14的設置既有利構成第一凹腔11，又方便圍板30的安裝，該種結構的圍板30與超聲波流量計的液流管路中的液流接觸時，可避免液流進入絕緣殼體10內而造成的短路現象。
[0024]更進一步地，所述第二凹腔12還設置有密封板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的控制電路連接，密封板70采用環氧樹脂材料制成，可有效起到對絕緣殼體10內部電路的密封作用。
[0025]更進一步地，所述膠體片80呈圓片狀，其邊緣處設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內且檢測端與圍板30的板面抵靠，結合圖2和圖4所示。
[0026]最后，所述的圍板30可采用不銹鋼制成，不銹鋼材質導熱性能好，使得溫度傳感器40采集的溫度信號更為準確，在絕緣殼體10的外壁上對稱設置兩個安裝支耳15，支耳15上開設安裝通孔151，通過螺栓將該器具固定在安裝座上。
【權利要求】
1.一種超聲波換能與溫度米集器,其特征在于:絕緣殼體(10)上的置于管道內的殼體部位設置有圍板(30)，絕緣殼體(10)與圍板(30)之間圍成的腔室內設置壓電體(20)和溫度傳感器(40)，壓電體(20)的波振發生面和溫度傳感器(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、導熱金屬材質制成，壓電體(20)和溫度傳感器(40)的信號引線自絕緣殼體(10)上的置于管道外的殼體部位引出。
2.根據權利要求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)的波振發生面與圍板(30)之間夾設有膠片體(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.根據權利要求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置，壓電體(20)的邊緣處設有避讓溫度傳感器(40)的缺口(21)。
4.根據權利要求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)的內壁上設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.根據權利要求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)隔設開來，第二凹腔(12)內容納有接線板(50)，所述接線板 (50)呈圓片狀，其外徑尺寸與第二凹腔(12)內徑尺寸相符而二者同軸設置，所述壓電體(20)與溫度傳感器(40)通過接線板(50)與超聲波流量計的控制電路電連接。
6.根據權利要求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)的端面上設置有圓柱環(14)，所述圓柱環(14)于第一凹腔(11)的開口處設置，圓柱環(14)的內徑尺寸與第一凹腔(11)的直徑尺寸相等且同軸設置，圓柱環(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，其帽口處設置有翻邊(31)，圍板(30)內徑尺寸與圓柱環(14)的外徑尺寸相符，圍板(30)套設在圓柱環(14)的外壁上，翻邊(31)與絕緣殼體(10)的端面貼合。
7.根據權利要求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，所述第一凹槽(131)及第二凹槽(132)腔底部分別設置有兩對第一、第二通孔(13a、13b)，所述溫度傳感器(40)及壓電體(20)的導線分別穿過第一、第二通孔(13a、13b)且分別與接線板(50)上設置的兩對第一、第二接線點(51、52、53,54)連接。
8.根據權利要求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)板面上立式設置有4個接線柱(60)，所述接線柱(60)的一端分別插置于接線板(50)板面上開設的4個接線孔(50a)內，所述接線孔(50a)分別與第一、第二接線點(51、52、53、54)電導通。
9.根據權利要求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的控制電路連接。
10.根據權利要求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，其邊緣處設置有豁口(81)，所述溫度傳感器(40)的位于豁口(81)內且檢測端與圍板(30)的板面抵靠
【文檔編號】G01K1/14GK104048713SQ201410250943
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】姜躍煒 申請人:姜躍煒
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
