[發明專利]超聲波收發器及使用該超聲波收發器的超聲波流量計

無效

• 申請號: 200810090736.7
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101275862A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 伊藤雅彥;重岡武彥;中野慎
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陸錦華;黃啟行

技術領域

本發明涉及在計測流體流量的超聲波流量計等中使用的超聲波收發器。

背景技術

以往，這種超聲波收發器，如圖10所示，在具有導電性的密閉殼體23的蓋部上，用粘接劑將正方柱狀的壓電元件24固定在上述蓋部的內壁面上，并用粘接劑將匹配層25固定在上述蓋部的外壁面上，在密閉殼體23的下方開放部形成所需的配線和驅動端子而構成超聲波收發器26。這里的匹配層25為由多孔質體構成的第一層和填充材料第二層層壓而成的結構(例如參照專利文獻1)。

并且存在如下結構：如圖11所示在匹配層的表面粘接涂敷由環氧樹脂形成的保護膜27的結構、如圖12所示以覆蓋殼體側壁部和匹配層側壁的一部分的方式設置振動限制體28的結構(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開2004-45389號公報

專利文獻2：日本專利第3518268號公報

但是，在上述現有超聲波收發器的結構中，由于粘接在殼體的頂部外壁面上的匹配層的表面或端部露出，所以在制造過程中或組裝成流量計時會因人的手指與匹配層直接接觸而導致其破損、或因附著異物或超聲波收發器的掉落而導致匹配層損壞等，因而存在超聲波收發器的輸出特性出現異常或超聲波輸出特性不能顯示正常靈敏度的問題。

并且，在為了防止匹配層破損而在匹配層的表面直接涂敷保護膜的方法中，為了使超聲波振動器的收發特性降低，必須根據所使用的超聲波的頻率設計并選擇涂敷到匹配層上的保護膜的合適的材料及厚度，因此存在涂敷條件的設定作業和管理涂覆條件的作業管理方面困難較大的問題，并且在匹配層側壁上設置振動限制體時，雖然能夠抑制匹配層的橫向振動，防止產生不必要的振動模式，但存在無法有效防止匹配層表面的機械破損的問題。

發明內容

為了解決上述現有問題，本發明提供了一種超聲波收發器以及使用該超聲波收發器的超聲波流量計，其能夠在制造過程中或組裝到流量計上時防止直接與匹配層接觸，由此可以提高防止匹配層產生碎片或裂紋等破損以及附著異物到匹配層表面上的可靠性，并且收發輸出特性穩定。

為了解決上述現有問題，本發明的超聲波收發器，在與安裝于金屬制筒狀殼體的頂部內表面上的壓電體電連接并處于密閉狀態的超聲波振蕩器的頂部表面安裝由多孔體等形成的聲匹配層，以收發提高了收發靈敏度的超聲波，其中，上述超聲波收發器具有覆蓋上述筒狀殼體的側壁面周圍和上述聲匹配層的表面的保護罩，在上述保護罩的頂面，在可確保相對上述聲匹配層的表面積預先確定的規定開口面積的范圍內，形成用于防止上述聲匹配層破損的遮蔽部。

根據本發明，由于以設有遮蔽部的保護罩覆蓋用于提高收發靈敏度的聲匹配層的表面，以防止手指等與其接觸，并且確保了用于確保超聲波放射效率在規定值以上的開口面積，因而能夠避免在制造過程中或組裝到流量計上時與聲匹配層直接接觸，由此可以防止匹配層產生碎片或裂紋等破損和防止附著異物到匹配層表面上，并且能夠將收發靈敏度保持在所需的靈敏度上，以穩定地收發超聲波。

并且，本發明的超聲波收發器，使覆蓋聲匹配層表面的保護罩，高于聲匹配層側壁的厚度地突出，從而形成用于防止聲匹配層破損的突出部。

根據上述發明，通過形成突出部，可避免在制造過程中或組裝到流量計上時手指等與聲匹配層直接接觸；并且由于在匹配層的放射面前方不存在遮蔽物，所以能夠最大限度地提高放射效率，以簡單的結構防止匹配層破損，并能夠提高收發靈敏度的穩定性。

并且，本發明的超聲波流量計，由于具有防止在將超聲波收發器安裝到氣體流路中時聲匹配層破損的匹配層破損防止單元，因而能夠避免在組裝到流量計上時與聲匹配層直接接觸，由此可以防止匹配層產生碎片或裂紋等破損并防止異物附著到匹配層表面上，同時能夠將收發靈敏度保持在所需的靈敏度上，以穩定地收發超聲波，從而進行準確的流量測定。

根據本發明，能夠在制造過程中或組裝到流量計上時防止與聲匹配層直接接觸，由此能夠防止匹配層產生碎片或裂紋等破損和防止附著異物到匹配層表面上，并且能夠將收發靈敏度保持在所需的靈敏度上，以穩定地收發超聲波。

附圖說明

圖1是本發明的第一實施方式的超聲波收發器的剖視圖；

圖2是第一實施方式的保護罩的表面形狀的俯視圖；

圖3是安裝有第一實施方式的側壁罩的超聲波收發器的剖視圖；

圖4是具有利用第一實施方式中的筒狀殼體頂部的保護罩的超聲波收發器的剖視圖；

圖5是表示第一實施方式中的靈敏度輸出變化的結果的圖；

圖6是本發明的第二實施方式的超聲波收發器的局部俯視透視圖；