[發明專利]振動元件設備有效

申請號：	200980107323.8	申請日：	2009-02-27
公開（公告）號：	CN101960272A	公開（公告）日：	2011-01-26
發明（設計）人：	羅伊·科林·特納	申請（專利權）人：	莫伯蕾有限公司
主分類號：	G01F23/296	分類號：	G01F23/296
代理公司：	中科專利商標代理有限責任公司 11021	代理人：	孫紀泉
地址：	英國***	國省代碼：	英國;GB
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摘要：
搜索關鍵詞：	振動元件設備
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【說明書】：

技術領域

本發明設計新穎形式的振動元件設備，并且特別地，已經設計為提供一種振動叉型流體液位傳感器，其用在經受或可以經受長時間基本可能恒定且可以在寬的范圍內的溫度的環境中的振動叉型流體液位傳感器。然而，本領域技術人員將會理解，本發明還可以適用于構造為測量密度和/或粘性的振動元件設備。

背景技術

包括一個或多個振動元件的各種形式的設備在工廠或過程控制領域中是熟知的，一個例子為接觸式流體液位傳感器。典型的接觸式流體傳感器包括安裝在隔膜上的一對間隔開的尖叉，隔膜依次限定中空圓柱體的一端。尖叉設置為以給定頻率(通常為它們的共振頻率)振動，并且振動通常受到隔膜中心的借助于位于該中空體內的壓縮壓電元件疊層的移位的影響，并由循環電壓驅動。當振動中的尖叉由流體接觸時，它們振動的頻率出現變化。通過檢測這種頻率變化，人們可以確定升高的流體液位接觸尖叉的時間。同樣地，人們可以檢測流體液下降到尖叉水平以下的時間。

在英國專利No.2150292中描述了這種類型的接觸式液位傳感器早期例子。在這種裝置中，壓電元件疊層通過安裝在連接件中的壓縮螺釘壓向隔膜的內側或背側，該連接件在所述疊層的遠離隔膜的那一端上延伸。間隔開的尖叉從隔膜的外側或前側延伸，所述隔膜形成其中設置壓電疊層的中空體的一端。連接件依次安裝在從隔膜內側延伸并設置在中空體內的一對間隔開的桿狀支架上。

當壓電疊層經受循環驅動電壓時，其在壓縮螺釘和隔膜之間膨脹和收縮，使隔膜變形，并使尖叉振動。

將會認識到，在剛剛描述的裝置中，如果隔膜要為桿狀支架提供安裝點，則它必須相對結實。這種要求與隔膜相對較薄且因此要求最低的能量施加至壓電元件以建立尖叉的振動的要求矛盾。

在已公開的國際專利申請W001/95667中示出了解決后一種要求的裝置的形式。在這種裝置中，壓電疊層通過插塞壓靠在隔膜的內表面上。插塞在其外圍具有螺紋，其接合設置在中空體的內表面上的對應的螺紋。通過使插塞相對于中空體旋轉，壓電疊層上的壓縮可以被建立，如果必要，可以被調節。這種配置優選在儀器在基本恒定的溫度下運行時進行的非常好。然而，如果儀器受到大的溫度變化，則隔膜和插塞連接的壁部將對溫度變化起反應，達到比容納在該儀器內的元件(特別是壓電疊層)大的程度。更特別地，如果環境受到明顯的溫度升高，則壁部將膨脹。這將使施加至壓電疊層的壓縮力降低，可能降低到儀器不再起作用的程度。另一方面，如果環境溫度明顯降低，則壁部將收縮。這將增加施加至壓電疊層的壓縮力，并且可能通過壓碎損壞壓電元件，或者可能過壓提供壓縮的元件。

本發明的目標是解決上述問題，或者提供可適用于振動元件裝置的方法和/或設備，其將至少提供新穎和有用的選擇。

發明內容

因此，在一個方面中，本發明提供了一種形成振動元件設備的方法，所述設備包括：

壁部，具有內表面和外表面；

隔膜，限定和封閉所述壁部的一端，所述隔膜具有內表面和外表面，所述壁部的內表面和所述隔膜的內表面限定中空體；

一個或多個振動元件，從所述隔膜的外表面上延伸；

疊層，由包括一個或多個壓電元件的部件組成，所述疊層定位在所述中空體內；和

壓縮裝置，可操作地抵靠所述隔膜的內表面壓縮所述疊層；

所述方法的特征在于，它包括將至少一個熱補償元件與所述疊層相關聯，所述熱補償元件被選擇并且被設定尺寸，使得當所述設備經受溫度增加時，所述至少一個熱補償元件以比包括所述疊層的部件大的速率膨脹。

優選地，所述方法包括通過所述至少一個熱補償元件至少部分地將所述疊層定位在所述中空體內。

優選地，所述方法包括在所述疊層的每個端部處提供熱補償元件。

優選地，所述方法包括確定所述熱膨脹元件的尺寸，使得包括所述熱膨脹元件的所述疊層的膨脹速率基本上對應于將所述疊層直接支撐在所述設備內的支撐結構的膨脹速率。