[實(shí)用新型]超聲波流量計(jì)探頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520988719.0
• 申請(qǐng)日: 2015-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205228546U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陰伏星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都匯通西電電子有限公司
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66
• 代理公司: 北京市浩天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11276
• 代理人: 劉云貴

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及超聲波傳感器，具體為超聲波流量計(jì)探頭。

背景技術(shù)

超聲波流量計(jì)探頭（簡(jiǎn)稱探頭）是目前國(guó)際通用的超聲波流量計(jì)的核心元件，公知技術(shù)中，所使用的超聲波流量計(jì)探頭一般由金屬外殼、壓電陶瓷晶片、基座、連接導(dǎo)線（引線）、焊片組成，壓電陶瓷晶片（簡(jiǎn)稱晶片）直接粘貼在金屬外殼內(nèi)，金屬外殼后端安裝基座，焊片也裝在基座上，連接導(dǎo)線將壓電陶瓷晶片和焊片進(jìn)行電連接，焊片用于連接外接電路。上述結(jié)構(gòu)的探頭，由于超聲波流量計(jì)往往用于熱流體的流量測(cè)量，而使得超聲波流量計(jì)探頭工作環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)比較高，甚至溫度和壓強(qiáng)變化幅度大，而導(dǎo)致探頭的結(jié)構(gòu)發(fā)生形變,使得晶片與金屬外殼分離、松動(dòng)，甚至從上面脫落，影響探頭的性能，產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，降低了流量計(jì)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。

另外，由于上述結(jié)構(gòu)的探頭，壓電陶瓷晶片與金屬外殼沒(méi)有絕緣，造成線路的抗干擾能力差，容易造成線路不能正常工作，導(dǎo)致探頭的性能穩(wěn)定性差，使用壽命短，降低了流量計(jì)整體的穩(wěn)定性和可靠性，使得計(jì)量?jī)x器生產(chǎn)企業(yè)使用上述探頭生產(chǎn)的流量計(jì)時(shí)很難達(dá)到國(guó)家規(guī)定的精度要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于以上缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服超聲波流量計(jì)探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷，提供一種性能穩(wěn)定可靠的超聲波流量計(jì)探頭。

本實(shí)用新型的基本思路是，通過(guò)至少一具有彈性的結(jié)構(gòu)，將壓電陶瓷晶片頂壓在金屬外殼保護(hù)層的內(nèi)端面上，使得在不同的溫度、壓力環(huán)境以及溫度、壓力大范圍變化時(shí)，所述壓電陶瓷晶片始終與金屬外殼保護(hù)層密切貼合，以確保性能的穩(wěn)定。在本申請(qǐng)中所述的彈性部件、彈性引線均屬于具有彈性的結(jié)構(gòu)。

具體地，本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

超聲波流量計(jì)探頭，包括塑料外殼及晶片組件，所述晶片組件包括壓電陶瓷晶片、金屬外殼保護(hù)層、粘接層，壓電陶瓷晶片頂面通過(guò)粘接層粘貼在金屬外殼保護(hù)層內(nèi)端面上，壓電陶瓷晶片連接有用于與外電路連接的引線；將所述晶片組件安裝在塑料外殼上前端，所述塑料外殼與金屬外殼保護(hù)層構(gòu)成一封閉的晶片安裝腔；以及，在所述晶片安裝腔中進(jìn)一步包括彈性部件，所述彈性部件頂壓在壓電陶瓷晶片底面，使壓電陶瓷晶片與金屬外殼保護(hù)層密切貼合。

優(yōu)選地，所述金屬外殼保護(hù)層與壓電陶瓷晶片之間還包括一絕緣屏蔽層，所述壓電陶瓷晶片頂面通過(guò)粘接層粘接在絕緣屏蔽層底面，所述絕緣屏蔽層頂面通過(guò)另一粘接層粘接在金屬外殼保護(hù)層內(nèi)端面上。

優(yōu)選地，所述彈性部件為螺旋壓縮彈簧、設(shè)置在塑料外殼之晶片安裝腔的橫向彈性支撐、縱向彈性支撐中的至少一種。

超聲波流量計(jì)探頭，包括塑料外殼及晶片組件，塑料外殼上設(shè)置有彈性引線，所述晶片組件包括壓電陶瓷晶片、金屬外殼保護(hù)層、粘接層，壓電陶瓷晶片頂面通過(guò)粘接層粘貼在金屬外殼保護(hù)層內(nèi)端面上，將晶片組件安裝在塑料外殼上前端，所述彈性引線頂壓在壓電陶瓷晶片底面的電極上，使之與金屬外殼保護(hù)層密切貼合，并實(shí)現(xiàn)與所述彈性引線的電連接。

優(yōu)選地，所述金屬外殼保護(hù)層與壓電陶瓷晶片之間還包括一絕緣屏蔽層，所述壓電陶瓷晶片頂面通過(guò)粘接層粘接在絕緣屏蔽層底面，所述絕緣屏蔽層頂面通過(guò)另一粘接層粘接在金屬外殼保護(hù)層內(nèi)端面上。

優(yōu)選地，所述塑料外殼與金屬外殼保護(hù)層之間構(gòu)成一封閉的晶片安裝腔，所述壓電陶瓷晶片處于所述晶片安裝腔中；所述彈性引線的觸點(diǎn)位于所述晶片安裝腔，并分別頂壓在所述壓電陶瓷晶片底面的電極上。

優(yōu)選地，所述金屬外殼保護(hù)層為下部開(kāi)口并且邊沿外翻的圓筒形，內(nèi)部形成一空腔，外翻部分形成與側(cè)壁垂直的抵托，圓筒頂部封閉并平整，頂部的內(nèi)端面用于安裝壓電陶瓷晶片。

優(yōu)選地，所述塑料外殼前端凹陷，構(gòu)成晶片安裝腔，所述晶片安裝腔側(cè)壁為支撐壁，所述支撐壁外徑與金屬外殼保護(hù)層側(cè)壁所圍內(nèi)徑相匹配，使得所述支撐壁能安裝到所述外殼保護(hù)層側(cè)壁圍成的空間中，并且使得支撐壁外側(cè)與外殼保護(hù)層側(cè)壁內(nèi)側(cè)配合緊密；所述支撐壁所圍成的內(nèi)部空間構(gòu)成晶片安裝腔，其深度大于內(nèi)部所需安裝部件厚度之和，所述晶片組件與塑料外殼組裝后，所述壓電陶瓷晶片處于所述晶片安裝腔中；所述支撐壁后端外側(cè)設(shè)置有突出支撐壁外側(cè)的臺(tái)肩，所述臺(tái)肩的寬度與金屬外殼保護(hù)層上的抵托寬度相匹配，所述支撐壁前端面外側(cè)與臺(tái)肩頂面的高度與金屬外殼保護(hù)層中空腔的深度相匹配；支撐壁后端為封閉的塑料外殼安裝部，所述彈性引線固定在塑料外殼中，與所述塑料外殼4構(gòu)成一個(gè)整體。