[實用新型]一種用于燃氣表和氣體流量計的超聲波換能器

有效

• 申請號: 201720463171.7
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN206756232U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 劉立國;于強;冷小廣
• 申請（專利權）人: 青島積成電子股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 苗峻,孫亞琳

技術領域

本實用新型涉及一種用于燃氣表和氣體流量計的超聲波換能器，屬于換能器技術領域。

背景技術

超聲波燃氣表和氣體流量計中關鍵器件之一即為氣介超聲波換能器?，F有技術中的氣介超聲波換能器產品尚不成熟，存在產品性能不可靠、使用壽命短等缺陷。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本實用新型提供了一種性能可靠、使用壽命長的用于燃氣表和氣體流量計的超聲波換能器。

本實用新型是通過如下技術方案來實現的：一種用于燃氣表和氣體流量計的超聲波換能器，其特征是：包括換能器殼體、聲阻抗匹配層、壓電陶瓷片、吸聲棉、PCB板、密封結構膠、兩根壓電信號饋線、激勵/接收信號線，所述換能器殼體的內腔由前至后依次包括直徑為d的聲阻抗匹配層前向定位與保護段、直徑大于d的圓柱空腔段A、直徑大于所述圓柱空腔段A直徑的PCB固定及密封結構膠固封段，所述聲阻抗匹配層前向定位與保護段與所述圓柱空腔段A形成圓環形平臺A，所述圓柱空腔段A的腔壁上沿圓周方向間隔設有多個凸臺，相鄰的凸臺間形成多個間隙，在所述圓環形平臺A上開有多個由所述圓環形平臺A的后端面貫通至所述圓環形平臺A外部的通孔或通槽，所述聲阻抗匹配層安裝在所述圓柱空腔段A內，所述的通孔或通槽與由所述凸臺形成的間隙連通構成用于均衡內外氣壓的氣流通道，所述壓電陶瓷片、吸聲棉、PCB板由所述聲阻抗匹配層的后側依次安裝在所述PCB固定及密封結構膠固封段的空腔內，所述聲阻抗匹配層與所述壓電陶瓷片之間通過粘結劑粘結在一起，兩根所述的壓電信號饋線均一端與所述壓電陶瓷片的對應側銀電極焊接，其另一端均焊接在所述PCB板的相應焊盤上并被引出至所述換能器殼體外部，兩根所述的壓電信號饋線構成正負兩極，所述激勵/接收信號線的一端焊接在所述PCB板的相應位置上，其另一端引出至所述換能器殼體外部，所述PCB板外側有所述密封結構膠固封，所述換能器殼體的外部設有用于固定的凸臺結構及與所述凸臺結構配合用于密封的密封圈。

本實用新型使用時，當裝入氣介測量管路后，換能器殼體外部設置的凸臺結構及密封圈可進行定位及密封，保證上游換能器和下游換能器的軸線對準并防止氣流泄漏。本實用新型中的聲阻抗匹配層安裝在換能器殼體的聲阻抗匹配層前向定位與保護段上，聲阻抗匹配層前端的圓環形平臺A便于聲阻抗匹配層的定位、準固定和防碰撞。本實用新型中由圓環形平臺A上的通孔或通槽與由凸臺所形成的間隙之間連通所形成的多個氣流通道，為超聲波換能器外部與內部之間提供了氣流通道，可均衡內外氣壓，使其氣介超聲波換能器各構件壓力得到平衡，以獲得其高性能和長壽命。聲阻抗匹配層、壓電陶瓷片、吸音棉、PCB板、壓電信號饋線、激勵/接收信號線組成換能器內核，壓電陶瓷片用于壓電轉換與逆壓電轉換，聲阻抗匹配層用于與氣體介質間的阻抗匹配與聲能量傳輸，兩根壓電信號饋線形成正負兩極，激勵/接收信號線用于激勵或接收信號。

進一步的，為保證超聲波換能器在裝入氣介測量管路后具有良好的定位和密封性，所述換能器殼體的靠近前端的外部設有凹凸槽結構，所述凹凸槽結構內設有O形彈性密封圈。

進一步的，為保證可靠性，所述通孔或通槽的外側開口位于所述圓環形平臺A的內圓柱表面側。

進一步的，所述凸臺沿所述圓柱空腔段A的周向均勻分布。優選的是，所述凸臺的數量為4-8個。

進一步的，所述通孔或通槽為沿圓周均勻分布的4-8個。

為了保證PCB板固定可靠并防止密封結構膠的滲入，所述PCB板的外周設有L型截面彈性密封圈。

進一步的，所述壓電陶瓷片為圓形或矩形。

進一步的，所述激勵/接收信號線為單芯屏蔽信號線或同軸電纜或雙導線。

優選，兩根所述的壓電信號饋線在所述壓電陶瓷片的對應側銀電極表面以中心對稱焊接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型結構設計獨特，聲阻抗匹配層前端的圓環形平臺A可有效保證聲匹配層的定位、準固定，并可防碰撞；通過在換能器殼體內設置氣流通道，為超聲波換能器外部與內部之間提供了氣流通道，可均衡內外氣壓，使燃氣表和氣體流量計超聲波換能器各構件壓力得到平衡，可大大提高超聲波換能器的性能和使用壽命；而換能器殼體外部設置的凸臺結構、凹凸槽結構及密封圈可有效保證其裝入氣介測量管路后具有良好的定位和密封性，保證上游換能器和下游換能器的軸線對準并防止氣流泄漏。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖1中的A-A剖視圖；

圖4是圖2中的B-B剖視圖；