[發明專利]超聲波傳感器

在審

• 申請號: 202211622536.8
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115790747A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉軍波;陳福慶
• 申請（專利權）人: 威海博揚電子科技有限公司
• 主分類號: G01F1/667
• 分類號: G01F1/667;G01F15/14
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 王元生

本發明涉及一種超聲波傳感器，屬于超聲波傳感器領域。設有包括殼體，所述的殼體采用電子陶瓷材料燒制，一體成型。殼體為下端封閉上端開口的圓筒狀結構，殼體外表面有燒釉層，殼體內壁沿軸向設置有定位柱，殼體的空腔內由下向上依次布置匹配層、壓電陶瓷片、背襯層、灌封層，信號電纜穿過灌封層和背襯層焊接在壓電陶瓷片的正極和負極上，所述的殼體的內壁與壓電陶瓷片外緣之間形成一個環形空隙。本發明的有益效果是，采用一體成型設計，無密封件，結構緊湊，堅固耐用，降低生產成本，提高生產效率，適合規模化生產。

技術領域

本發明涉及超聲波傳感器領域，詳細地講是一種耐高壓耐腐蝕超聲波傳感器，用于測量封閉管道內的流體流量。

背景技術

眾所周知，超聲波傳感器是超聲波水表、超聲波熱量表、超聲波流量計的核心部件，實現電信號和超聲波信號之間的相互轉換，采用時差法工作原理，兩只超聲波傳感器分別安裝在被測流體的上游和下游，輪流發射接收超聲波信號，信號處理單元通過測量超聲波信號順流和逆流傳播時間的差值來計算流體的流量。

現有技術的超聲波傳感器一般包括殼體、保護膜片、壓電陶瓷片、密封件，殼體和保護膜片采用不銹鋼或工程塑料材質，殼體和保護膜片通過密封件組裝在一起，形成一個封閉空間，與被測流體隔絕，承受外部壓力，保護內部壓電陶瓷片，保護膜片還起聲楔的作用，傳遞超聲波信號，密封件一般采用專用膠粘劑。

這種結構的超聲波傳感器存在以下問題：為了更好地傳播超聲波信號，保護膜片盡可能減小厚度，常用的不銹鋼薄板厚度只有0.06毫米，耐壓強度低；測量流體的成分復雜，具有一定的腐蝕性，不銹鋼材質耐酸、堿、鹽侵蝕的能力較低，容易生銹腐蝕導致傳感器滲漏，不能長期穩定工作；傳感器表面比較粗糙，容易結垢降低超聲波信號強度和質量；密封件采用專用膠粘劑，使用范圍受到限制，在溫度壓力的反復變化沖擊下，密封件容易老化失效，失去密封作用；傳感器軸向長度較短，傳感器前端與管壁形成一個較深的凹陷區，容易沉積泥沙和污垢，阻擋超聲波信號傳播，導致傳感器失效；傳感器由殼體、保護膜片、密封件等多個部件組裝在一起，造成傳感器結構復雜、生產成本高、生產效率低。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種超聲波傳感器，可以長期在高溫高壓環境下使用，耐酸、堿、鹽侵蝕的能力強，測量精度高。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種超聲波傳感器，設有包括殼體，其特征在于：殼體為下端封閉上端開口的圓筒狀結構，殼體外表面有燒釉層，殼體內壁沿軸向設置有定位柱，殼體的空腔內由下向上依次布置匹配層、壓電陶瓷片、背襯層、灌封層，信號電纜穿過灌封層和背襯層焊接在壓電陶瓷片的正極和負極上。

所述的殼體的空腔為圓柱形結構。

所述的壓電陶瓷片定位在殼體中心。

所述的定位柱至少是三個，定位柱均勻布在殼體內壁上。

所述的殼體的內壁與壓電陶瓷片外緣之間形成一個環形空隙。

所述的殼體采用電子陶瓷材料燒制，一體成型。

本發明的有益效果是，采用一體成型設計，無密封件，結構緊湊，堅固耐用，降低生產成本，提高生產效率，適合規模化生產。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為本發明的外視圖。

圖2為本發明的縱向剖視圖。

圖3為本發明的A-A俯視圖。

圖4為本發明的管道安裝示意圖。

圖中：1.燒釉層，2.殼體，3.匹配層，4.壓電陶瓷片，5.背襯層，6.灌封層，7.定位柱，8.信號電纜，9.環形空隙，10.正極，11.負極。

具體實施方式