[發明專利]一種換能器、制造方法及流量測量裝置

有效

• 申請號: 202310090885.8
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN115790749B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王中洲
• 申請（專利權）人: 美卓倫儀表（常州）有限公司
• 主分類號: G01F1/667
• 分類號: G01F1/667;G01F1/66;G01F15/18
• 代理公司: 無錫知更鳥知識產權代理事務所(普通合伙) 32468
• 代理人: 張濤

本發明涉及流體流量測量技術領域，具體說是一種換能器、制造方法及流量測量裝置。它包括本體和聲波通信桿，本體與聲波通信桿呈固定連接，且本體的輻射面與聲波通信桿的一端相抵，從而實現信號傳輸。其特點是所述本體的聲學匹配層由含有銀和環氧樹脂混合而成的混合材料制成。所述混合材料按質量比含有2~4份銀粉和6~8份AB膠。該換能器的電學性能較好，聲學匹配效果好，采用該換能器的流量測量裝置的測量結果誤差較小。

技術領域

本發明涉及流體流量測量技術領域，具體說是一種換能器、制造方法及流量測量裝置。

背景技術

超聲波流量計是一種利用時差法原理來對管內流體流量進行測量的裝置，通過測量超聲波脈沖在流體順流和逆流時往返于兩個超聲波本體之間的時間，來確定管道內流體的流速，通過計算得到流體的流量。超聲波流量計主要包括主機和換能器，換能器的導線與主機相連。所述換能器含有本體和聲波通信桿，本體與聲波通信桿呈固定連接，且本體的輻射面與聲波通信桿的一端相抵，從而實現信號傳輸。

目前，傳統換能器中、聲學匹配層由塑料、Peek或低粘度的環氧樹脂制成。然而，塑料、Peek或低粘度的環氧樹脂本身的特性，制成的聲學匹配層的電學性能較差，聲學匹配效果不好，導致流量測量裝置的測量結果誤差較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種換能器、制造方法及流量測量裝置，該換能器的電學性能較好，聲學匹配效果好，測量結果誤差較小。

為解決上述問題，采用以下方案：

本發明的換能器包括本體和聲波通信桿，本體與聲波通信桿呈固定連接，且本體的輻射面與聲波通信桿的一端相抵，從而實現信號傳輸。其特點是，所述本體的聲學匹配層由含有銀和環氧樹脂混合而成的混合材料制成。所述混合材料按質量比含有2~4份銀粉和6~8份AB膠。

其中，所述本體包括外殼和導線，外殼含有支撐筒，支撐筒內同心設置有柱狀的背襯，背襯的內端面為光滑平面，背襯的外端面呈表面坑洼的不規則狀。所述背襯的內端覆蓋有用于作為聲學發射和接收元件的壓電陶瓷片，所述聲學匹配層位于壓電陶瓷片與支撐筒內腔的底部間，背襯與支撐筒內腔間有限位機構，使得背襯、壓電陶瓷片和聲學匹配層固定在支撐筒內。所述背襯與導線的一端相連，導線的另一端穿過支撐筒的口部伸出在外。所述支撐筒筒底的外端面即為所述輻射面。

所述限位機構包括限位套和壓緊螺帽。所述限位套套在壓電陶瓷片與背襯間，限位套的外周面與支撐筒外側相抵。所述支撐筒口部內周面上加工有內螺紋，所述壓緊螺帽位于支撐筒的口部內，且二者間呈螺紋連接，壓緊螺帽的內側面與背襯的外端間有壓縮彈簧。

所述背襯的外端面上同心設置有向外伸出的連接柱，連接柱的外端有沿支撐筒徑向布置的螺紋孔，螺紋孔內有螺栓，所述導線一端位于螺栓與連接柱間，所述壓緊螺帽上有便于導線穿過的讓位孔，導線另一端穿過讓位孔和支撐筒口部伸出在外。

所述壓緊螺帽外側的支撐筒內填充有膠塊，所述導線穿過膠塊。

所述聲波通信桿包括長管，靠近本體的長管一端呈封閉狀，長管內填充有圓柱絲或薄片制成的傳輸部，傳輸部的一端與長管封閉端的內表面相抵，傳輸部的另一端固定有連接片，連接片位于長管開口端外，連接片外側與長管敞口端間有防護罩。所述長管封閉端套連有連接套，連接套的內端套在長管的外側，且二者間呈固定連接，連接套的內側壁與長管的外側壁間有沿聲波通信桿軸向布置的透氣孔，所述支撐筒的筒底端從連接套的外端伸入到連接套內。

上述換能器的制備方法的特點是包括如下步驟：

第一步，分別制造本體和聲波通信桿

制造本體：分別制備支撐筒、壓電陶瓷片、背襯、壓縮彈簧、限位套和壓緊螺帽、導線和螺栓。

連接柱與導線的連接過程是：將導線一端纏繞在螺栓上，再將螺栓裝入到螺紋孔中，使得導線被壓緊在連接柱上即可。