專利名稱：耐腐蝕的濃度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以應(yīng)用于強腐蝕介質(zhì) 進行濃度分析的儀器。
背景技術(shù)：
在測量強腐蝕介質(zhì)(如濃硝酸、濃硫酸)濃度的分析儀中，運用超聲波 來完成是最好的選擇，其關(guān)鍵部件換能器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)是分析儀能否長期正常工作的關(guān)鍵 所在。通常的超聲波換能器由于其應(yīng)用的領(lǐng)域不同，其產(chǎn)生的超聲波頻率和適用的被測介 質(zhì)都不能滿足強腐蝕介質(zhì)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過對換能器結(jié)構(gòu)的設(shè)計和所用材料的選擇，設(shè)計出 一種適用于測量腐蝕性介質(zhì)濃度的測量儀。 本發(fā)明主要是在測量儀內(nèi)設(shè)置一種耐腐蝕的超聲波換能器來實現(xiàn)，主要包括密 封設(shè)置于換能器外殼內(nèi)筒一端的換能元件及發(fā)射面，與換能器外殼連接的測量筒，設(shè)置于 測量筒另一端的帶有反射面的反射器。 本發(fā)明可以采用具有壓電效應(yīng)的壓電陶瓷圓片作為換能元件，將電脈沖轉(zhuǎn)換成機 械振動產(chǎn)生(超聲波)，反之也可將作用在壓電陶瓷圓片上的超聲波轉(zhuǎn)換成電信號，超聲波 在收發(fā)面和反射面來回傳播。所用的壓電陶瓷為鋯鈦酸鉆晶片厚度為1. 2mm，直徑18mm。
本換能器采用收發(fā)合用的換能元件(壓電陶瓷晶片)，即超聲波的發(fā)射和接收由 同一換能元件(壓電陶瓷晶片)實現(xiàn)，從而簡化了換能器的結(jié)構(gòu)。整個換能器由多個部件 組合而成，通過螺紋及密封墊相互配合組成一個整體。換能器的各個部件為獨立加工件，并 可以方便地拆卸。從而使得各個部件的加工工序簡單易行。這樣在修理和調(diào)試的過程中可 方便地更換個別部件，而無需整體更換。換能器與工藝過程的連接采用法蘭安裝方式，以便 適合于各種工藝過程。 本發(fā)明換能器的外殼采用聚四氟乙烯，可以適合于大多數(shù)的強腐蝕性介質(zhì)；收發(fā) 面采用平面玻璃，可以保證收發(fā)的平整和耐腐性能；密封面采用平面膨脹性聚四氟乙烯； 連接法蘭的材質(zhì)可依據(jù)被測介質(zhì)的不同而定，例如，對于濃硝酸可采用高純鋁，對于濃硫酸 則可采用316L。


附圖1為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意簡圖，圖中，l-測量筒；2-換能器外 殼；3_連接法蘭；4_發(fā)射面密封墊；5_發(fā)射面；6_壓電晶體；7_密封壓環(huán)；8_晶體壓緊螺 栓；9_連接法蘭壓緊螺母；10-密封壓蓋；11-換能器密封墊；12-反射器外殼；13_反射器 壓緊螺母；14_反射面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1和實施例對本發(fā)明加以詳細描述。
實施例本實施例重點以本發(fā)明關(guān)鍵部件超聲波換能器來進行。發(fā)射面5與反射 面14之間利用測量筒1實現(xiàn)二者的相對固定，以保證二者之間距離恒定，同時測量筒1也 為超聲波的傳播提供了一個通道。側(cè)面均布的小孔可以使被測介質(zhì)不斷被置換；發(fā)射面5 與換能器之間的密封墊4采用膨脹型聚四氟乙烯，利用密封壓蓋10和密封壓環(huán)7的壓緊作 用實現(xiàn)發(fā)射面5與換能器之間密封；壓電晶體6與發(fā)射面5之間的耦合采用高溫硅脂作耦 合劑，并通過晶體壓緊螺栓8使壓電晶體6與發(fā)射面5緊密配合，耦合層中不得有氣泡存 在；換能器與連接法蘭3之間的密封是采用換能器外殼2上M40 X 2粗牙螺紋與連接法蘭壓
3緊螺母9的配合達到密封目的，密封墊11為膨脹型聚四氟乙烯；反射面14安裝在反射器外
殼12中，利用反射面壓緊螺母13加以固定，不需另加密封墊。 本發(fā)明的換能器需要和特定的電路配合使用。電路應(yīng)首先在換能元件(壓電陶 瓷晶片)的二根引線上施加一尖脈沖(發(fā)射脈沖)，觸發(fā)換能元件(壓電陶瓷晶片)，使之 產(chǎn)生超聲振動(超聲波的發(fā)射)。該超聲波經(jīng)過測量筒中的被測介質(zhì)達到反射面后又被反 射回發(fā)射面，并通過發(fā)射面作用在換能元件(壓電陶瓷晶片)上產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖(接收脈 沖)，再由電子電路測出發(fā)射脈沖與接收脈沖之間的時間差，即超聲波在被測介質(zhì)中傳播的 時間，并由此求出超聲波在被測介質(zhì)中傳播的速度。 將該方法應(yīng)用在硝酸濃度的測量中，就是依據(jù)超聲波在硝酸介質(zhì)在中的傳播速度 與濃度的關(guān)系，求出硝酸濃度。
權(quán)利要求
一種耐腐蝕的濃度測量儀，主要是在測量儀內(nèi)設(shè)置耐腐蝕的超聲波換能器來實現(xiàn)。其特征在于換能器主要包括密封設(shè)置于換能器外殼內(nèi)筒一端的換能元件及發(fā)射面，與換能器外殼連接的測量筒，設(shè)置于測量筒另一端的帶有反射面的反射器；換能元件壓電陶瓷是厚度為1.2mm，直徑18mm的鋯鈦酸鉆晶片。
全文摘要
本發(fā)明屬于分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于強腐蝕介質(zhì)濃度的測量儀。主要是在測量儀內(nèi)設(shè)置耐腐蝕的超聲波換能器來實現(xiàn)，包括密封設(shè)置于換能器外殼內(nèi)筒一端的換能元件及發(fā)射面，與換能器外殼連接的測量筒，設(shè)置于測量筒另一端的帶有反射面的反射器。本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料的選擇，達到實用方便，適合多種工況的耐腐蝕型濃度測量。
文檔編號G01N29/024GK101738432SQ20081023424
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者汪學(xué)偉 申請人:汪學(xué)偉