專利名稱：易燃?xì)怏w流量檢測(cè)用超聲換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
易燃?xì)怏w流量檢測(cè)用超聲換能器，涉及超聲換能器的制作技 術(shù)，適用于易燃、易爆 氣體介質(zhì)的流量測(cè)量，也適用于對(duì)較低工作壓力的各種氣體介質(zhì)進(jìn)行高精度的流量測(cè)量。
背景技術(shù)：
超聲換能器是實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能間相互轉(zhuǎn)換的器件，超聲換能器被應(yīng)用于氣體超 聲流量計(jì)中作為傳感器對(duì)氣體的流量進(jìn)行測(cè)量，其原理是利用超聲換能器所產(chǎn)生的聲波信 號(hào)在被測(cè)管道內(nèi)傳播的時(shí)差、相差或頻差等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流速、流量的準(zhǔn)確測(cè)量，其主要特點(diǎn)是 測(cè)量精度高、測(cè)量范圍寬、無(wú)流阻、壓力損失小等等，因此氣體超聲流量計(jì)在近年來(lái)被廣泛 的應(yīng)用和推廣。作為氣體超聲流量計(jì)的關(guān)鍵部件之一的超聲換能器，其工作時(shí)是通過(guò)振 子的高頻振動(dòng)產(chǎn)生聲波信號(hào)，通過(guò)流量計(jì)轉(zhuǎn)換器對(duì)換能器聲波信號(hào)在管道內(nèi)傳播時(shí)順向 和逆向的時(shí)差進(jìn)行計(jì)算處理實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量工作，現(xiàn)有換能器振子的振動(dòng)頻率大都是在 50-100kHz范圍之內(nèi)，但是，由于現(xiàn)有的壓電陶瓷超聲換能器沒有較好的隔爆減震措施，而 且振子振動(dòng)時(shí)向后傳遞的振動(dòng)信號(hào)容易與振子的自身振動(dòng)信號(hào)相互干擾，以及，外界的一 些高頻無(wú)規(guī)律的振動(dòng)等因素也會(huì)對(duì)換能器信號(hào)的發(fā)送和接收產(chǎn)生一定的干擾，這些干擾對(duì) 換能器信號(hào)的處理乃至對(duì)流體的測(cè)量都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，降低流量計(jì)的測(cè)量精度和穩(wěn)定 性?；谏鲜鰡?wèn)題無(wú)法被有效解決，目前國(guó)外氣體超聲流量計(jì)產(chǎn)品所使用的超聲換能 器都是采用將芯片封裝在換能器連接套內(nèi)的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)換能器的減震和隔爆功能的。采用 這種方法制作的超聲換能器雖然解決了信號(hào)干擾問(wèn)題，但是也存在一些不足之處，例如，由 于芯片被封裝在換能器連接套內(nèi)，導(dǎo)致?lián)Q能器的信號(hào)非常弱，在測(cè)量低壓力氣體介質(zhì)(如 煤氣、常壓空氣等)時(shí)由于信號(hào)衰減太嚴(yán)重而無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，從而限制了超聲流 量計(jì)的使用場(chǎng)合，采用這種結(jié)構(gòu)制作的超聲換能器通常只能應(yīng)用于工作壓力在0. 4MPa以 上氣體介質(zhì)的流量測(cè)量，另外，由于采用特殊材料對(duì)換能器芯片進(jìn)行封裝，其制作工藝非常 復(fù)雜而且制作加工成本也非常高。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有超聲換能器的不足，本實(shí)用新型提供了一種結(jié)構(gòu)合理，工作信號(hào)強(qiáng)，制 作、使用方便，制造成本低，隔爆和減震性能良好的易燃?xì)怏w流量檢測(cè)用超聲換能器。本實(shí)用新型由連接套，環(huán)氧樹脂，超聲振子，橡皮裹套連接構(gòu)成，其中，連接套由不 銹鋼制成，橡皮裹套采用軟木橡膠制成，在超聲振子外側(cè)采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行澆封形成隔爆 層，經(jīng)澆封后的超聲振與橡皮裹套一起封裝進(jìn)連接套內(nèi)，連接套，橡皮裹套，超聲振子之間 緊密連接形成一個(gè)整體，并通過(guò)連接套對(duì)超聲振子進(jìn)一步進(jìn)行保護(hù)，從而形成換能器的隔 爆減震結(jié)構(gòu)，使本實(shí)用新型換能器不僅具有良好的隔爆性能，還具有良好的減震性能，同時(shí) 也提高了換能器的耐電壓性和聲衰減性，使得超聲換能器在工作時(shí)向后傳遞所引起的能量 減至很小，而且經(jīng)澆封后的超聲振子受外界信號(hào)干擾的影響也減至很小，因此，對(duì)于流量計(jì)的信號(hào)處理，以及對(duì)氣體介質(zhì)流量測(cè)量的質(zhì)量提供了很好的保證，并且在很大程度上減小 了安裝超聲換能器對(duì)流量計(jì)測(cè)量管流場(chǎng)的影響。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于換能器信號(hào)衰減小，結(jié)構(gòu)緊湊合理、體積小，能夠在最小 的長(zhǎng)度和直徑的前提下最大限度的提高換能器的隔爆、減震和抗干擾性能，制作、使用方 便，制造成本低；由于采用了防爆、減震措施，使得本實(shí)用新型換能器具有信噪比大，并使換 能器相互之間的干擾以及外界對(duì)換能器干擾的影響降到很小，并且在很大程度上提高了換 能器工作的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了換能器的使用壽命。本實(shí)用新型不僅適用于易 燃、易爆氣體介質(zhì)的流量測(cè)量，也適用于對(duì)較低工作壓力(0.09MPa以上)的各種氣體介質(zhì) (如天然氣、煤氣、常壓空氣等)進(jìn)行流量測(cè)量。本實(shí)用新型測(cè)量精度高、運(yùn)行可靠、易于維 護(hù)、使用壽命長(zhǎng)，可以被廣泛應(yīng)用于各種氣體介質(zhì)的流量測(cè)量。

圖1.是本實(shí)用新型超聲換能器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，連接套1，環(huán)氧樹脂2，超聲振子 3，橡皮裹套4。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。本實(shí)用新型由連接套1，環(huán)氧樹脂2，超聲振子3，橡皮裹套4組成。其中，連接套1 由不銹鋼制成，橡皮裹套4由軟木橡膠制成，采用環(huán)氧樹脂2對(duì)超聲振子3進(jìn)行澆封，經(jīng)澆 封后的超聲振子3與橡皮裹套4 一起封裝進(jìn)連接套1內(nèi)，與連接套1緊密連接在一起而構(gòu) 成。
權(quán)利要求易燃?xì)怏w流量檢測(cè)用超聲換能器，由連接套(1)，環(huán)氧樹脂(2)，超聲振子(3)，橡皮裹套(4)組成，其特征在于采用環(huán)氧樹脂(2)對(duì)超聲振子(3)進(jìn)行澆封，經(jīng)澆封后的超聲振子(3)與橡皮裹套(4)一起封裝進(jìn)連接套(1)內(nèi)，與連接套(1)緊密連接在一起而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲換能器，其特征在于連接套(1)采用不銹鋼制成，橡皮 裹套(4)由軟木橡膠制成。
專利摘要易燃?xì)怏w流量檢測(cè)用超聲換能器，涉及超聲換能器的制作技術(shù)，適用于可燃、易爆氣體介質(zhì)的流量測(cè)量，也適用于對(duì)較低工作壓力的各種氣體介質(zhì)進(jìn)行高精度的流量測(cè)量。本實(shí)用新型由連接套(1)，環(huán)氧樹脂(2)，超聲振子(3)，橡皮裹套(4)組成，本實(shí)用新型換能器信號(hào)衰減小，結(jié)構(gòu)合理、體積小，能夠在最小的長(zhǎng)度和直徑的前提下最大限度的提高換能器的隔爆、減震和抗干擾性能，由于采用了防爆、減震措施，在很大程度上提高了換能器工作的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了換能器的使用壽命。本實(shí)用新型不僅適用于易燃、易爆氣體介質(zhì)的流量測(cè)量，也適用于對(duì)較低工作壓力(0.09MPa以上)的各種氣體介質(zhì)進(jìn)行流量測(cè)量。
文檔編號(hào)G01F1/66GK201561767SQ20092021183
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者林宇斌, 石泓然 申請(qǐng)人:上海維思儀器儀表有限公司