超聲腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域涉及一種盛放待測(cè)液體的容器，具體涉及一種超聲腔。
【背景技術(shù)】
[0002]在利用超聲光柵現(xiàn)象進(jìn)行液體聲速測(cè)量時(shí)，將待測(cè)液體放入容器，向容器中的液體通入超聲波，液體會(huì)產(chǎn)生類似光柵的效果，當(dāng)光穿過(guò)液體時(shí)將發(fā)生衍射現(xiàn)象，通過(guò)測(cè)量衍射條紋間的寬度等物理量可以計(jì)算液體中的聲速?，F(xiàn)有技術(shù)中的超聲腔借助懸架結(jié)構(gòu)將壓電陶瓷片浸泡在腔體所盛放的液體中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這不僅不利于振源和反射壁的平行，使現(xiàn)象變?nèi)?，更由于壓電陶瓷片的兩個(gè)電極同時(shí)接觸液體，造成了電極的電化學(xué)腐蝕直至消失，前者造成實(shí)驗(yàn)者調(diào)節(jié)困難，后者增加了實(shí)驗(yàn)成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服調(diào)節(jié)困難和壓電陶瓷片易損耗的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種超聲腔，該超聲腔在現(xiàn)象變明顯的同時(shí)消除了電極的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，同時(shí)使實(shí)驗(yàn)者能方便地向其中的液體輸入超聲信號(hào)，同時(shí)讓光線通過(guò)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種超聲腔，包括腔體及蓋在腔體上的蓋體，腔體和蓋體形成封閉的空腔，其特征在于該超聲腔還包括超聲波換能器，超聲波換能器位于腔體的外壁上，所述空腔內(nèi)至少包含兩對(duì)平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，且兩對(duì)平面兩兩相互垂直，其中一對(duì)平面上各包含一個(gè)透光窗，且兩個(gè)透光窗正對(duì)，另一對(duì)平面中的一個(gè)面上開(kāi)有超聲波換能器透聲孔，另一個(gè)面為超聲波反射壁；所述超聲波換能器包括壓電陶瓷片、膠圈和壓蓋，壓電陶瓷片嵌在膠圈中由壓蓋壓緊在該超聲波換能器透聲孔處并密封固定。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型改變了超聲波換能器與腔體的連接方式，在超聲腔垂直光路的方向上開(kāi)孔，利用壓蓋和膠圈將壓電陶瓷片對(duì)準(zhǔn)超聲波換能器透聲孔并壓緊密封固定，進(jìn)而改變了壓電陶瓷片與液體的接觸方式(由兩面接觸液體變?yōu)閱蚊娼佑|液體)，同時(shí)提高了壓電陶瓷片與超聲波反射壁的平行程度。具體有益效果如下:
[0006]1)無(wú)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象?，F(xiàn)有技術(shù)中超聲腔借助懸架結(jié)構(gòu)將壓電陶瓷片浸泡在腔體所盛放的液體中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)壓電陶瓷片的兩個(gè)電極同時(shí)接觸液體，在通電情況下會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，由于通電時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)室每月都要更換新的壓電陶瓷片，不僅增加了實(shí)驗(yàn)成本，加大了工作量，還降低了實(shí)驗(yàn)效果。本申請(qǐng)超聲腔對(duì)腔體進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使壓電陶瓷片只有一個(gè)電極接觸液體，消除了電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，從而有效降低了實(shí)驗(yàn)成本。
[0007]2)現(xiàn)象變得明顯。本申請(qǐng)中的空腔包含兩對(duì)相互垂直的平行面，這種空腔在進(jìn)行加工生產(chǎn)時(shí)很容易實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而有效保證了實(shí)驗(yàn)中壓電陶瓷片和對(duì)面的超聲波反射壁的平行，所測(cè)實(shí)驗(yàn)效果現(xiàn)象更明顯，而懸架結(jié)構(gòu)的超聲腔不易加工成壓電陶瓷片與超聲波反射壁的平行，使得實(shí)驗(yàn)效果較差。實(shí)驗(yàn)表明，懸架結(jié)構(gòu)超聲腔只能出現(xiàn)2-3級(jí)衍射條紋，而本申請(qǐng)的超聲腔能出現(xiàn)近20級(jí)衍射條紋，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯著。
[0008]本實(shí)用新型相對(duì)于懸架結(jié)構(gòu)的超聲腔結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，在實(shí)現(xiàn)了超聲光柵效應(yīng)的同時(shí)，使現(xiàn)象變得明顯，無(wú)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，它使實(shí)驗(yàn)者能方便地向其中的液體輸入超聲信號(hào)，同時(shí)讓光線通過(guò)，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型超聲腔一種實(shí)施例的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖中，1.壓電陶瓷片，2.膠圈，3.壓蓋，4.螺絲，5.0形圈，6.透光窗，7.腔體，8.超聲波換能器透聲孔，9.空腔，10.超聲波換能器。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不以此作為對(duì)本申請(qǐng)權(quán)利要求保護(hù)范圍的限定。
[0012]本實(shí)用新型超聲腔包括超聲波換能器10、腔體7及蓋在腔體上的蓋體(圖中未繪出)，腔體7和蓋體形成封閉的空腔9，超聲波換能器10位于腔體7的外壁上，所述空腔9內(nèi)至少包含兩對(duì)平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，且兩對(duì)平面兩兩相互垂直，其中一對(duì)平面上各包含一個(gè)透光窗6，且兩個(gè)透光窗6正對(duì)，另一對(duì)平面中的一個(gè)面上開(kāi)有超聲波換能器透聲孔8，另一個(gè)面為超聲波反射壁；所述超聲波換能器10包括壓電陶瓷片1、膠圈2和壓蓋3，壓電陶瓷片1嵌在膠圈2中由壓蓋3壓緊在該超聲波換能器透聲孔處并密封固定。
[0013]本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征在于所述空腔9為長(zhǎng)方體狀。
[0014]本實(shí)用新型的使用方法是:打開(kāi)蓋體，將待測(cè)液體注入超聲腔的空腔9內(nèi)，蓋好蓋體，然后通過(guò)引線向壓電陶瓷片1輸入信號(hào)，壓電陶瓷片1起振后發(fā)射的行進(jìn)波將與對(duì)面反射回來(lái)的反射波發(fā)生疊加，通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)的頻率可以使疊加的效果穩(wěn)定下來(lái)，形成駐波，此時(shí)液體會(huì)產(chǎn)生類似光柵的效應(yīng)，使通過(guò)透光窗6的光線發(fā)生衍射，再調(diào)節(jié)信號(hào)源的幅度等參數(shù)使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。通過(guò)測(cè)量衍射條紋寬度等數(shù)值可計(jì)算液體的聲速、壓縮系數(shù)、流速等物理量。
[0015]本實(shí)用新型中腔體內(nèi)空腔9的形狀可以為長(zhǎng)方體狀也可以為其他不規(guī)則形狀，但必須保證空腔內(nèi)至少包含兩對(duì)相互垂直的平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，所述的超聲波換能器是市場(chǎng)上成套出售的部件，包含壓電陶瓷片、膠圈、壓蓋、引線等，現(xiàn)有技術(shù)中均采用懸架結(jié)構(gòu)將壓電陶瓷片置于待測(cè)液體中，均未有直接將超聲波換能器使用到超聲腔內(nèi)，而完成液體聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)的超聲腔。
[0016]實(shí)施例1
[0017]本實(shí)施例超聲腔(參見(jiàn)圖1)包括超聲波換能器10、腔體7及蓋在腔體上的蓋體，腔體和蓋體形成封閉的空腔，超聲波換能器10位于腔體7的外壁上，所述空腔9為長(zhǎng)方體狀，空腔內(nèi)包含三對(duì)兩兩相互垂直的平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，空腔的前后兩個(gè)平面上各包含一個(gè)用于透光的透光窗6，且兩個(gè)透光窗6正對(duì)，在左右的一對(duì)平面中的一個(gè)面上開(kāi)有超聲波換能器透聲孔8，另一個(gè)面為超聲波反射壁，打開(kāi)蓋體，可以向空腔9注入待測(cè)液體；所述超聲波換能器10包括壓電陶瓷片1、膠圈2和壓蓋3，壓電陶瓷片1嵌在膠圈2中由壓蓋3壓緊在該超聲波換能器透聲孔處，并用螺絲4固定，螺絲4從腔體7內(nèi)伸出前加裝0形圈5密封，腔體7上有用于透光的兩個(gè)透光窗6，通過(guò)膠圈2和0形圈5進(jìn)一步保證了超聲腔整體的密封性。
[0018]實(shí)施例2
[0019]本實(shí)施例超聲腔包括超聲波換能器10、腔體7及蓋在腔體上的蓋體，腔體和蓋體形成封閉的空腔，空腔9為不規(guī)則的正方體狀，空腔的上下表面為帶有凸起的不光滑曲面，空腔內(nèi)包含兩對(duì)相互垂直的平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，其中一對(duì)平面中的兩個(gè)平面上各包含一個(gè)用于透光的透光窗6，且兩個(gè)透光窗6正對(duì)，在另一對(duì)平面中的一個(gè)面上開(kāi)有超聲波換能器透聲孔8，另一個(gè)面為超聲波反射壁，所述超聲波換能器10包括壓電陶瓷片1、膠圈2和壓蓋3，壓電陶瓷片1嵌在膠圈2中由壓蓋3壓緊在該超聲波換能器透聲孔處，并用螺絲4固定，螺絲4從腔體7內(nèi)伸出前加裝密封圈，通過(guò)膠圈2和密封圈進(jìn)一步保證了超聲腔整體的密封性，不會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。超聲波換能器透聲孔的直徑為壓電陶瓷片1的直徑9/10，將超聲波換能器10固定安裝在腔體7的超聲波換能器透聲孔處，壓電陶瓷片1壓在腔體7的外壁上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0020]采用上述實(shí)施例的超聲腔及現(xiàn)有技術(shù)中懸架結(jié)構(gòu)的超聲腔同時(shí)進(jìn)行液體聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)效果中可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中懸架結(jié)構(gòu)的超聲腔只能出現(xiàn)2-3級(jí)衍射條紋，而本申請(qǐng)的超聲腔能出現(xiàn)近20級(jí)衍射條紋，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，操作也更方便。
[0021]本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲腔，包括腔體及蓋在腔體上的蓋體，腔體和蓋體形成封閉的空腔，其特征在于該超聲腔還包括超聲波換能器，超聲波換能器位于腔體的外壁上，所述空腔內(nèi)至少包含兩對(duì)平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，且兩對(duì)平面兩兩相互垂直，其中一對(duì)平面上各包含一個(gè)透光窗，且兩個(gè)透光窗正對(duì)，另一對(duì)平面中的一個(gè)面上開(kāi)有超聲波換能器透聲孔，另一個(gè)面為超聲波反射壁；所述超聲波換能器包括壓電陶瓷片、膠圈和壓蓋，壓電陶瓷片嵌在膠圈中由壓蓋壓緊在該超聲波換能器透聲孔處并密封固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲腔，其特征在于所述空腔為長(zhǎng)方體狀。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及超聲腔，包括腔體及蓋在腔體上的蓋體，腔體和蓋體形成封閉的空腔，其特征在于該超聲腔還包括超聲波換能器，超聲波換能器位于腔體的外壁上，所述空腔內(nèi)至少包含兩對(duì)平面，每對(duì)平面中的兩個(gè)平面相互平行，且兩對(duì)平面兩兩相互垂直，其中一對(duì)平面上各包含一個(gè)透光窗，且兩個(gè)透光窗正對(duì)，另一對(duì)平面中的一個(gè)面上開(kāi)有超聲波換能器透聲孔，另一個(gè)面為超聲波反射壁；所述超聲波換能器包括壓電陶瓷片、膠圈和壓蓋，壓電陶瓷片嵌在膠圈中由壓蓋壓緊在該超聲波換能器透聲孔處并密封固定。
【IPC分類】G01H5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205037962
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520771121
【發(fā)明人】孔祥明
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年9月30日