[实用新型]易燃气体流量检测用超声换能器

说明书

技术领域

易燃气体流量检测用超声换能器，涉及超声换能器的制作技术，适用于易燃、易爆气体介质的流量测量，也适用于对较低工作压力的各种气体介质进行高精度的流量测量。

背景技术

超声换能器是实现电能与机械能间相互转换的器件，超声换能器被应用于气体超声流量计中作为传感器对气体的流量进行测量，其原理是利用超声换能器所产生的声波信号在被测管道内传播的时差、相差或频差等来实现对流速、流量的准确测量，其主要特点是测量精度高、测量范围宽、无流阻、压力损失小等等，因此气体超声流量计在近年来被广泛的应用和推广。作为气体超声流量计的关键部件之一的超声换能器，其工作时是通过振子的高频振动产生声波信号，通过流量计转换器对换能器声波信号在管道内传播时顺向和逆向的时差进行计算处理实现流量的测量工作，现有换能器振子的振动频率大都是在50-100kHz范围之内，但是，由于现有的压电陶瓷超声换能器没有较好的隔爆减震措施，而且振子振动时向后传递的振动信号容易与振子的自身振动信号相互干扰，以及，外界的一些高频无规律的振动等因素也会对换能器信号的发送和接收产生一定的干扰，这些干扰对换能器信号的处理乃至对流体的测量都会产生很大的影响，降低流量计的测量精度和稳定性。

基于上述问题无法被有效解决，目前国外气体超声流量计产品所使用的超声换能器都是采用将芯片封装在换能器连接套内的结构来实现换能器的减震和隔爆功能的。采用这种方法制作的超声换能器虽然解决了信号干扰问题，但是也存在一些不足之处，例如，由于芯片被封装在换能器连接套内，导致换能器的信号非常弱，在测量低压力气体介质(如煤气、常压空气等)时由于信号衰减太严重而无法实现高精度的测量，从而限制了超声流量计的使用场合，采用这种结构制作的超声换能器通常只能应用于工作压力在0.4MPa以上气体介质的流量测量，另外，由于采用特殊材料对换能器芯片进行封装，其制作工艺非常复杂而且制作加工成本也非常高。

发明内容

针对现有超声换能器的不足，本实用新型提供了一种结构合理，工作信号强，制作、使用方便，制造成本低，隔爆和减震性能良好的易燃气体流量检测用超声换能器。

本实用新型由连接套，环氧树脂，超声振子，橡皮裹套连接构成，其中，连接套由不锈钢制成，橡皮裹套采用软木橡胶制成，在超声振子外侧采用环氧树脂进行浇封形成隔爆层，经浇封后的超声振与橡皮裹套一起封装进连接套内，连接套，橡皮裹套，超声振子之间紧密连接形成一个整体，并通过连接套对超声振子进一步进行保护，从而形成换能器的隔爆减震结构，使本实用新型换能器不仅具有良好的隔爆性能，还具有良好的减震性能，同时也提高了换能器的耐电压性和声衰减性，使得超声换能器在工作时向后传递所引起的能量减至很小，而且经浇封后的超声振子受外界信号干扰的影响也减至很小，因此，对于流量计的信号处理，以及对气体介质流量测量的质量提供了很好的保证，并且在很大程度上减小了安装超声换能器对流量计测量管流场的影响。

本实用新型的优点在于：换能器信号衰减小，结构紧凑合理、体积小，能够在最小的长度和直径的前提下最大限度的提高换能器的隔爆、减震和抗干扰性能，制作、使用方便，制造成本低；由于采用了防爆、减震措施，使得本实用新型换能器具有信噪比大，并使换能器相互之间的干扰以及外界对换能器干扰的影响降到很小，并且在很大程度上提高了换能器工作的安全性、可靠性和稳定性，延长了换能器的使用寿命。本实用新型不仅适用于易燃、易爆气体介质的流量测量，也适用于对较低工作压力(0.09MPa以上)的各种气体介质(如天然气、煤气、常压空气等)进行流量测量。本实用新型测量精度高、运行可靠、易于维护、使用寿命长，可以被广泛应用于各种气体介质的流量测量。

附图说明

图1.是本实用新型超声换能器结构示意图，图中，连接套1，环氧树脂2，超声振子3，橡皮裹套4。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型由连接套1，环氧树脂2，超声振子3，橡皮裹套4组成。其中，连接套1由不锈钢制成，橡皮裹套4由软木橡胶制成，采用环氧树脂2对超声振子3进行浇封，经浇封后的超声振子3与橡皮裹套4一起封装进连接套1内，与连接套1紧密连接在一起而构成。