[发明专利]一种超声换能器外壳及超声换能器

说明书

技术领域

本发明涉及一种换能器，适用于热量表或水表，尤其适用于户用型超声热量表和水表，具体的说，涉及一种超声换能器外壳及超声换能器，属于换能器技术领域。

背景技术

随我国国民经济的高速发展，对资源的需求越来越大，经历了世界性的金融危机以来，为了保证我国国民经济的可持续发展，节约能源早已提上议事日程，国家加大了节能力度，出台了相应的法律法规，集中供热计量收费和阶梯水价精确计量收费势在必行。

我国集中供热计量收费热量表和阶梯水价精确计量水表，尤其是户用型超声热量表和水表，随着我国科学技术水平的不断提高，和综合国力的不断增强，超声热量表和水表开始大量应用，市场占有率逐步扩大；特别是超声热量表的市场占有率已达半数以上，而且占有率逐年提高。

众所周知超声热量表和水表计量的准确度、稳定性和使用寿命取决于超声换能器的品质、材料、设计、工艺等诸因素。我国计量用超声换能器起步晚、基础研究落后。超声波在介质中的传播方式按波形划分，一般有下列几种，纵波、横波、表面波和兰姆波，由于气体和液体的剪切模量为零，所以横波只能在固体中传播。超声换能器外壳不仅完成安装、定位、密封等功能，而且直接影响超声波传播的幅值和强度、传播方向和波束的分布，决定了超声换能器的性能和参数的优劣，直接影响到超声流量计的准确度、耐压强度、稳定性和可靠性。因此超声换能器外壳的材料、结构是决定超声换能器品质的两大关键因素之一。

目前，普通换能器外壳大都采用不锈钢、铜合金、工程塑料等材料，其存在耐压低（≤1.6MPa），超声波衰减大，温度特性差（需要温度补偿，尤其是超声热量表），压电陶瓷片和换能器外壳亲和程度差，造成超声换能器失效和破坏，严重影响了超声流量传感器的使用、推广和发展。

目前常用的超声换能器通常采用提高供电电压的方法，提高超声输出信号的幅值，其副作用为加大了电池的输出功率，缩短了使用寿命，尤其是大量使用的户用型热量表和水表，因为不允许使用外接电源供电，无法实现利用提高供电电压的方法提高超声输出信号的幅值。

发明内容

本发明要解决的问题是针对以上问题，提供一种超声换能器外壳，解决了现有技术中耐压低、超声波衰减大、温度特性差、与压电陶瓷片亲和程度差的缺陷，采用本发明的换能器外壳后，具有耐压高、超声波衰减小、温度特性好、与压电陶瓷片亲和程度高的优点。

同时，还提供一种超声换能器，具有使用寿命长、准确度高、一致性和可靠性高的优点。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种超声换能器外壳，其特征在于：所述外壳包括密封配合的外套体和罩体；

所述外套体为工程塑料制成的筒状体；

所述罩体为钛合金制成的一端具有开口的空心圆柱体状。

一种优化方案，所述外套体包括筒状套本体，筒状套本体内部贯穿有圆柱内孔，筒状套本体的外周设有环形沟槽。

另一种优化方案，所述筒状套本体包括圆柱内环和圆柱外环，圆柱外环设置在圆柱内环的外周，圆柱内环的高度高于圆柱外环的高度。

再一种优化方案，所述圆柱内环和圆柱外环之间设有环形槽。

进一步的优化方案，所述环形槽内设有连接柱；

所述连接柱沿外套体的圆周方向均布。

再进一步的优化方案，所述环形沟槽设有两个。

更进一步的优化方案，所述罩体上设有与连接柱配合的连接孔。

本发明还提供一种超声换能器，其特征在于：所述超声换能器包括上述任意一项所述的超声换能器外壳；

所述超声换能器外壳的腔体内从上往下依次装配有压电陶瓷片、衬垫和骨架。

本发明采取以上技术方案，具有以下优点：所述超声换能器外壳包括密封配合的外套体和罩体，外套体由工程塑料制成，罩体由钛合金制成，外套体包括圆柱内环和圆柱外环，圆柱内环和圆柱外环之间设有环形槽，环形槽内设有连接柱，罩体上设有与连接柱配合的连接孔，外套体上的连接柱用于连接环形槽分割的圆柱内环和圆柱外环，并穿越罩体上的连接孔，配合紧密牢固；外套体的圆柱内环高于圆柱外环，有效延长了外套体与罩体的轴向结合长度，本发明还提供一种使用所述外壳的超声换能器，有效地改善了超声换能器的品质和性能，提高了超声波热量表和超声波水表的准确度、一致性和可靠性，延长了使用寿命。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明实施例中超声换能器外壳的结构示意图；

附图2是本发明实施例中外套体的结构示意图；