[发明专利]用于检验的超声波标准发射换能器的筛选方法

说明书

本发明公开了一种用于检验的超声波标准发射换能器的筛选方法，其包括以下步骤：选取相同生产工艺条件下制作的n个超声波换能器；从n个超声波换能器中选出m个备选的超声波标准发射换能器；从m个备选的超声波标准发射换能器中经过筛选确定出1个换能器作为临时使用的超声波标准发射换能器；从剩余的备选的标准发射换能器中选出k个接收信号输出幅值和接收信号输出幅值重复性符合产品设计要求的接收换能器作为用于检验的超声波标准发射换能器。本发明充分考虑了影响换能器性能的因素，并通过严格筛选确定最终用于检验的标准发射换能器，很大程度上提高了超声波换能器进行测量检验的可靠性。

技术领域

本发明涉及超声水表技术领域，更详而言之涉及一种用于检验的超声波标准发射换能器的筛选方法。

背景技术

压电式超声波换能器是超声水表产品中的关键核心部件，在超声波渡越时间的测量中起到了至关重要的作用。压电式超声波换能器通常采用压电陶瓷材料作为“电-机-声”的转换元件，在阻抗匹配材料和背衬材料的共同作用下，可以在被测介质中完成超声波的发射、传输与接收等任务。在水介质中工作的超声波换能器，其工作频率一般选用较高值，因此压电陶瓷元件几乎都采用薄圆片厚度伸缩振动模式进行工作。换能器的性能指标和工作状态等因素直接决定了超声水表的测量准确度和长期工作稳定性。

目前国内外尚无评价超声波水表换能器综合性能指标(尤其是接收性能指标)的简单可行的规定和方法。在实际工作中，通常会选用同批次或不同批次制造的换能器进行相互测量，或选用未经严格筛选的换能器作为检验用的标准发射换能器，对被检换能器的接收特性进行综合测量和试验。显而易见，采用上述不严谨的方法去评价和验收换能器，其结果是存在有较大质量风险的。

超声波换能器的基本性能和抗环境影响等指标，必须满足超声水表整机的技术要求。因此，建立换能器性能评价指标需要根据超声水表整机的综合要求而确定，通常应关注换能器以下的技术指标：(1)固有频率和信号输出幅值的一致性；(2)信号输出幅值的短期重复性；(3)信号输出幅值的长期稳定性；(4)抗环境影响性能等。这些评价指标通常是以相对值、变化量及偏移量的方式设计拟定的。

超声波水表换能器是成对开展工作的，它需要同时兼顾超声波发射和接收的双重功能(即：每个超声波换能器既承担发射超声波的功能，同时又承担接收超声波的功能，且以循环方式进行工作)。根据超声水表使用特性的要求，对换能器的评价应重点放在其接收特性的检验上。大量实践表明，凡是接收特性符合要求的换能器，通常情况下其发射特性也是能够满足相应技术要求的。

因此，如何准确评价换能器的接收特性是一项非常重要的工作。评价换能器接收特性的相对值、变化量和偏移量，需要有性能相对稳定、发射功率基本满足要求的换能器作为用于检验的超声波标准发射换能器，以保证测量和检验工作的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检验的超声波标准发射换能器的筛选方法，在一定程度上解决了上述问题，保证了超声波换能器进行测量检验的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于检验的超声波标准发射换能器的筛选方法，其包括以下步骤：

(S1)根据预设的产品参数范围选取相同生产工艺条件下制作的n个超声波换能器；

(S2)通过测量，从所述n个超声波换能器中选出m个机械品质因数符合预设范围，且换能器固有频率与工作频率的偏差值小于预设值的超声波换能器作为备选的超声波标准发射换能器；

(S3)从所述m个备选的超声波标准发射换能器中任选出1个换能器作为临时使用的超声波标准发射换能器；

(S4)设置选用的临时使用的超声波标准发射换能器与剩余的备选的超声波标准发射换能器进行配对工作，逐个测量剩余的备选的超声波标准发射换能器的接收信号输出幅值和接收信号输出幅值重复性；