[发明专利]一种换能器、制造方法及流量测量装置

说明书

本发明涉及流体流量测量技术领域，具体说是一种换能器、制造方法及流量测量装置。它包括本体和声波通信杆，本体与声波通信杆呈固定连接，且本体的辐射面与声波通信杆的一端相抵，从而实现信号传输。其特点是所述本体的声学匹配层由含有银和环氧树脂混合而成的混合材料制成。所述混合材料按质量比含有2~4份银粉和6~8份AB胶。该换能器的电学性能较好，声学匹配效果好，采用该换能器的流量测量装置的测量结果误差较小。

技术领域

本发明涉及流体流量测量技术领域，具体说是一种换能器、制造方法及流量测量装置。

背景技术

超声波流量计是一种利用时差法原理来对管内流体流量进行测量的装置，通过测量超声波脉冲在流体顺流和逆流时往返于两个超声波本体之间的时间，来确定管道内流体的流速，通过计算得到流体的流量。超声波流量计主要包括主机和换能器，换能器的导线与主机相连。所述换能器含有本体和声波通信杆，本体与声波通信杆呈固定连接，且本体的辐射面与声波通信杆的一端相抵，从而实现信号传输。

目前，传统换能器中、声学匹配层由塑料、Peek或低粘度的环氧树脂制成。然而，塑料、Peek或低粘度的环氧树脂本身的特性，制成的声学匹配层的电学性能较差，声学匹配效果不好，导致流量测量装置的测量结果误差较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种换能器、制造方法及流量测量装置，该换能器的电学性能较好，声学匹配效果好，测量结果误差较小。

为解决上述问题，采用以下方案：

本发明的换能器包括本体和声波通信杆，本体与声波通信杆呈固定连接，且本体的辐射面与声波通信杆的一端相抵，从而实现信号传输。其特点是，所述本体的声学匹配层由含有银和环氧树脂混合而成的混合材料制成。所述混合材料按质量比含有2~4份银粉和6~8份AB胶。

其中，所述本体包括外壳和导线，外壳含有支撑筒，支撑筒内同心设置有柱状的背衬，背衬的内端面为光滑平面，背衬的外端面呈表面坑洼的不规则状。所述背衬的内端覆盖有用于作为声学发射和接收元件的压电陶瓷片，所述声学匹配层位于压电陶瓷片与支撑筒内腔的底部间，背衬与支撑筒内腔间有限位机构，使得背衬、压电陶瓷片和声学匹配层固定在支撑筒内。所述背衬与导线的一端相连，导线的另一端穿过支撑筒的口部伸出在外。所述支撑筒筒底的外端面即为所述辐射面。

所述限位机构包括限位套和压紧螺帽。所述限位套套在压电陶瓷片与背衬间，限位套的外周面与支撑筒外侧相抵。所述支撑筒口部内周面上加工有内螺纹，所述压紧螺帽位于支撑筒的口部内，且二者间呈螺纹连接，压紧螺帽的内侧面与背衬的外端间有压缩弹簧。

所述背衬的外端面上同心设置有向外伸出的连接柱，连接柱的外端有沿支撑筒径向布置的螺纹孔，螺纹孔内有螺栓，所述导线一端位于螺栓与连接柱间，所述压紧螺帽上有便于导线穿过的让位孔，导线另一端穿过让位孔和支撑筒口部伸出在外。

所述压紧螺帽外侧的支撑筒内填充有胶块，所述导线穿过胶块。

所述声波通信杆包括长管，靠近本体的长管一端呈封闭状，长管内填充有圆柱丝或薄片制成的传输部，传输部的一端与长管封闭端的内表面相抵，传输部的另一端固定有连接片，连接片位于长管开口端外，连接片外侧与长管敞口端间有防护罩。所述长管封闭端套连有连接套，连接套的内端套在长管的外侧，且二者间呈固定连接，连接套的内侧壁与长管的外侧壁间有沿声波通信杆轴向布置的透气孔，所述支撑筒的筒底端从连接套的外端伸入到连接套内。

上述换能器的制备方法的特点是包括如下步骤：

第一步，分别制造本体和声波通信杆

制造本体：分别制备支撑筒、压电陶瓷片、背衬、压缩弹簧、限位套和压紧螺帽、导线和螺栓。

连接柱与导线的连接过程是：将导线一端缠绕在螺栓上，再将螺栓装入到螺纹孔中，使得导线被压紧在连接柱上即可。