超声多普勒流量计用高温超声换能器的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:6086333阅读:416来源:国知局
专利名称:超声多普勒流量计用高温超声换能器的制作方法
技术领域
超声多普勒流量计用高温超声换能器,是一种可用于超声多普勒燃油流量计及各种超声流量计在高温下发射或接收超声波的传感器,属于声学、传感器技术领域。
各种类型的流量计,其作用在于测量流体的流速和流量,目前国内超声多普勒流量计及各类超声流量计,对被测流体的温度限制在20℃-80℃之内。一般对于高温流体,如燃油或制作过程中的洗衣粉浆液的流量、流速是无法测量的,关键就是缺乏一种耐高温、且灵敏度高的超声换能器。
本实用新型的目的是为了解决用声学方法测量高温下运行的流体的流速或流量的关键部件一超声换能器。通过该换能器向流体中发射超声波频率为f0,用另一同样换能器接收由流动流体中所含固体粒子或气泡等反射回来的超声波f0′,该波的频率与发射的超声波频率存在一频差fd=f0′-f0,fd称为多普勒频移,在简化的理论模型时,多普勒频移与运动粒子的速度关系为fd=uf。2cosβ/c,式中c为声速,可见fdau。最后通过统计平均等方法先算出fd的平均值,再换算出流速μ值。
由此可见换能器是超声流量计的关键部件。
为解决耐高温的问题,本实用新型选取聚酰亚胺树脂作为声楔材料,选取聚四氟乙烯材料制作背衬,这两种材料均有良好的导声性能和耐高温的优点,可以使换能器经受200℃的高温条件。
本实用新型还从形体结构方面,提高高温换能器的灵敏度。如图1所示,换能器的声楔2形状为从上表面处以45°方向挖去一圆柱形空洞的长方形,背衬3为圆柱形的聚四氟乙烯材料,它既作背衬又起固定压电陶瓷晶片1的作用,压簧4用耐高温、高强度的弹性钢丝制成,将压簧4紧紧压住声楔2,压电陶瓷晶片1和背衬3,以保证它们之间良好的声耦合,从而有效地提高换能器的灵敏度。换能器壳5是用黄铜制成的保护罩式屏蔽壳,螺栓6把声楔固定于换能器壳上,引线座7用耐高温的聚四氟乙烯制成,由上述各部分组成的换能器,要求各部分粘接牢固、防水。
本实用新型实施例如图1所示,以聚四氟乙烯做成圆柱形背衬3插接在以聚酰亚胺树脂材料制成的长方形声楔2中,由压簧4紧压背衬3、固定压电陶瓷晶片1,以保证它们之间良好的声耦合。该换能器的主要性能如下1、工作频率 f0=500khz-2mhz2、工作温度≤200℃3、最高激励电压≤500v4、收发兼用,灵敏度高。
说明书

图1高温超声换能器结构图1、压电陶瓷晶片2、声楔3、背衬4、压簧5、换能器壳6、螺栓7、引线座
权利要求1.一种超声多普勒流量计用高温换能器,由压电陶瓷晶片1、声楔2、背衬3、换能器壳5、螺栓6、引线座7组成,其特征在于(1)声楔形状为从上表面处以45°方向挖去一圆柱形空洞的长方体;(2)声楔采用耐高温和良好的导声材料聚酰亚胺树脂制成;(3)背衬形状为圆柱形,采用耐高温的聚四氟乙烯制成;(4)用耐高温的高强度弹性钢丝制成压簧,紧压在背衬圆柱体上,以确保声楔、晶片和背衬之间的良好声耦合。
专利摘要超声多普勒流量计用高温超声换能器,属于声学、传感技术领域。适用于各种超声流量计及其它超声传感检测设备。本实用新型是采用耐高温导声性能良好的材料制成声楔,采用耐高温材料制成背衬,并设置一耐高温压簧,以保证声楔、背衬和压电陶瓷晶片之间良好的声楔合,由此组成的换能器灵敏度高,工作温度最高可达200℃。本实用新型设备简单、工艺简化、灵敏度高,耐高温,值得在声传感器方面推广使用。
文档编号g01f1/66gk2096046sq9022415
公开日1992年2月12日 申请日期1990年11月28日 优先权日1990年11月28日
发明者刘欣荣, 吴金富, 姜天仕, 刘连博 申请人:北京电力科学研究所, 北京大学
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