专利名称：超声多普勒流量计用超声换能器的制作方法
技术领域：
超声多普勒流量计用超声换能器是一种适用于各类超声流量计的超声波发射或接收的传感器，属于声学、传感技术领域。
工业用超声多普勒流量计测量的传感器，在国内外一般均是安装在流体管道之外，以专利文献U、S、Pat、NO4、333，352所述的换能器为例，其缺点有两个方面一、换能器的安装，必须有特定的安装架，这给测量带来不便；二、换能器的表面结构形状为弧形，合为一体的二个换能器横向并列，这对不同管径的流体测量，因吻合不好引起灵敏度低和测量误差大。
本实用新型的目的是提供一种灵敏度高且使用安装方便的超声换能器。我们从换能器的形体结构和制作材料等方面进行了研制，获得了一种性能良好、灵敏度高、安装简便的超声换能器。
本实用新型的原理方案如下换能器灵敏度的高低，主要依赖于声楔材料的声学性能，安装时不产生附加内应力、对超声波入、反射角度和换能器表面与管道表面的耦合程度等因素，本实用新型使用的声楔，如图2所示，形状是以矩形体为底座的直角梯形，梯形斜腰为40－50°，根据不同的流体适当选取对应的入射角，以保证超声波入射角为45°，能产生良好的声入、反射。声楔材料选用环氧树脂，这种材料导声性能良好，配合其特定的形状结构，工作时不产生内应力，且有灵敏度高的工作性能。
本实用新型所指的背衬，是隔板与声楔之间的剩余空间自然形成，采用的空气背衬，不须特殊加工且对超声波的反射灵敏度高。
为解决流体测量中，长期以来存在的换能器安装不便的问题，本实用新型在每个换能器中，特设计了磁钢块部分，因而凡对钢铁管道使用时，只要把换能器往管面上一放，便可牢牢吸住，免去了各种夹具或安装架的繁锁，从而方便地进行测量。
本实用新型的具体结构如图1所示－实施举例。
压电陶瓷晶片1，它是声－电，电－声的转换器，声楔2为环氧树脂材料制成的入射角为45°的矩形底面体。隔板4由钢板焊制而成，有一定支撑力，并保证安装时不产生附加力。背衬3指隔板4与声楔2间的空间，为空气背衬。套管5用以保护引线7不受磨损，换能器壳6用以保护、支撑整个换能器。
由上述部件组成的超声换能器，主要性能如下(1)工作频率 f0＝500KHZ－2MHZ(2)工作温度－20－＋80℃(3)最小激励电压≤400V(4)收发兼用、灵敏度高说明书
图1 结构图1.压电陶瓷晶片2.声楔3.背衬4.隔板5.套管6.换能器壳7.引线8.磁钢块图2 声楔结构图
权利要求1.一种作为收、发兼容的超声多普勒流量计用超声换能器，由压陶瓷晶片1、声楔2、背衬3、套管5、换能器壳6、引线7组成，其特征在于在换能器中安装作为换能器管外安装吸附体的磁钢块。
2.一种作为收、发兼容的超声多普勒流量计用超声换能器，由压电陶瓷晶片1、声楔2、背衬3、套管5、换能器壳6、引线7组成，其特征在于(1)声楔的形状为以矩形体为底的直角梯形，入射角为40°－50°；(2)声楔用良好的导声材料环氧树脂；(3)背衬采用隔板与声楔之间的自然空间，为空气背衬。
3.据权利要求2所述的超声多普勒流量计用超声换能器，其特征在于在换能器中安装作为换能器管外安装吸附体的磁钢体。
专利摘要超声多普勒流量计用超声换能器属于声学、传感技术领域。可用于各种超声流量计及其它超声传感检测设备。本实用新型是采用导声良好的形体结构和材料制成的声楔，采用空气背的压电陶瓷晶片作为收、发转换部件。具有较高的灵敏度，且由于采用磁钢作管道吸附物，不必用繁琐的夹具或安装架，使用十分方便。本实用新型设备简单，工艺简化，使用十分方便，适于在声传感器方面推广使用。
文档编号G01F1/66GK2090972SQ9022415
公开日1991年12月18日 申请日期1990年11月28日 优先权日1990年11月28日
发明者吴全富, 姜天仕, 刘连博, 刘欣荣 申请人:北京大学, 北京电力科学研究所