一种新型超声波换能器的制作方法

本实用新型涉及一种超声波换能器，尤其涉及一种新型超声波换能器。

背景技术：

在工业中，测量技术、控制技术、调节技术和自动化技术特别重要。测量技术的重要领域为流量测量技术。对于流量测量技术而言，特别重要的是根据机械工作原理的流量测量系统，尤其浮子式流量测量仪和科氏流量测量仪、热式流量测量仪、磁感应式流量测量仪以及超声波流量测量仪。

在超声波流量测量仪中充分利用如下效应，即在测量管中输送的介质中使介质的输送速度与声信号的传播速度相叠加。现有超声波流量测量仪中的超声波换能器，其外壳大多为塑料外壳，耐高温性差，容易老化，尤其当主管道中通过高温介质时，容易产生变形，影响使用效果，缩短了使用寿命。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种新型超声波换能器。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种新型超声波换能器，包括换能器壳体，换能器壳体的外壳为铜壳；换能器壳体向上开口且内部中空；换能器壳体包括上部、下部，上部为外圆周带螺纹的筒状，下部呈上宽下窄的阶梯状；

换能器壳体的空腔底部设置有陶瓷电容；陶瓷电容通过铜线与转接电路板相连接；陶瓷电容的顶面匹配设置有硅胶垫；硅胶垫的上端设置有转接电路板；转接电路板的上端设置有卡簧；转接电路板上设置有导线；导线的一端与铜线相连接、另一端穿过卡簧的中部并向上延伸。

硅胶垫的中部竖直开设有两个通孔；转接电路板上对应设置有两个焊盘；焊盘的一端均与陶瓷电容上的铜线焊接相接、另一端均与导线焊接相接。

换能器壳体的上部内壁上设置有环形凹槽；卡簧卡置于环形凹槽内。

陶瓷电容的底部通过双面胶与铜壳的内表面粘接相接、顶部与硅胶垫接触相接。

换能器壳体的上部出口处无螺纹；换能器壳体与超声波流量传感器匹配相接。

本实用新型不仅耐高温，抗老化，而且不会产生变形，使用效果更佳，同时延长了使用寿命，具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1的剖面结构示意图。

图3为图1的使用状态参考图。

图中：1、换能器壳体；2、陶瓷电容；3、硅胶垫；4、转接电路板；5、卡簧；6、导线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～3所示的一种新型超声波换能器，包括换能器壳体1，换能器壳体1的外壳为铜壳；采用铜壳作为外壳，不仅耐高温、抗老化，而且使用寿命长，尤其在高温介质的主管道内，采用铜壳效果更加明显，不会变形，不影响信号的正常传输，使用效果更佳。换能器壳体1向上开口且内部中空；换能器壳体1包括上部、下部，上部为外圆周带螺纹的筒状，下部呈上宽下窄的阶梯状；换能器壳体1的上部出口处无螺纹。换能器壳体1与超声波流量传感器匹配相接。换能器壳体1上部的螺纹与超声波流量传感器螺纹相接，下部通过密封垫与超声波流量传感器紧密相接。如图3所示，使用时，超声波流量传感器上对称设置有两个超声波换能器。超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率。可以根据具体的使用需求，相应的进行设置。

换能器壳体1的空腔底部设置有陶瓷电容2；陶瓷电容是指用高介电常数的电容器陶瓷钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。具有小型、高耐压和频率特性好等特点。

陶瓷电容2通过铜线与转接电路板4相连接；硅胶垫3的中部竖直开设有两个通孔；转接电路板4上对应设置有两个焊盘；焊盘的一端均与陶瓷电容2上的铜线焊接相接、另一端均与导线6焊接相接。转接电路板4是一块普通的电路板，上面只设置了两个焊盘，两个焊盘用来连接铜线与导线6。从陶瓷电容2上引出两根铜线，两根铜线分别穿过硅胶垫3上的通孔后，两根铜线分别通过焊盘焊接在转接电路板4上，两根铜线分别通过焊盘与导线6焊接相接。转接电路板4用于连接陶瓷电容2上的铜线与导线6，而导线6与外接电源相连接，通过导线6给陶瓷电容2供电，转接电路板4主要起到固定支撑的作用，防止铜线与导线6接触不良或者是不小心被扯断，影响正常使用。

陶瓷电容2的顶面匹配设置有硅胶垫3；硅胶垫3有一定的张力、柔韧性、优良的绝缘性、耐压，耐高温，耐低温，化学性质稳定、低导热率、环保安全、高可靠性、高可压缩性，柔软兼有弹性。安装卡簧5时，通过向下按压卡簧5，使陶瓷电容2与硅胶垫3之间无空隙，因为硅胶垫3具有高可压缩性、弹性，所以陶瓷电容2、硅胶垫3、转接电路板4三者之间且三者与外壳之间均紧密结合、无缝隙，从而保证陶瓷电容2可以正常传输信号。硅胶垫3消除间隙，使各部件之间紧密贴合。

陶瓷电容2的底部通过双面胶与铜壳的内表面粘接相接、顶部与硅胶垫3接触相接。硅胶垫3的上端设置有转接电路板4；转接电路板4的上端设置有卡簧5；转接电路板4上设置有导线6；导线6的一端与铜线相连接、另一端穿过卡簧5的中部并向上延伸。换能器壳体1的上部内壁上设置有环形凹槽；卡簧5卡置于环形凹槽内。卡簧5起着阻止转接电路板4向上运动的作用。

本实用新型的工作原理为：超声波换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和计算，这样就实现了流量的检测和显示。

本实用新型通过设置铜壳，不仅遇高温不会产生变形，而且相比于塑料外壳，更加抗老化，使用寿命更长，同时提高了测量精度和机器的运行稳定性，使用效果更佳。此外，本设计结构简单、操作方便，可广泛应用于各需要超声波换能器的领域。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种新型超声波换能器，包括换能器壳体(1)，其特征在于：所述换能器壳体(1)的外壳为铜壳；换能器壳体(1)向上开口且内部中空；换能器壳体(1)包括上部、下部，上部为外圆周带螺纹的筒状，下部呈上宽下窄的阶梯状；

所述换能器壳体(1)的空腔底部设置有陶瓷电容(2)；所述陶瓷电容(2)通过铜线与转接电路板(4)相连接；陶瓷电容(2)的顶面匹配设置有硅胶垫(3)；所述硅胶垫(3)的上端设置有转接电路板(4)；所述转接电路板(4)的上端设置有卡簧(5)；转接电路板(4)上设置有导线(6)；所述导线(6)的一端与铜线相连接、另一端穿过卡簧(5)的中部并向上延伸。

2.根据权利要求1所述的新型超声波换能器，其特征在于：所述硅胶垫(3)的中部竖直开设有两个通孔；所述转接电路板(4)上对应设置有两个焊盘；所述焊盘的一端均与陶瓷电容(2)上的铜线焊接相接、另一端均与导线(6)焊接相接。

3.根据权利要求2所述的新型超声波换能器，其特征在于：所述换能器壳体(1)的上部内壁上设置有环形凹槽；所述卡簧(5)卡置于环形凹槽内。

4.根据权利要求3所述的新型超声波换能器，其特征在于：所述陶瓷电容(2)的底部通过双面胶与铜壳的内表面粘接相接、顶部与硅胶垫(3)接触相接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的新型超声波换能器，其特征在于：所述换能器壳体(1)的上部出口处无螺纹；换能器壳体(1)与超声波流量传感器匹配相接。

技术总结
本实用新型公开了一种新型超声波换能器，包括换能器壳体，换能器壳体的外壳为铜壳；换能器壳体向上开口且内部中空；换能器壳体包括上部、下部，上部为外圆周带螺纹的筒状，下部呈上宽下窄的阶梯状；换能器壳体的空腔底部设置有陶瓷电容；陶瓷电容通过铜线与转接电路板相连接；陶瓷电容的顶面匹配设置有硅胶垫；硅胶垫的上端设置有转接电路板；转接电路板的上端设置有卡簧；转接电路板上设置有导线；导线的一端与铜线相连接、另一端穿过卡簧的中部并向上延伸。本实用新型不仅耐高温，抗老化，而且不会产生变形，使用效果更佳，同时延长了使用寿命，具有广泛的适用性。

技术研发人员：仪金辉;佟少强;王金龙;郭茂林
受保护的技术使用者：威海君沛智能科技有限公司
技术研发日：2019.10.22
技术公布日：2020.06.30