超声波换能装置及装配方法与流程

1.本发明涉及超声波换能器的技术领域，特别是涉及超声波换能装置及装配方法。


背景技术：

2.通过超声波换能器可以实现对液体流量或液体浓度进行测量。传统超声波换能器的设计结构需要满足压电换能片的前部设有匹配层以及压电换能片的背衬设有阻尼层，同时还需要保证压电换能片与阻尼层之间没有空气以及压电换能片与匹配层之间没有空气。目前，需要借助外部加压工装对超声波换能器进行处理以排除空气，但是，这种处理方式会影响到压电换能片、匹配层与阻尼层三者之间的同心度，从而影响了超声波换能装置的使用效果。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对压电换能片、匹配层与阻尼层三者之间同心度受到影响的问题，提供一种超声波换能装置及装配方法。
4.一种超声波换能装置。所述超声波换能装置包括：第一安装壳体、第二安装壳体、阻尼件、匹配层与压电换能片，所述第一安装壳体上设有固定部，所述匹配层装设在所述第二安装壳体上，所述压电换能片通过所述固定部与所述第一安装壳体固定配合，所述第一安装壳体上设有排气通道与灌封通道，所述排气通道与所述灌封通道均延伸至所述压电换能片背离所述匹配层的一面，所述阻尼件经过所述灌封通道导向所述压电换能片，当所述第一安装壳体与所述第二安装壳体安装配合时，所述压电换能片与所述匹配层贴合抵触。
5.一种超声波换能装置的装配方法，采用所述的超声波换能装置，还包括如下步骤：将所述匹配层装设在所述第一安装壳体内部，并在所述第二安装壳体上开设两个以上所述排气通道；将所述压电换能片固定装设在所述第二安装壳体上，且保证两个以上所述排气通道均能延伸至所述压电换能片背离所述匹配层的一面；将所述阻尼件经过所述灌封通道导向所述压电换能片；将所述第一安装壳体与所述第二安装壳体安装配合，且保证所述压电换能片与所述匹配层能够贴合抵触。
6.在其中一个实施例中，所述第一安装壳体包括第一安装上壳、对位块与第一固定套筒，所述第二安装壳体包括第一安装下壳与第二固定套筒，所述对位块贴设在所述第一安装上壳上，所述第一固定套筒装设在所述对位块上，所述排气通道与所述灌封通道均从所述第一安装上壳经过所述对位块延伸至所述第一固定套筒，所述压电换能片通过所述固定部装设在所述第一固定套筒上，所述第一安装下壳设有与所述对位块套设配合的对位腔，所述第二固定套筒装设在所述第一安装下壳上，且所述第二固定套筒与所述对位腔相连通，所述匹配层装设在所述第二固定套筒内部，所述第一固定套筒与所述第二固定套筒套设配合。
7.在其中一个实施例中，沿所述第一固定套筒的周向在所述第一固定套筒的侧部间隔开设有两个以上的适配凹槽，所述适配凹槽的开口端朝向所述压电换能片，所述灌封通
道与所述适配凹槽相连通。
8.在其中一个实施例中，所述固定部包括多个固定筋，多个所述固定筋沿所述第一固定套筒的周向间隔装设在所述第一固定套筒的端部，且多个所述固定筋均用于与所述压电换能片抵触固定。
9.在其中一个实施例中，所述排气通道包括排气孔，所述灌封通道包括第一灌封孔与第二灌封孔，两个以上所述适配凹槽包括第一适配凹槽与第二适配凹槽，所述第一适配凹槽与所述第二适配凹槽沿所述第一固定套筒的周向间隔开设在所述第一固定套筒的侧部，所述第一灌封孔从所述第一安装上壳经过所述对位块并延伸至所述第一适配凹槽，所述第二灌封孔从所述第一安装上壳经过所述对位块并延伸至所述第二适配凹槽，所述排气孔从所述第一安装上壳经过所述对位块并延伸至所述第一固定套筒内部。
10.在其中一个实施例中，在所述第一安装上壳上所述排气孔位于所述第一灌封孔与所述第二灌封孔之间。
11.在其中一个实施例中，所述超声波换能装置还包括信号线，所述信号线的一端经过所述排气孔插入所述第一固定套筒内部，所述信号线的另一端位于所述第一安装壳体外部，所述信号线插入所述第一固定套筒的一端通过连接电线与所述压电换能片电性连接；或所述信号线插入所述第一固定套筒的一端直接与压电换能片电性连接。
12.在其中一个实施例中，所述密封环套设在所述对位块的外部，在所述第一安装下壳加设与所述密封环相对位的密封凹槽，当所述第一安装上壳与所述第一安装下壳安装配合时，在所述第一安装上壳加设密封环，所述密封环与所述密封凹槽密封配合。
13.在其中一个实施例中，所述第一安装壳体包括第二安装上壳与第三固定套筒，所述第二安装壳体包括第二安装下壳与第四固定套筒，所述第三固定套筒装设在所述第二安装上壳上，所述排气通道与所述灌封通道均从所述第二安装上壳延伸至所述第三固定套筒，所述压电换能片通过所述固定部装设在所述第三固定套筒上，所述第四固定套筒装设在所述第二安装下壳上，所述匹配层装设在所述第四固定套筒内部，所述第三固定套筒与所述第四固定套筒套设配合。
14.上述超声波换能装置在使用时，首先根据压电换能片的尺寸与形状确定第一安装壳体与第二安装壳体的内部安装空间，即保证第一安装壳体与第二安装壳体安装配合后，压电换能片能够有效装设在第一安装壳体与第二安装壳体中。进一步地，在对超声波换能装置进行组装时，压电换能片可以通过固定部与第一安装壳体实现固定配合，然后根据压电换能片在第一安装壳体上的安装位置在第一安装壳体上开设排气通道与灌封通道，即保证排气通道与灌封通道均延伸至压电换能片背离匹配层的一面。将阻尼件通过灌封通道灌向压电换能片直至阻尼件与压电换能片的表面相贴合，在此过程中，阻尼件与压电换能片之间的空气可以通过排气通道直接排出，即避免空气滞留在阻尼件与压电换能片之间。将第一安装壳体与第二安装壳体进行对位安装，压电换能片在固定部的固定下能够有效保证阻尼件与压电换能片的同心度。同时，压电换能片与匹配层贴合抵触能够有效排出压电换能片与匹配层之间的空气。因此，上述超声波换能装置无需借助外部加压工装进行排气处理，从而保证了压电换能片、阻尼件与匹配层三者的同心度。
15.上述超声波换能装置在装配时，阻尼件与压电换能片之间的空气可以通过排气通道直接排出，即避免空气滞留在阻尼件与压电换能片之间。将第一安装壳体与第二安装壳
体进行对位安装，压电换能片与匹配层贴合抵触能够有效排出压电换能片与匹配层之间的空气。因此，上述超声波换能装置在装配时无需借助外部加压工装进行排气处理，从而保证了压电换能片、阻尼件与匹配层三者的同心度。
附图说明
16.图1为超声波换能装置的分解结构示意图；
17.图2为超声波换能装置的内部结构示意图；
18.图3为第一安装壳体的内部结构示意图；
19.图4为超声波换能装置的装配方法的流程图。
20.100、第一安装壳体，110、固定部，111、固定筋，120、排气通道，121、排气孔，130、灌封通道，131、第一灌封孔，132、第二灌封孔，140、第一安装上壳，150、第一固定套筒，151、第一适配凹槽，152、第二适配凹槽，160、对位块，200、第二安装壳体，210、第一安装下壳，220、第二固定套筒，300、阻尼件，400、匹配层，500、压电换能片，600、信号线，700、连接电线。
具体实施方式
21.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
22.结合图1和图2所示，在一个实施例中，所述超声波换能装置包括：第一安装壳体100、第二安装壳体200、阻尼件300、匹配层400与压电换能片500，所述第一安装壳体100上设有固定部110，所述匹配层400装设在所述第二安装壳体200上，所述压电换能片500通过所述固定部110与所述第一安装壳体100固定配合，所述第一安装壳体100上设有排气通道120与灌封通道130，所述排气通道120与所述灌封通道130均延伸至所述压电换能片500背离所述匹配层400的一面，所述阻尼件300经过所述灌封通道130导向所述压电换能片500，当所述第一安装壳体100与所述第二安装壳体200安装配合时，所述压电换能片500与所述匹配层400贴合抵触。
23.上述超声波换能装置在使用时，首先根据压电换能片500的尺寸与形状确定第一安装壳体100与第二安装壳体200的内部安装空间，即保证第一安装壳体100与第二安装壳体200安装配合后，压电换能片500能够有效装设在第一安装壳体100与第二安装壳体200中。进一步地，在对超声波换能装置进行组装时，压电换能片500可以通过固定部110与第一安装壳体100实现固定配合，然后根据压电换能片500在第一安装壳体100上的安装位置在第一安装壳体100上开设排气通道120与灌封通道130，即保证排气通道120与灌封通道130均延伸至压电换能片500背离匹配层400的一面。将阻尼件300通过灌封通道130灌向压电换能片500直至阻尼件300与压电换能片500的表面相贴合，在此过程中，阻尼件300与压电换能片500之间的空气可以通过排气通道120直接排出，即避免空气滞留在阻尼件300与压电换能片500之间。将第一安装壳体100与第二安装壳体200进行对位安装，压电换能片500在固定部110的固定下能够有效保证阻尼件300与压电换能片500的同心度。同时，压电换能片500与匹配层400贴合抵触能够有效排出压电换能片500与匹配层400之间的空气。因此，上
述超声波换能装置无需借助外部加压工装进行排气处理，从而保证了压电换能片500、阻尼件300与匹配层400三者的同心度。
24.结合图1所示，在一个实施例中，所述第一安装壳体100包括第一安装上壳140、第一固定套筒150与对位块160，所述第二安装壳体200包括第一安装下壳210与第二固定套筒220，所述对位块160贴设在所述第一安装上壳140上，所述第一固定套筒150装设在所述对位块160上，所述排气通道120与所述灌封通道130均从所述第一安装上壳140经过所述对位块160延伸至所述第一固定套筒150，所述压电换能片500通过所述固定部110装设在所述第一固定套筒150上，所述第一安装下壳210设有与所述对位块160套设配合的对位腔，所述第二固定套筒220装设在所述第一安装下壳210上，且所述第二固定套筒220与所述对位腔相连通，所述匹配层400装设在所述第二固定套筒220内部，所述第一固定套筒150与所述第二固定套筒220套设配合。具体地，在对第一安装壳体100进行装配时，第一安装上壳140、对位块160与第一固定套筒150三者可以一体成型或焊接成型。根据安装需要，第一安装上壳140、对位块160与第一固定套筒150三者可以同心安装。在对第二安装壳体200进行装配时，第一安装下壳210与第二固定套筒220可以一体成型或焊接成型，根据安装需要，第一安装下壳210与第二固定套筒220同心安装。进一步地，在第一安装壳体100与第二安装壳体200安装配合时，第一固定套筒150会套入第二固定套筒220，对位块160会装入对位槽。上述这种安装方式能够有效保证第一安装壳体100与第二安装壳体200的对位安装。
25.在一个实施例中，沿所述第一固定套筒150的周向在所述第一固定套筒150的侧部间隔开设有两个以上的适配凹槽，所述适配凹槽的开口端朝向所述压电换能片500，所述灌封通道130与所述适配凹槽相连通。具体地，考虑到在第一固定套筒150与第二固定套筒220相互套设时，第一固定套筒150与第二固定套筒220之间会受到气压阻力，通过在第一固定套筒150的侧部开设适配凹槽，可以有效地将第一固定套筒150与第二固定套筒220之间的气流快速导出，从而使得第一固定套筒150与第二固定套筒220的套设更加方便。进一步地，阻尼件300为阻尼剂或阻尼灌封胶，灌封通道130与适配凹槽相连通，使得阻尼剂在流向压电换能片500时，阻尼剂能够经过适配凹槽滴落至压电换能片500表面并完成在压电换能片500的铺设。通过在第一固定套的侧部开设适配凹槽，能够避免阻尼件300滞留在第一固定套筒150的侧部。
26.结合图1所示，在一个实施例中，所述固定部110包括多个固定筋111，多个所述固定筋111沿所述第一固定套筒150的周向间隔装设在所述第一固定套筒150的端部，且多个所述固定筋111均用于与所述压电换能片500抵触固定。具体地，多个固定筋111装设在第一固定套筒150上后，固定筋111会高出第一固定套筒150端部一定距离，即通过固定筋111对压电换能片500的侧部进行周向抵触，从而实现压电换能片500在第一固定套筒150上的固定。同时，为了保证压电换能片500与匹配层400的充分抵触，固定筋111高出第一固定套筒150的高度小于或等于压电换能片500的厚度。
27.结合图1至图3所示，在一个实施例中，所述排气通道120包括排气孔121，所述灌封通道130包括第一灌封孔131与第二灌封孔132，两个以上所述适配凹槽包括第一适配凹槽151与第二适配凹槽152，所述第一适配凹槽151与所述第二适配凹槽152沿所述第一固定套筒150的周向间隔开设在所述第一固定套筒150的侧部，所述第一灌封孔131从所述第一安装上壳140经过所述对位块160并延伸至所述第一适配凹槽151，所述第二灌封孔132从所述
第一安装上壳140经过所述对位块160并延伸至所述第二适配凹槽152，所述排气孔121从所述第一安装上壳140经过所述对位块160并延伸至所述第一固定套筒150内部。具体地，根据安装需要可以选择开设排气孔121的个数，以及开设第一灌封孔131与第二灌封孔132的个数。在进行阻尼件300的填充时，阻尼件300可以通过排气孔121、第一灌封孔131或第二灌封孔132进行填充。需要说明的是排气孔121、第一灌封孔131与第二灌封孔132可以根据装配需要选择前述三个孔中的任意一个或两个孔进行灌封或排气处理。例如：通过第一灌封孔131与第二灌封孔132进行阻尼件300填充，此时位于第一安装壳体100内部的空气会通过排气孔121导出。当阻尼件300与压电换能片500充分贴合形成阻尼层后，进一步对阻尼件300进行填充，阻尼件300会对第一套筒内部、第一灌封孔131、第二灌封孔132与排气孔121进行填充，从而保证了第一安装壳体100的安装密闭性。
28.在一个实施例中，在所述第一安装上壳140上所述排气孔121位于所述第一灌封孔131与所述第二灌封孔132之间。具体地，上述这种实施方式可以使得第一安装壳体100内部的空气更加容易地导出。
29.结合图2所示，在一个实施例中，所述超声波换能装置还包括信号线600，所述信号线600的一端经过所述排气孔121插入所述第一固定套筒150内部，所述信号线600的另一端位于所述第一安装壳体100外部，所述信号线600插入所述第一固定套筒150的一端通过连接电线700与所述压电换能片500电性连接；或所述信号线600插入所述第一固定套筒150的一端直接与压电换能片500电性连接。具体地，在第一安装壳体100上实现了连接线、压电换能片500的组装，可以优化超声波换能装置的结构以及使得超声波换能装置的制造工艺更简单。
30.在一个实施例中，所述密封环套设在所述对位块160的外部，在所述第一安装下壳210加设与所述密封环相对位的密封凹槽，当所述第一安装上壳140与所述第一安装下壳210安装配合时，在所述第一安装上壳140加设密封环，所述密封环与所述密封凹槽密封配合。具体地，上述这种实施方式可以有效提高超声波换能转置的拼装密封性。
31.在一个实施例中，所述第一安装壳体100包括第二安装上壳与第三固定套筒，所述第二安装壳体200包括第二安装下壳与第四固定套筒，所述第三固定套筒装设在所述第二安装上壳上，所述排气通道120与所述灌封通道130均从所述第二安装上壳延伸至所述第三固定套筒，所述压电换能片500通过所述固定部110装设在所述第三固定套筒上，所述第四固定套筒装设在所述第二安装下壳上，所述匹配层400装设在所述第四固定套筒内部，所述第三固定套筒与所述第四固定套筒套设配合。具体地，在第三安装壳体与第四安装壳体安装配合时，第三固定套筒会套入第四固定套筒。上述这种安装方式能够使得第一安装壳体100与第二安装壳体200的对位安装更加方便。
32.结合图4所示，在一个实施例中，一种超声波换能装置的装配方法，采用上述任意一实施例所述的超声波换能装置，还包括如下步骤：
33.s100、将所述匹配层400装设在所述第一安装壳体100内部，并在所述第二安装壳体200上开设两个以上所述排气通道120；
34.s200、将所述压电换能片500固定装设在所述第二安装壳体200上，且保证两个以上所述排气通道120均能延伸至所述压电换能片500背离所述匹配层400的一面；
35.s300、将所述阻尼件300经过所述灌封通道130导向所述压电换能片500；
36.s400、将所述第一安装壳体100与所述第二安装壳体200安装配合，且保证所述压电换能片500与所述匹配层400能够贴合抵触。
37.上述超声波换能装置在装配时，阻尼件300与压电换能片500之间的空气可以通过排气通道120直接排出，即避免空气滞留在阻尼件300与压电换能片500之间。将第一安装壳体100与第二安装壳体200进行对位安装，压电换能片500与匹配层400贴合抵触能够有效排出压电换能片500与匹配层400之间的空气。因此，上述超声波换能装置在装配时无需借助外部加压工装进行排气处理，从而保证了压电换能片500、阻尼件300与匹配层400三者的同心度。
38.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
39.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
44.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。