CN102708851A - 收发型水声换能器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流量检测用超声换能器，具体的说是一种收发型水声换能器。包括PPS外壳，压电芯片，背衬层，匹配粘接胶，PPS外壳内的空间内由外向里依次装有卡簧、背衬层和压电芯片，卡簧嵌入外壳的卡槽内，背衬层采用吸声橡胶制成，压电芯片与外壳之间通过匹配粘接胶连接，匹配粘接胶掺合高阻抗材料。本发明与现有技术相比，压电芯片与背衬层采用卡簧压紧固定实现了背衬层的良好吸声效果，解决了由于背面反射信号的干扰带来的输出信号不稳定以及背衬层粘接不牢易脱落等问题，压电芯片与PPS外壳通过匹配粘接胶实现了芯片与液体的两级声阻抗匹配，有效提高了信号转换能力与输出信号稳定性。

Description

收发型水声换能器
 
技术领域：
本发明涉及流量检测用超声换能器，具体的说是一种收发型水声换能器。
背景技术：
现有的流量检测用超声换能器采用PZT材料，背衬采用空气背衬，发射能力强但接收性能不稳定，直接影响流量计量的准确性，里面的压电芯片与外壳之间采用普通的环氧树脂胶粘剂粘接，长期使用导致粘接面脱胶，使计量产品失效。
发明内容：
本发明旨在解决背景技术所述问题，而提供一种能有效改善计量性能及计量产品质量的高稳定收发型水声换能器。
本发明解决所述问题采用的技术方案是：
一种收发型水声换能器，包括PPS外壳，压电芯片，背衬层，匹配粘接胶，所述PPS外壳内的空间内由外向里依次装有卡簧、背衬层和压电芯片，所述卡簧嵌入外壳的卡槽内，所述背衬层采用吸声橡胶制成，所述压电芯片与外壳之间通过匹配粘接胶连接，该匹配粘接胶掺合高阻抗材料。
采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，压电芯片与背衬层采用卡簧压紧固定实现了背衬层的良好吸声效果，解决了由于背面反射信号的干扰带来的输出信号不稳定以及背衬层粘接不牢易脱落等问题，压电芯片与PPS外壳通过匹配粘接胶实现了芯片与液体的两级声阻抗匹配，有效提高了信号转换能力与输出信号稳定性。
本发明的优选方案是：
所述卡簧与背衬层之间装有压紧衬片，该压紧衬片与引线连接。
所述压电芯片的底平面和下部外圆周通过匹配粘接胶与外壳连接。
所述外壳内设有环形凹槽，该环形凹槽内嵌装有匹配粘接胶的凸起部分，该匹配粘接胶与所述压电芯片的下部外圆周连接。环形凹槽的设计，彻底消除了长期带压使用带来的芯片脱胶问题。
所述压电芯片中掺和稀土元素。加入稀土元素的压电芯片进一步提高了接收信号的稳定性。
所述掺和的稀土元素是Nd或Tb。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中的A部放大图。
具体实施方式：
下面结合附图以及实施例详述本发明：
一种收发型水声换能器，参见附图1和附图2，图中：压紧衬片1，卡簧2，引线3，PPS外壳4，卡槽5，背衬层6，压电芯片7，匹配粘接胶8，环形凹槽9。
本实施例中，PPS外壳4内的空间内由外层向里层依次装有卡簧2、背衬层6和压电芯片7，卡簧2嵌入PPS外壳4的卡槽5内，背衬层6采用吸声橡胶制成，压电芯片7与PPS外壳4之间通过匹配粘接胶8连接，匹配粘接胶8掺合高阻抗材料。
本实施例，卡簧2与背衬层6之间装有压紧衬片1，压紧衬片1与引线3连接；压电芯片7的底平面和下部外圆周通过匹配粘接胶8与外壳4连接。
外壳4内设有环形凹槽9，环形凹槽9内嵌装有匹配粘接胶8的凸起部分，匹配粘接胶8与压电芯片7的下部外圆周连接；压电芯片7中掺和稀土元素；掺和的稀土元素是Nd。也可以在压电芯片7中掺和稀土元素Tb。
卡簧2将压紧衬片1及由吸声橡胶组成的背衬层6牢固的与压电芯片7压接在一起；卡簧2的压紧解决了长期超声振动带来的背衬层6脱落问题，使添加了多种吸声材料的背衬层6紧密贴合在压电芯片7背后，即支撑了压电芯片7又将背面反射波完全吸收掉，同时由于背衬层6对压电芯片7压紧力使得外壳4与压电芯片7的结合力进一步增强。由于外壳4在设有环形凹槽9；使得粘接后的换能器压电芯片7在承受高压压力时保证压电芯片7与外壳4之间具有足够的粘接力，防止压电芯片7脱落。掺加高阻抗材料（含有三氧化钨）的匹配粘接胶8既保证了粘接强度又与外壳4构成了良好的声阻抗匹配，经过软性取代的高稳定性压电芯片6材料也保障了换能器信号的高稳定性。
本实例结构简单，生产工艺容易实现，适合大批量生产。

Claims (6)

1.一种收发型水声换能器，包括PPS外壳，压电芯片，背衬层，匹配粘接胶，其特征在于：所述PPS外壳内的空间内由外向里依次装有卡簧、背衬层和压电芯片，所述卡簧嵌入外壳的卡槽内，所述背衬层采用吸声橡胶制成，所述压电芯片与外壳之间通过匹配粘接胶连接，该匹配粘接胶掺合高阻抗材料。
2.根据权利要求1所述的收发型水声换能器，其特征在于：所述卡簧与背衬层之间装有压紧衬片，该压紧衬片与引线连接。
3.根据权利要求1所述的收发型水声换能器，其特征在于：所述压电芯片的底平面和下部外圆周通过匹配粘接胶与外壳连接。
4.根据权利要求1所述的收发型水声换能器，其特征在于：所述外壳内设有环形凹槽，该环形凹槽内嵌装有匹配粘接胶，该匹配粘接胶与所述压电芯片的下部外圆周连接。
5.根据权利要求1所述的收发型水声换能器，其特征在于：所述压电芯片中掺和稀土元素。
6.根据权利要求5所述的收发型水声换能器，其特征在于：所述掺和的稀土元素是Nd或Tb。
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