CN107560677B - 一种超声波流量传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波流量传感器，采用内开角式，利用凹面聚焦原理形成波束聚焦，在一定距离上把波束形成一个圆点，提高了有效波，减少了管段内杂波的形成，控制了扰流，降低了压损形成，使其完美流畅，给后期水表测量奠定基础；超声波芯片不用胶粘剂和外壳粘合而是用耦合剂耦合芯片前端用金属的负极导电件将负极导出，后端用弹簧将超声波芯片顶压住并将正极导出让超声波芯片和外壳形成一体带动外壳发射面发射声波。这种结构有利于各部件的自由形变，很好的解决了各部件膨胀系数不同带来的剪切力，从而让传感器更稳定更有效的工作。
Description
技术领域
本发明涉及检测装置技术领域，特别涉及一种超声波流量传感器。
背景技术
现有的超声波传感器为外开角传感器，其声波距离越长波束越大越散就会在管段内形成杂波而这些杂波不好分辨也难处理给测量带来不确定性。而且现有的超声波传感器多数采用胶粘结构，由于胶的老化快而且不能解决各部件膨胀系数带来的剪切力，所以冷热变化很快就会脱胶从而让传感器失灵。
这个新型传感器所用的材料可以根据使用的环境来确定外壳材料，如果使用环境是高温就采用金属外壳，如果使用环境不恶劣可以采用peek或ppsu或pps等工程塑料
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能将超声波的波束聚焦，波束不会发散，而且不会因为冷热变化而失灵的超声波流量传感器。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种超声波流量传感器，包括外壳、负极导电件、超声波芯片、弹簧和线路板，所述外壳包括发射端和安装端，所述发射端的端部开设有圆弧型的凹槽，所述安装端开设有安装槽，所述安装槽内依次设置超声波芯片、弹簧和线路板，所述超声波芯片与所述安装槽的底壁之间设置有导声液，所述负极导电件的一端延伸到所述导声液中，所述负极导电件的另一端与导线连接，所述弹簧与所述导线电连接，所述安装槽的开口处设置有将负极导电件、超声波芯片、弹簧和线路板密封的密封胶，所述导线一端延伸出密封胶外侧。
作为一种优选的实施例，所述安装槽包括第一容纳槽和第二容纳槽，所述超声波芯片设置在所述第一容纳槽中，所述线路板固定在所述第二容纳槽中。
作为一种优选的实施例，所述线路板的上开设有负极导电件和弹簧或导线通过的通孔。
作为一种优选的实施例，所述线路板的边沿对称设置有至少两个固定部，所述第二容纳槽的侧壁上对应所述固定部开设有放置槽和固定槽，所述放置槽、固定槽和固定部配合工作将所述线路板固定在第二容纳槽中。
作为一种优选的实施例，所述负极导电件的一端为延伸部，另一端为连接部，所述延伸部延伸到所述导声液中，所述连接部设置在所述线路板外侧，并与所述导线连接。
作为一种优选的实施例，所述外壳的外壁上对称开设有两个凹槽。
采用上述技术方案本发明得到的有益效果为：采用内开角式，利用凹面聚焦原理形成波束聚焦，在一定距离上把波束形成一个圆点，提高了有效波，减少了管段内杂波的形成，控制了扰流，降低了压损形成，使其完美流畅，给后期水表测量奠定基础。
本发明超声波芯片不用胶粘剂和外壳粘合而是用耦合剂耦合芯片前端用金属的负极导电件将负极导出，后端用弹簧将超声波芯片顶压住并将正极导出让超声波芯片和外壳形成一体带动外壳发射面发射声波。这种结构有利于各部件的自由形变，很好的解决了各部件膨胀系数不同带来的剪切力，从而让传感器更稳定更有效的工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中外壳的结构示意图；
图3为本发明中线路板的结构示意图；
图4为本发明中负极导电件的结构示意图。
图中：1-外壳、2-负极导电件、3-超声波芯片、4-弹簧、5-线路板、6-发射端、7-安装端、8-凹槽、9-安装槽、10-导声液、11-导线、12-密封胶、13-第一容纳槽、14-第二容纳槽、15-固定部、16-放置槽、17-固定槽、18-延伸部、19-连接部。
具体实施方式
对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
结合附图对本发明进一步描述，使所属技术领域的技术人员更好的实施本发明，本发明实施例一种超声波流量传感器，包括外壳1、负极导电件2、超声波芯片3、弹簧4和线路板5，外壳1包括发射端6和安装端7，发射端6的端部开设有圆弧型的凹槽8，利用凹槽8的凹面聚焦原理形成波束聚焦，在一定距离上把波束形成一个圆点，提高了有效波，减少了管段内杂波的形成，控制了扰流，降低了压损形成，使其完美流畅，给后期水表测量奠定基础。安装端7开设有安装槽9，安装槽9内依次设置超声波芯片3、弹簧4和线路板5，超声波芯片3与安装槽9的底壁之间设置有导声液10，负极导电件2的一端延伸到导声液10中，负极导电件2的另一端与导线11连接，弹簧4与导线11电连接，负极导电件2将负极导出，后端用弹簧4将超声波芯片3顶压住并将正极导出让超声波芯片3和外壳1形成一体带动外壳1发射面发射声波。这种结构有利于各部件的自由形变，很好的解决了各部件膨胀系数不同带来的剪切力，从而让传感器更稳定更有效的工作，安装槽9的开口处设置有将负极导电件2、超声波芯片3、弹簧4和线路板5密封的密封胶12，导线11一端延伸出密封胶12外侧。
本发明实施例为了容易安装外壳1中的各部件，将安装槽9加工为第一容纳槽13和第二容纳槽14，超声波芯片3设置在第一容纳槽13中，线路板5固定在第二容纳槽14中。为了将线路板5固定在第二容纳槽14中，在线路板5的边沿对称设置有至少两个固定部15，第二容纳槽14的侧壁上对应固定部15开设有放置槽16和固定槽17，放置槽16、固定槽17和固定部15配合工作将线路板5固定在第二容纳槽14中。
本发明实施例线路板5的上开设有负极导电件2和弹簧4或导线11通过的通孔，负极导电件2的一端为延伸部18，另一端为连接部19，延伸部18穿过通孔延伸到导声液10中，连接部19设置在线路板5外侧，并与导线11连接，弹簧4或导线11穿过通孔电连接。本实施例中的负极导电件2采用金属材料制成。为了方便与外部设备固定，外壳1的外壁上对称开设有两个凹槽8。外壳1可以根据使用的环境来确定其材料，如果使用环境在高温条件下，就采用金属外壳1，如果使用环境不恶劣可以采用peek或ppsu或pps等工程塑料。
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种超声波流量传感器，其特征在于：包括外壳、负极导电件、超声波芯片、弹簧和线路板，所述外壳包括发射端和安装端，所述发射端的端部开设有圆弧型的凹槽，所述安装端开设有安装槽，所述安装槽内依次设置超声波芯片、弹簧和线路板，所述超声波芯片与所述安装槽的底壁之间设置有导声液，所述负极导电件的一端延伸到所述导声液中，所述负极导电件的另一端与导线连接，所述弹簧与所述导线电连接，所述安装槽的开口处设置有将负极导电件、超声波芯片、弹簧和线路板密封的密封胶，所述导线一端延伸出密封胶外侧；
所述发射端的凹槽为圆弧形凹槽，采用内开角式，其利用凹槽凹面的聚焦原理，进行聚焦至形成圆点；
所述超声波芯片的前端用耦合剂与金属的负极导电件相接触并将负极导出，后端用弹簧将超声波芯片顶压住并将正极导出，且与外壳形成一体带动外壳发射端凹槽处聚焦发射声波。
2.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其特征在于：所述安装槽包括第一容纳槽和第二容纳槽，所述超声波芯片设置在所述第一容纳槽中，所述线路板固定在所述第二容纳槽中。
3.根据权利要求2所述的超声波流量传感器，其特征在于：所述线路板的上开设有负极导电件和弹簧或导线通过的通孔。
4.根据权利要求2所述的超声波流量传感器，其特征在于：所述线路板的边沿对称设置有至少两个固定部，所述第二容纳槽的侧壁上对应所述固定部开设有放置槽和固定槽，所述放置槽、固定槽和固定部配合工作将所述线路板固定在第二容纳槽中。
5.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其特征在于：所述负极导电件的一端为延伸部，另一端为连接部，所述延伸部延伸到所述导声液中，所述连接部设置在所述线路板外侧，并与所述导线连接。
6.根据权利要求2所述的超声波流量传感器，其特征在于：所述外壳的外壁上对称开设有两个凹槽。
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