CN109738488A - 一种便于更换针头部的簧片式探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便于更换针头部的簧片式探针，涉及气液相气泡特征测量技术领域。所述探针包括：针头部，其包括套管以及插设于套管内部的电极和连接板；针头座，其包括第一腔体和与第一腔体连接的过渡件；探针杆，其插设于第一腔体的外壁，并与过渡件之间设有第一电路板，第一电路板和过渡件形成第二腔体，第一电路板上设有第一电连接区和第二电连接区，第一电连接区和第二电连接区隔开且均未与探针杆触接；第一电连接区与第一腔体连接，第二电连接区连接有容纳于第二腔体的簧片。本发明提供的套管可拆卸地穿设于第一腔体，连接板的另一端能与簧片在第二腔体内电连接，从而在更换针头部时，只需要将针头部从针头座上拔出，无须拆卸其它部件。

Description

一种便于更换针头部的簧片式探针

技术领域

本发明涉及气泡特征测量技术领域，尤其涉及一种便于更换针头部的簧片式探针。

背景技术

在化工、石油、冶金、制药和核能等领域，大量存在着气液两相化学反应和分离过程，两相流中气泡的形态以及分散相与连续相之间的相互作用，在很大程度上影响着该过程的工程应用效果。为了研究气液两相流动、传递和反应的内在机理，准确地了解气泡间和气液间的相互作用关系，需要对气液两相流中气泡的关键特征参数进行测量。

电导探针法是根据气液两相具有不同的导电性这一物理特性来实现的，通常液体的导电率大大高于气体的导电率。当测量对象中气液两相流交替通过电导探针前端测量点时，由于电导率的变化，电导探针将输出与气液相流动相对应的连续变化的电压信号，此信号经A/D转换输入计算机，经数据处理，即可得到探针所处位置的局部气泡参数。单电极电导探针可以测量两相流的局部空隙率和气泡频率，多电极电导探针除了能测量以上两种参数，还用于测量气泡速度、气泡尺寸和气液界面浓度等统计参数。

电导探针的针头部是此方法施行的关键部件，其结构及尺寸对测量的准确度影响巨大。测量过程中与气泡接触的有效部分是针头的尖端部，要求其具有准确固定的测量间距、微小而稳定的导电面积(以精确分辨气液相)、完好的绝缘层、足够的探针尖端长度及强度(以减小探针支撑部对探针尖端附近流场的干扰)。探针在使用一段时间后可能因为在流场中受流场的摩擦、剪切和固体颗粒的撞击而变形或损坏，为保证测量的准确性和重复性就需要更换。现有的探头结构为整体粘接加焊接式，不易方便和经济地更换。因此，目前亟待需要一种便于更换针头部的插接式探针来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于更换针头部的簧片式探针，以解决探针的针头部损坏后难以更换的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种便于更换针头部的簧片式探针，包括：

针头部，其包括套管以及插设于所述套管内部的电极和连接板，所述电极的一端与所述连接板的一端电连接，所述电极的另一端和所述连接板的另一端均穿出所述套管；

针头座，其包括第一腔体和与所述第一腔体连接的过渡件；

探针杆，其插设于所述第一腔体的外壁，并与所述过渡件之间设有第一电路板，所述第一电路板和所述过渡件形成第二腔体，所述第一电路板上设有第一电连接区和第二电连接区，所述第一电连接区和所述第二电连接区隔开且均未与所述探针杆触接；

所述第一电连接区与所述第一腔体连接，所述第二电连接区连接有容纳于所述第二腔体的簧片；

所述套管可拆卸地穿设于所述第一腔体，所述连接板的另一端能与所述簧片在所述第二腔体内电连接。

作为优选，所述过渡件为两个且相对于所述第一腔体的轴向对称设置，每个所述过渡件均设有第一台阶面和第二台阶面，所述第一电路板搭设于两个所述过渡件位于同一侧的所述第一台阶面上，所述套管插入所述第一腔体内后抵接于所述第二台阶面。

作为优选，两个所述第一电路板的所述第二电连接区上分别设有第一通孔，所述第一通孔被配置为插入所述簧片，所述连接板的另一端能插入两个所述簧片之间。

作为优选，两个所述第一电路板的所述第二电连接区上分别设有第二通孔，两个所述过渡件分别设有一盲孔，每个所述第二通孔均连接有导线，其中一个所述盲孔连接有地线。

作为优选，所述探针杆的另一端依次连接有放大器盒、端盖和信号插座，所述放大器盒内设有第二电路板，所述第二电路板的一端与所述导线连接，另一端与所述地线连接后与所述信号插座焊接。

作为优选，所述第一腔体的内部设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有至少一个密封圈，所述密封圈套设于所述套管的外部。

作为优选，所述第一腔体的外部设有第二凹槽，所述第二凹槽内填充有密封胶。

作为优选，所述套管内设有耐水胶，所述电极和所述连接板插设于所述耐水胶中。

作为优选，所述电极为单根或双根，当为双根时，每根所述电极的长度相同或不同。

作为优选，所述电极与所述连接板焊接或胶粘。

本发明的有益效果：

本发明提供的套管可拆卸地穿设于第一腔体，连接板的另一端能与簧片在第二腔体内电连接，从而在更换针头部时，只需要将针头部从针头座上拔出，无须拆卸其它部件。

附图说明

现将仅通过示例的方式，参考所附附图对本发明的实施方式进行描述，其中

图1是本发明提供的便于更换针头部的簧片式探针的结构示意图；

图2是本发明提供的针头部和针头座配合的结构示意图；

图3是本发明提供的针头部和针头座配合的剖面示意图；

图4是本发明提供的针头座的剖面示意图；

图5是图4的侧视图。

图中：

1、针头部；11、套管；12、电极；13、连接板；14、耐水胶；

2、针头座；21、第一腔体；22、过渡件；23、密封圈；211、第一凹槽；212、第二凹槽；221、第一台阶面；222、第二台阶面；223、盲孔；

3、探针杆；31、放大器盒；32、端盖；33、信号插座；

41、第一电路板；42、第二电路板；43、导线；44、地线；411、第一电连接区；412、第二电连接区；413、第一通孔；414、第二通孔；

5、簧片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

如图1所示，其为本发明提供的便于更换针头部的簧片式探针的结构示意图，该便于更换针头部的簧片式探针包括针头部1、针头座2、针头杆3和与针头杆3依次连接的放大器盒31、端盖32和信号插座33，其中：针头部1与针头座2为插接，针头座2与针头杆3为胶粘，针头杆3与放大器盒31为螺栓固定，放大器盒31与端盖32为螺栓固定，端盖32与信号插座33为螺纹连接。除了保证针头部1与针头座2为插接之外，其余部件的连接方式在此不进行具体限定，上述连接方式是优选方式。

具体地，针头部1包括套管11和部分地插入套管11内部的电极12，电极12的尖端为金属，周身上设有绝缘层，套管11插入到针头座2中，针头座2的外壳与地线44连接，电极12与导线43连接，放大器盒31内设有第二电路板42，第二电路板42的一端与导线43连接，另一端与地线44连接后与信号插座33焊接。如此完成了对探针的组装，同时为避免出现信号泄漏，通过将针头座2接地实现了针头座2的电磁屏蔽的作用。

请参阅图2，其为本发明提供的针头部1和针头座2配合的结构示意图。针头座2包括第一腔体21和与第一腔体21连接的过渡件22，过渡件22为两个且相对于第一腔体21的轴向对称设置，每个过渡件22均设有第一台阶面221，第一电路板41搭设于两个过渡件22位于同一侧的第一台阶面221上，使得第一电路板41和过渡件22形成第二腔体。

具体地，第一电路板41上设有第一电连接区411和第二电连接区412，第一电连接区411和第二电连接区412优选为覆铜形成的区域，因为覆铜不仅可以保证良好的电连接属性，还能起到一定的焊接固定作用，即通过第一电连接区411可使的第一电路板41固定于第一腔体21的一侧，从而起到了对第一电路板41的固定作用。

请参阅图3，其为本发明提供的针头部1和针头座2配合的剖面示意图。图1和图2中的电极12为单根，图3中的电极12为双根且等长，可以理解的是，电极12还可以为双根或多根，连接板13可以为一个、两个或多个，多根电极12互不干扰的平行分布在连接板13的两侧，而且每根电极12的长度全部相同、全部不同或部分相同，通过对电极12的根数和长度的不同设置，能够实现对不同气泡参数的测量。具体地，单电极电导探针(即单根电极12)可以测量两相流的局部空隙率和气泡频率，多电极电导探针(即双根或多根电极12)能测量气泡速度、气泡尺寸和界面浓度局部统计参数。

具体地，套管11内部还设有连接板13，电极12的一端与连接板13的一端电连接，电极12的另一端和连接板13的另一端均穿出套管11。进一步地，连接板13的单侧或双侧覆铜，以实现与电极12的连通，电极12与连接板13焊接或胶粘(采用导电胶粘附)，优选为焊接。

具体地，套管11内设有耐水胶14，电极12和连接板13插设于耐水胶14中，通过设置耐水胶14可防止液体进入到套管11中。在加工成型过程中，是先将电极12和连接板13连接固定于套管11内，再向其内部填充耐水胶14。具体地，第一腔体21的内部设有第一凹槽211，第一凹槽211内设有至少一个密封圈23，密封圈23能套设于套管11的外部，通过设置密封圈23可保证针头部1与针头座2插接位置的密封性，同时由于密封圈23具有弹性，使得密封圈23还能对套管11起到一定的紧固性。第一腔体21的外部设有第二凹槽212，第二凹槽212内填充有密封胶，以保证针头座2与针头杆3连接的密封性。

请参阅图2和图3，第一电连接区411与第一腔体21连接，第二电连接区412连接有容纳于第二腔体的簧片5，当套管11穿设于第一腔体21后，连接板13的另一端与簧片5在第二腔体内电连接，如此实现了针头部1与针头座2的插接。进一步地，第二电连接区412上开设有第一通孔413和第二通孔414，其中将簧片5插入第一通孔413中，并将导线43固定于第二通孔414中，如此实现了将电极12的尖端的电信号依次经连接板13、簧片5、第二电连接区412和导线43，最终传输到第二电路板42上。

具体地，为保证电磁屏蔽的效果，两个过渡件22分别设有一盲孔223，其中一个盲孔223连接有地线44。由于针头座2为金属材质制成，因此地线44能通过过渡件22和第一腔体21的传导作用和第一电连接区411实现导通。为避免地线44与导线43导通(会造成短路现象)，第一电连接区411和第二电连接区412隔开且均未与探针杆3触接。请参阅图3至图5，每个过渡件22还设有第二台阶面222，套管11插入第一腔体21内后抵接于第二台阶面222，如此当将套管11插入到第一腔体21内后，可根据套管11无法再继续插入，作为针头部1和针头座2插接完成的判断依据。也可以在套管1的周身上进行划线标记，以此作为针头部1和针头座2插接完成的判断依据，但优选以套管11无法再继续插入为判断依据。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，包括：

针头部(1)，其包括套管(11)以及插设于所述套管(11)内部的电极(12)和连接板(13)，所述电极(12)的一端与所述连接板(13)的一端电连接，所述电极(12)的另一端和所述连接板(13)的另一端均穿出所述套管(11)；

针头座(2)，其包括第一腔体(21)和与所述第一腔体(21)连接的过渡件(22)；

探针杆(3)，其插设于所述第一腔体(21)的外壁，并与所述过渡件(22)之间设有第一电路板(41)，所述第一电路板(41)和所述过渡件(22)形成第二腔体，所述第一电路板(41)上设有第一电连接区(411)和第二电连接区(412)，所述第一电连接区(411)和所述第二电连接区(412)隔开且均未与所述探针杆(3)触接；

所述第一电连接区(411)与所述第一腔体(21)连接，所述第二电连接区(412)连接有容纳于所述第二腔体的簧片(5)；

所述套管(11)可拆卸地穿设于所述第一腔体(21)，所述连接板(13)的另一端能与所述簧片(5)在所述第二腔体内电连接。

2.根据权利要求1所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述过渡件(22)为两个且相对于所述第一腔体(21)的轴向对称设置，每个所述过渡件(22)均设有第一台阶面(221)和第二台阶面(222)，所述第一电路板(41)搭设于两个所述过渡件(22)位于同一侧的所述第一台阶面(221)上，所述套管(11)插入所述第一腔体(21)内后抵接于所述第二台阶面(222)。

3.根据权利要求2所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，两个所述第一电路板(41)的所述第二电连接区(412)上分别设有第一通孔(413)，所述第一通孔被配置为插入所述簧片(5)，所述连接板(13)的另一端能插入两个所述簧片(5)之间。

4.根据权利要求2所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，两个所述第一电路板(41)的所述第二电连接区(412)上分别设有第二通孔(414)，两个所述过渡件(22)分别设有一盲孔(223)，每个所述第二通孔均连接有导线(43)，其中一个所述盲孔(223)连接有地线(44)。

5.根据权利要求4所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述探针杆(3)的另一端依次连接有放大器盒(31)、端盖(32)和信号插座(33)，所述放大器盒(31)内设有第二电路板(42)，所述第二电路板(42)的一端与所述导线(43)连接，另一端与所述地线(44)连接后与所述信号插座(33)焊接。

6.根据权利要求1所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述第一腔体(21)的内部设有第一凹槽(211)，所述第一凹槽(211)内设有至少一个密封圈(23)，所述密封圈(23)套设于所述套管(11)的外部。

7.根据权利要求1所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述第一腔体(21)的外部设有第二凹槽(212)，所述第二凹槽(212)内填充有密封胶。

8.根据权利要求1所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述套管(11)内设有耐水胶(14)，所述电极(12)和所述连接板(13)插设于所述耐水胶(14)中。

9.根据权利要求1所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述电极(12)为单根或双根，当为双根时，每根所述电极(12)的长度相同或不同。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的便于更换针头部的簧片式探针，其特征在于，所述电极(12)与所述连接板(13)焊接或胶粘。