CN109884354B - 一种便于更换针头部的插针式探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便于更换针头部的插针式探针，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所述套管内部的电极、连接板和插针，所述连接板分别与所述电极的一端和所述插针的一端电连接，所述电极的另一端和所述插针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通的第二腔体，所述第二腔体内设有插针座；所述套管可拆卸地穿设于所述第一腔体，所述插针的另一端能与所述插针座在所述第二腔体内触接。本发明提供的套管可拆卸地穿设于第一腔体，插针的另一端能与插针座在第二腔体内触接，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插针式探针

技术领域

本发明涉及气液相气泡特征测量技术领域，尤其涉及一种便于更换针头部的插针式探针。

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插针式探针，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插针式探针，包括：

针头部，其包括套管以及插设于所述套管内部的电极、连接板和插针，所述连接板分别与所述电极的一端和所述插针的一端电连接，所述电极的另一端和所述插针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通的第二腔体，所述第二腔体内设有插针座；

所述套管可拆卸地穿设于所述第一腔体，所述插针的另一端能与所述插针座在所述第二腔体内触接。

作为优选，所述插针固设于所述套管的一端，所述连接板为至少一个，每个所述连接板均设有至少一个所述电极和与所述电极电连接的所述插针。作为优选，所述插针座设有多个用于所述插针插入的连接孔和与所述连接孔连通的针头，所述插针座通过固定板固设于所述第二腔体内，所述针头穿设于所述固定板内。

作为优选，所述第二腔体的侧壁上设有盲孔，所述固定板上设有与所述盲孔对应的第一通孔、用于穿设所述针头的第二通孔和与所述第二通孔连通的第三通孔，所述第一通孔和所述盲孔内穿设有螺栓或锚栓，所述螺栓或所述锚栓连接有地线，所述第三通孔连接有与所述针头连接的导线。

作为优选，还包括插接于所述第一腔体外壁的针头杆，所述针头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电路板，所述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、所述连接板和所述插针均插设于所述耐水胶中。

作为优选，所述电极为至少一根，当为两根或多根时，每根所述电极的长度全部相同、全部不同或部分相同。

作为优选，所述连接板分别与所述电极和所述插针焊接或胶粘。

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，插针的另一端能与插针座在第二腔体内触接，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插针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是本发明提供的固定板的结构示意图。

图中：

1、针头部；11、套管；12、电极；13、连接板；14、插针；15、耐水胶；

2、针头座；20、插针座；21、第一腔体；22、第二腔体；23、密封圈；201、连接孔；202、针头；211、第一凹槽；212、第二凹槽；

3、针头杆；30、电路板；31、放大器盒；32、端盖；33、信号插座；

4、固定板；41、第一通孔；42、第二通孔；43、第三通孔；44、地线；45、导线。

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插针式探针的结构示意图，该便于更换针头部的插针式探针包括针头部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45连接，放大器盒31内设有电路板30，电路板30的一端与导线45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连通的第二腔体22(参见图3和图4)，第二腔体22的开口端固设有固定板4，固定板4用于将插针座20固设于第二腔体22内。第一腔体21的外壁设有第二凹槽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中的电极12为单根，图2和图3中的电极12为双根且等长，可以理解的是，电极12还可以为两根或多根，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)除了能测量以上两种参数外，还能测量气泡速度、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和插针14，连接板13分别与电极12的一端和插针14的一端电连接，电极12的另一端和插针14的另一端均穿出套管11。进一步地，若电极12为单根或双根，需在连接板13的单侧或双侧覆铜或其它金属材料，即可以是一根电极12或两根电极12粘附于一个连接板13上，以实现插针14与电极12的连通。若电极12为多根，则需多个连接板13，即可以是一根电极12或两根电极12粘附于一个连接板13上；或需一个连接板13，在该连接板13上隔开覆铜或其它金属材料，并在每个覆铜区域分别连接电极12的一端和插针14的一端。进一步地，连接板13分别与电极12和插针14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15，电极12、连接板13和插针14均插设于耐水胶15中，通过设置耐水胶15可防止液体进入到套管11中。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。

具体地，连接板13为至少一个，当电极12为1根时，插针14也可以为1根，但为了使连接板13在套管11和第二腔体内插接的更牢靠，在连接板13的没有电极12连接的一侧再设置1根插针13。也就是说，插针14的数量是连接板13的双倍，其中一个连接板13插接于两个插针14之间，如此可保证插针14插接的可靠性。但是，插针14的数量也可以不是连接板13的双倍，只要保证插针14与连接板13实现电连接即可。套管11可拆卸地穿设于第一腔体21，插针14的另一端能与插针座20在第二腔体22内触接，如此实现了针头部1与针头座2的插接。

请参阅图3至图5，插针座20设有多个用于插针14插入的连接孔201和与连接孔201连通的针头202，插针座20通过固定板4固设于第二腔体22内，针头202穿设于固定板4，如此实现了对插针座20与针头座2的固定。进一步地，第二腔体22的侧壁上设有盲孔，固定板4上设有与盲孔对应的第一通孔41、用于穿设针头202的第二通孔42和与第二通孔42连通的第三通孔43，第一通孔41和盲孔内穿设有螺栓或锚栓，螺栓或锚栓连接有地线44，第三通孔43连接有与针头202连接的导线45，如此实现了将电极12的尖端的电信号传输到电路板30且保证了针头座2的电磁屏蔽的效果。可以理解的是，导线45也可直接与针头202焊接，但没有先将导线45固定在第三通孔43内后再与针头202焊接的技术方案带来的固定效果好。

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 (7)

1.一种便于更换针头部的插针式探针，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)、连接板(13)和插针(14)，所述连接板(13)分别与所述电极(12)的一端和所述插针(14)的一端电连接，所述电极(12)的另一端和所述插针(14)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)连通的第二腔体(22)，所述第二腔体(22)内设有插针座(20)；

所述套管(11)可拆卸地穿设于所述第一腔体(21)，所述插针(14)的另一端能与所述插针座(20)在所述第二腔体(22)内触接；

所述插针(14)固设于所述套管(11)的一端，所述连接板(13)为至少一个，每个所述连接板(13)均设有至少一个所述电极(12)和与所述电极(12)电连接的所述插针(14)；

所述插针座(20)设有多个用于所述插针(14)插入的连接孔(201)和与所述连接孔(201)连通的针头(202)，所述插针座(20)通过固定板(4)固设于所述第二腔体(22)内，所述针头(202)穿设于所述固定板(4)内；

所述第二腔体(22)的侧壁上设有盲孔，所述固定板(4)上设有与所述盲孔对应的第一通孔(41)、用于穿设所述针头(202)的第二通孔(42)和与所述第二通孔(42)连通的第三通孔(43)，所述第一通孔(41)和所述盲孔内穿设有螺栓或锚栓，所述螺栓或所述锚栓连接有地线(44)，所述第三通孔(43)连接有与所述针头(202)连接的导线(45)。

2.根据权利要求1所述的便于更换针头部的插针式探针，其特征在于，还包括插接于所述第一腔体(21)外壁的针头杆(3)，所述针头杆(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)内设有电路板(30)，所述电路板(30)的一端与所述导线(45)连接，另一端与所述地线(44)连接后与所述信号插座(33)焊接。

3.根据权利要求1所述的便于更换针头部的插针式探针，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。

4.根据权利要求1所述的便于更换针头部的插针式探针，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。

5.根据权利要求1所述的便于更换针头部的插针式探针，其特征在于，所述套管(11)内设有耐水胶(15)，所述电极(12)、所述连接板(13)和所述插针(14)均插设于所述耐水胶(15)中。

6.根据权利要求1所述的便于更换针头部的插针式探针，其特征在于，所述电极(12)为至少一根，当为两根或多根时，每根所述电极(12)的长度全部相同、全部不同或部分相同。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的便于更换针头部的插针式探针，其特征在于，所述连接板(13)分别与所述电极(12)和所述插针(14)焊接或胶粘。

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