CN110161127A - 超音波传感装置 - Google Patents

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Abstract

一种超音波传感装置，包括一由二盖体部界定出的一容置空间及一位于该容置空间中央的定位空间及一贯穿二该盖体部的第一通道的支撑主体以及一具有一设于该定位空间内的本体部、至少一自该本体部延伸而设于该容置空间的感测通道部、至少一设于该感测通道部的一端面的压电单元及一贯穿该本体部的第二信道的超音波传感件。其中，该定位空间的内径大于该容置空间的内径，且感测通道部的外径小于该容置空间的内径，使该感测通道部与该容置空间之间形成有一间隙，且该压电单元于该容置空间外部而能与外界接触。

Description

超音波传感装置
技术领域
本发明是有关于一种超音波传感装置，特别是指一种具有高强度安装结构与低噪度的超音波传感装置。
背景技术
为了量测射出成型装置内呈高温高压的融熔液体的状态，通常是使用一超音波传感器进行非接触量测，而为了保护该超音波传感器，一般是通过一附加固定件将该超音波传感器固定在该射出成型装置的外围进行量测。
然而，以此方式进行量测时，该超音波传感器与该融熔液体之间具有许多界面阻隔，也就是说，该超音波传感器所发出的超音波信号必须穿射附加固定件、射出成型装置等多个界面才能抵达该融熔液体，再经由该融熔液体将超音波信号反射回来，而造成检测机制上的间接效应，即，超音波信号经过许多的间接界面而形成了非直接波界面，不仅会降低信号强度、产生信号干扰，还容易直接影响信号解析的效果，从而需要额外的信号处理，造成繁琐耗时的技术作为。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种超音波传感装置，特别是指一种具有高强度安装结构与低噪度的超音波传感装置。
根据上述目的，本发明提出一种超音波传感装置，包括一支撑主体以及一超音波传感件。该支撑主体包含二盖体部，每一该盖体部具有一第一面、一相反于该第一面的第二面、一形成于该第一面的凹槽，及一由该凹槽贯穿该第二面的第一通道，每一该凹槽的中央具有一复合面，二该盖体部的该第一面彼此相互设置，而让二该凹槽彼此相对应并共同配合界定出一个具有二相反开口的容置空间，该容置空间的中央由二该复合面共同界定出一定位空间，且该定位空间的内径大于该容置空间的内径。该超音波传感件设置于该容置空间，并包含一设置于该定位空间的本体部、至少一设置该本体部并朝相反方向延伸而位于该容置空间内的感测通道部、至少一位于该感测通道部的一端面的压电单元及一贯穿该本体部的第二通道，其中，该感测通道部的外径略小于该容置空间的内径，使该感测通道部与该容置空间之间形成有一间隙，该压电单元由该容置空间的其中一开口露出而能与外界接触，且二该第一信道与该第二信道位于一轴线。
于一实施例中，该超音波传感件包含二分别位于该本体部朝反向延伸的该感测通道部以及二位分别于二该感测通道部的一端面的压电单元，且该等压电单元分别由该容置空间的二该开口处露出，而分别能与外界接触。
于一实施例中，每一个该凹槽是由一自该第一面向下形成的凹面所界定出，而每一该复合面是利用斜面、多边形或曲面的其中之二所组构而成，该第一通道形成于复合面。
于一实施例中，该复合面与该凹槽之间具有高低差，而使该定位空间与该容置空间的交界处形成一阶差结构。
于一实施例中，该第二通道的截面是包含二相间隔的弧形区，及二位于该两个弧形区之间的平面区，且二该平面区与该本体部的两端面平行。
于一实施例中，该支撑主体还包含一由其中的一该盖体部的该第二面远离该盖体部延伸的延伸部，且其中的一该第一通道并延伸至该延伸部内。
于一实施例中，该支撑主体还包含一设置于该延伸部反向于该盖体部一端的固定部。
于一实施例中，该支撑主体还包含一包覆于二该盖体部外表面的抗噪层。
于一实施例中，二该盖体部还分别包括复数形成于二该凹槽外且彼此相配合的螺孔，该超音波传感装置还包含一锁固单元，该锁固单元藉由复数该螺孔固定二该盖体部。
通过上述技术方案，本发明相较于现有技术，实质可有效达成下列有益效果：
本发明利用该超音波传感件稳固的夹置在二该盖体部之间的该定位空间中，且令该感测通道部与该容置空间之间形成有一间隙，并将该压电单元由该容置空间的任一该开口露出或于该超音波传感件两端同时设置压电单元而于该容置空间的二该开口露出，使一待测物通过位于同一轴线的二该第一信道与该第二信道时，能藉由该压电单元直接进行量测，并由该间隙建构一减少信号噪音的结构。
附图说明
图1为本发明第一实施态样的分解示意图。
图2为本发明超音波传感件第一实施态样的立体示意图。
图3为本发明超音波传感件第一实施态样的上视图。
图4为本发明第一实施态样的剖面示意图。
图5为本发明第二实施态样的分解示意图。
图6为本发明超音波传感件第二实施态样的立体示意图。
图7为本发明超音波传感件第三实施态样的立体示意图。
图8为本发明超音波传感件第四实施态样的立体示意图。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：
请同时参阅图1至图4所示，如图所示可清楚看出，本发明所提出的一种超音波传感装置10，包括一支撑主体20、一设置于该支撑主体20内的超音波传感件30以及一锁固单元40。该支撑主体20包括二盖体部21、一自其中一该盖体部21延伸的延伸部22以及一设置在该延伸部22反向于该盖体部21一端的固定部23。具体地说，每一该盖体部21具有一第一面211、一相反于该第一面211的第二面212、一形成于该第一面211的凹槽213、一由该凹槽213贯穿该第二面212的第一通道214以及多个形成于该第一面211而位于该等凹槽213外的螺孔215。详细地说，每一该盖体部21上的该凹槽213是由一自该第一面211向下形成呈圆弧曲状的凹面所界定而出，且该凹槽213的中央形成有一利用斜面、多边形或曲面等所组构而成的复合面216。该第一通道214是形成于该复合面216而贯穿至该第二面212。其中，该复合面216与该凹槽213的接面处分别具有高低差，而分别形成有一阶差结构217。该延伸部22是自其中一该盖体部21的该第二面212远离该盖体部21延伸，且其中的一该第一通道214并延伸至该延伸部22内。该固定部23是由该延伸部22反向于该盖体部21一端的周缘向外延伸而概呈圆盘状，且具有复数用以与一外在装置相连接的螺孔。
在本实施例中，将二该盖体部21的该第一面211彼此相向设置，而每一该盖体部21的该凹槽213彼此相对应设置，以令二该盖体部21上的二该凹槽213共同配合界定出一容置空间201，而二该盖体部21上的二该复合面216共同配合界定出一定位空间202，该定位空间202位于该容置空间201的中央将该容置空间201区隔成二部份，使该容置空间201具有二相反且概呈圆柱空间的开口203，从而将该超音波传感件30设置于该定位空间202与该容置空间201中，并藉二该盖体部21的该螺孔215彼此相配合，而通过该锁固单元40的多个锁固件41穿透多个该螺孔215，以将二该盖体部21彼此相连接，一并让该超音波传感件30稳固位于该定位空间202与该容置空间201中。要说明的是，多个该锁固件41是以四个螺丝为例做说明，但并不限于此，只要能将二该盖体部21固定并让该超音波传感件30稳固的位于该定位空间202与该容置空间201中即可。
该超音波传感件30延伸设置在该容置空间201与该定位空间202中，包括一尺寸与形状均实质与该定位空间202相配合的本体部31、二设置该本体部31并朝相反方向延伸而位于该容置空间201内的感测通道部32、二分别设于二该感测通道部32的一端面的压电单元33及一贯穿该本体部31的第二通道34。其中，该超音波传感件30的该本体部31即设置于二该复合面216所界定出来的该定位空间202，而二该感测通道部32则设置于二该凹槽213所界定出来的该容置空间201，且二该感测通道部32的外径略小于该容置空间201的内径，而该第二通道34与二该第一通道214位于同一轴线而彼此相连通，而二该压电单元33则分别由该容置空间201的二该开口203露出，而能与外界接触。
要特别说明的是，由于本实施的该凹槽213与该复合面216所划分的该容置空间201与该定位空间202的两交界处分别具有一阶差结构217，换言之，该定位空间202的内径会大于该容置空间201的内径。因此，该超音波传感件30的该本体部31的外周面是配合二该复合面216而设计，也就是说，该超音波传感件30的该本体部31自该感测通道部32的外径于对应该定位空间202的部份会均匀的往径向方向凸出，使该本体部31与该阶差结构217相配合而紧密的卡合于该定位空间202中，而位于该本体部31二侧的二该感测通道部32则分别位于二该容置空间201中，而该容置空间201的内径略大于该感测通道部32的外径，致使二该感测通道部32的外壁与该容置空间201的内部之间形成有一间隙50。
此处若要将本发明的该超音波传感装置10安装于一射出成型装置(图式中未表示)时，主要通过多个螺丝穿设该固定部23的多个该螺孔，而让该超音波传感装置10安装于该射出成型装置的一射出喷嘴上。其中，该固定部23的设计可依不同的射出成型装置而有不同设计，以让该超音波传感装置10简易且快速的安装或拆卸。详细地说，当该超音波传感装置10安装于射出喷嘴上时，射出成型装置内的融熔液体会经由该第一通道214流通至该第二通道34，当流经该第二通道34时，即可通过位于二该感测通道部32外部的压电单元33施加与接收超音波信号以进行检测。
值得说明的是，由于本发明的该超音波传感装置10的二该盖体部21是以上下接合而让该超音波传感件30锁固于其中，且让该等压电单元33位于融熔液体流经的两侧。因此，能让该超音波传感件30提高抵抗融熔液体于该第二通道34内部产生的高压。此外，该超音波传感件30的该本体部31是被包覆在由斜面、多边形或曲面等所组构而成的该定位空间202中，因此，当该融熔液体流经该超音波传感件30的该第二通道34时，该本体部31的相对应两侧所接受的压力均等，因而能使该第二通道34形成稳定的工作结构区间。
为了降低该超音波传感件30于检测该融熔液体时的噪声与噪度，可进一步的形成一包覆于二该盖体部21外表面的抗噪层(图式中未表示)，该抗噪层主要使用高强度减噪物质，而藉由高温涂布并烧结于该盖体部21的外表面，从而能使该超音波传感件30具有减噪性能。此外，该超音波传感件30的该本体部31通过该定位空间202夹置时，藉由该容置空间201与二该感测通道部32间的该间隙50，减少该超音波传感件30与二该盖体部21间的接触面积，进而提供了良好的减噪性能结构。
更值得说明的是，该超音波传感件30的该第二通道34的截面并非现有的圆形截面，该第二通道34的截面是由二个间隔相对的弧形区341，及位于二该弧形区341之间的平面区342所构成，且二该平面区342会实质与该本体部31的二个端面平行。当该融熔液体流经该第二通道34时，能藉由该弧形区341与该平面区342的组合设置，对于具有黏弹性及以层流流动的融熔液体，会产生暂时停留于该平面区342的现象，而能提供二该压电单元33具有一可靠且稳定的检测。
此外，又如同图5及图6所示，在本实施例中，该超音波传感件30是以该本体部31的一侧延伸设置有一感测通道部32，并于该感测通道部32的外侧设置一压电单元33为实施态样。换句话说，可仅于该本体部31的其中一端面设置一该压电单元33，此时，可藉由脉冲反射(pulse-echo)机制于一该压电单元33发射及接受超音波信号。也可如图2所示的实施例，于该本体部31的两相反端面均设置该压电单元33，而通过脉冲穿透(pulse-transmit)机制于其中一个该压电单元33发射超音波信号，而于以另一该压电单元33接收超音波信号，如此能进行不同检测群组的安排及检测运用。
如图7至图8所示，在本创作中，由于该超音波传感件30的该本体部31是与该定位空间202(如图4所示)具有相同的尺寸与形状，而该定位空间202是由二利用斜面、多边形或曲面的其中之二所组构而成的该复合面216所界定而成，因此能够使该本体部31有效的被固定在该定位空间202内部，并可以有效地防止该本体部31内于该定位空间202内转动，而避免该第一通道214与该第二通道34之间产生偏位的现象发生。
综上所述，本发明超音波传感装置10，藉由将二该盖体部21的二该凹槽213与二该复合面216相对应设置，并配合该阶差结构217的设计，而将该超音波传感件30稳固的设置于该定位空间202中且使该感测通道部32于该容置空间201内形成有一该间隙50，并通过包覆二该盖体部21外表面的抗噪层及二该凹槽213的接触机制，从而减少该本体部31与二该盖体部21之间的反射波而具有良好的减噪性能，并将该超音波传感件30的该第二通道34的截面设计成由弧形区341与平面区342共同组合，以提供一更可靠且稳定的检测，故确实能达成本发明的目的。

Claims (9)

1.一种超音波传感装置，其特征在于，包括：
一支撑主体，包含二盖体部，每一该盖体部具有一第一面、一相反于该第一面的第二面、一形成于该第一面的凹槽，及一由该凹槽贯穿该第二面的第一通道，每一该凹槽的中央具有一复合面，二该盖体部的该第一面彼此相互设置，而让二该凹槽彼此相对应并共同配合界定出一个具有二相反开口的容置空间，该容置空间的中央由二该复合面共同界定出一定位空间，且该定位空间的内径大于该容置空间的内径；以及
一超音波传感件，设置于该容置空间，并包含一设置于该定位空间的本体部、至少一设置该本体部并朝相反方向延伸而位于该容置空间内的感测通道部、至少一位于该感测通道部的一端面的压电单元及一贯穿该本体部的第二通道，其中，该感测通道部的外径略小于该容置空间的内径，使该感测通道部与该容置空间之间形成有一间隙，该压电单元由该容置空间的其中一开口露出而能与外界接触，且二该第一信道与该第二信道位于一轴线。
2.如权利要求1所述超音波传感装置，其特征在于，该超音波传感件包含二分别位于该本体部朝反向延伸的该感测通道部以及二位分别于二该感测通道部的一端面的压电单元，且该等压电单元分别由该容置空间的二该开口处露出，而分别能与外界接触。
3.如权利要求1所述超音波传感装置，其特征在于，每一个该凹槽是由一自该第一面向下形成的凹面所界定出，而每一该复合面是利用斜面、多边形或曲面的其中之二所组构而成，该第一通道形成于复合面。
4.如权利要求3所述超音波传感装置，其特征在于，该复合面与该凹槽之间具有高低差，而使该定位空间与该容置空间的交界处形成一阶差结构。
5.如权利要求1所述超音波传感装置，其特征在于，该第二通道的截面是包含二相间隔的弧形区，及二位于该两个弧形区之间的平面区，且二该平面区与该本体部的两端面平行。
6.如权利要求1所述超音波传感装置，其特征在于，该支撑主体还包含一由其中的一该盖体部的该第二面远离该盖体部延伸的延伸部，且其中的一该第一通道并延伸至该延伸部内。
7.如权利要求6所述超音波传感装置，其特征在于，该支撑主体还包含一设置于该延伸部反向于该盖体部一端的固定部。
8.如权利要求1所述超音波传感装置，其特征在于，该支撑主体还包含一包覆于二该盖体部外表面的抗噪层。
9.如权利要求1所述超音波传感装置，其特征在于，二该盖体部还分别包括多个形成于二该凹槽外且彼此相配合的螺孔，该超音波传感装置还包含一锁固单元，该锁固单元藉由多个该螺孔固定二该盖体部。
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