CN210625754U - 小型化超声流量传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型化超声流量传感器，涉及一种超声流量传感器。它包括壳体、压电元件、背衬、电路板、压环和连接线；压电元件位于壳体内空腔的底部；背衬位于压电元件上；电路板位于背衬上；压环的底部压在电路板上；连接线伸入压环内，连接线的引出线与电路板连接。本实用新型将传感器发射面及体积小型化，减小单位面积上压力对传感器稳定性的影响。

Description

小型化超声流量传感器

技术领域

本实用新型涉及一种超声流量传感器，更具体地说它是一种小型化超声流量传感器。

背景技术

市场上应用的超声流量传感器存在以下几方面的问题：

1)体积相对较大，发射面在

高度≥10mm，体积大不便于安装孔的小型化；另外发射面大，作用在单位面积上的压力大，对传感器的稳定性带来影响；

2)壳体大小圆柱型连接部形成台阶，密封圈直接套在小圆柱型上，通过挤压方式使密封圈产生形变而达到密封作用，这种设计会导致密封圈易老化和装配中传感器与底部反射面不垂直灵敏度下降的问题；

3)传感器采用压电陶瓷芯片两极直接与连接线焊接，没有中间电路板焊接过渡，内应力不能很好释放导致开路；

4)压电元件直接粘接壳体底部，无定位，粘接层的厚度一致性无法保证，阻抗匹配差异大、带宽窄，灵敏度低；

5)传感器都是采用压电陶瓷芯片发射面通过粘接胶与壳体粘接在一起，上部直接灌密封胶，在温度、压力环境下导致输出信号的重复性差。

因此，有必要进行改进。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种小型化超声流量传感器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：小型化超声流量传感器，其特征在于：包括壳体、压电元件、背衬、电路板、压环和连接线；所述压电元件位于壳体内空腔的底部；所述背衬位于压电元件上；所述电路板位于背衬上；所述压环的底部压在电路板上；所述连接线伸入压环内，连接线的引出线与电路板连接；

所述壳体高度小于9mm，发射面直径为8-10mm。

在上述技术方案中，所述壳体外侧下部呈小圆柱型，外侧上部呈大圆柱型，小圆柱型与大圆柱型连接处有内嵌入式凹槽。

在上述技术方案中，所述空腔包括位于顶部的大空腔和位于大空腔下方的小空腔；所述压环顶部为盖帽，盖帽压在大空腔和小空腔之间形成的台阶上。

在上述技术方案中，还包括屏蔽环；所述屏蔽环压在盖帽上，并与电路板正极连接。

在上述技术方案中，所述电路板上有四位焊盘。

在上述技术方案中，所述四位焊盘包括两个大焊盘和两个小焊盘；所述压电元件的正负极与一个大焊盘和一个小焊盘连接；所述连接线的引出线与另一个大焊盘和另一个小焊盘连接。

在上述技术方案中，所述压环中下部的圆周半径略大于壳体内径，盖帽厚度小于大空腔和小空腔形成台阶的高度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)将传感器发射面及体积小型化，发射面为

总高度小于9mm，减小单位面积上压力对传感器稳定性的影响。

2)小圆柱型与大圆柱型连接处有内嵌入式凹槽，提供一种更优的密封、减震壳体结构设计。

3)电路板采用四位焊盘，四根连接线相互独立，解决直接焊接对电路板的破坏及在温压环境下内应力的释放。

4)大空腔和小空腔形成的台阶，对压环下压的力度和底部胶层厚度一致性能有控制和定位，解决因胶层厚度不一致和装配时下压的力度大小无法很好控制，而出现阻抗匹配差异大、带宽窄、灵敏度低的问题；

5)本实用新型能大大提高装配效率、灵敏度和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为壳体的结构示意图。

图3为压环的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：小型化超声流量传感器，包括壳体1、压电元件2、背衬3、电路板4、压环5和连接线6；所述压电元件2位于壳体1内空腔11的底部；所述背衬3位于压电元件2上；所述电路板4位于背衬3上；所述压环5的底部压在电路板4上；所述连接线6伸入压环5内，连接线6的引出线与电路板4连接；

所述壳体1高度小于9mm，发射面直径为8-10mm；将壳体1发射面和体积小型化，能减小单位面积上压力对本实用新型稳定性的影响。

所述壳体1外侧下部呈小圆柱型12，外侧上部呈大圆柱型13，小圆柱型12与大圆柱型13互为相互连接的同心结构，小圆柱型12与大圆柱型13连接处有内嵌入式凹槽14；提供一种更优的密封、减震壳体结构设计。

所述空腔11包括位于顶部的大空腔111和位于大空腔111下方的小空腔112，大空腔111和小空腔112为同心结构；所述压环5上部为盖帽51，盖帽51压在大空腔111和小空腔112之间形成的台阶上；台阶对压环5下压的力度和底部胶层厚度一致性能有很好控制和定位，能够减小阻抗、提高带宽和灵敏度。

还包括屏蔽环7；所述屏蔽环7压在盖帽51上，并与电路板4正极连接；屏蔽环7与电路板4正极连接，屏蔽环7与铜管段导通，提高抗外部干扰能力及释放静电。

所述电路板4上有四位焊盘。

所述四位焊盘包括两个大焊盘和两个小焊盘；所述压电元件2的正负极与一个大焊盘和一个小焊盘连接；所述连接线6的引出线与另一个大焊盘和另一个小焊盘连接；解决直接焊接对电极板4的破坏及有效释放本实用新型受外部压力、温度及热胀冷缩等环境下内应力，提高本实用新型的可靠性。

所述压环5中下部的圆周半径略大于壳体1内径，盖帽51厚度小于大空腔111和小空腔112形成台阶的高度；提高装配效率及有效将压电元件2锁紧在壳体1中提高传感器的稳定性。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (7)

1.小型化超声流量传感器，其特征在于：包括壳体(1)、压电元件(2)、背衬(3)、电路板(4)、压环(5)和连接线(6)；所述压电元件(2)位于壳体(1)内空腔(11)的底部；所述背衬(3)位于压电元件(2)上；所述电路板(4)位于背衬(3)上；所述压环(5)的底部压在电路板(4)上；所述连接线(6)伸入压环(5)内，连接线(6)的引出线与电路板(4)连接；

所述壳体(1)高度小于9mm，发射面直径为8-10mm。

2.根据权利要求1所述的小型化超声流量传感器，其特征在于：所述壳体(1)外侧下部呈小圆柱型(12)，外侧上部呈大圆柱型(13)，小圆柱型(12)与大圆柱型(13)连接处有内嵌入式凹槽(14)。

3.根据权利要求1或2所述的小型化超声流量传感器，其特征在于：所述空腔(11)包括位于顶部的大空腔(111)和位于大空腔(111)下方的小空腔(112)；所述压环(5)上部为盖帽(51)，盖帽(51)压在大空腔(111)和小空腔(112)之间形成的台阶上。

4.根据权利要求3所述的小型化超声流量传感器，其特征在于：还包括屏蔽环(7)；所述屏蔽环(7)压在盖帽(51)上，并与电路板(4)正极连接。

5.根据权利要求4所述的小型化超声流量传感器，其特征在于：所述电路板(4)上有四位焊盘。

6.根据权利要求5所述的小型化超声流量传感器，其特征在于：所述四位焊盘包括两个大焊盘和两个小焊盘；所述压电元件(2)的正负极与一个大焊盘和一个小焊盘连接；所述连接线(6)的引出线与另一个大焊盘和另一个小焊盘连接。

7.根据权利要求5所述的小型化超声流量传感器，其特征在于：所述压环(5)中下部的圆周半径略大于壳体(1)内径，盖帽(51)厚度小于大空腔(111)和小空腔(112)形成台阶的高度。

Images