CN211668580U - 一种旋进漩涡式气体流量压电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于流量传感器技术领域，具体公开了一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，包括外壳以及高温屏蔽护套线，外壳通过内螺纹连接有调节螺丝，外壳与调节螺丝之间依次连接有压电元件和绝缘垫片；调节螺丝和绝缘垫片均为中空结构，且中空的内部均布置有中空绝缘套管；高温屏蔽护套线的负极线与调节螺丝电性连接，高温屏蔽护套线的信号芯线穿过中空绝缘套管与压电元件的正极电连接；外壳后侧的内部灌封有耐高温防潮环氧树脂，外壳的顶端外部螺纹连接有保护套。本实用新型内部利用调节螺丝给压电陶瓷元件预应力，不需要粘胶，灵敏度高、一致性好、不易开裂；外壳采用一体式设计，既不需要螺纹连接，也不需要激光焊，密封性、安全性和可靠性好。

Description

一种旋进漩涡式气体流量压电传感器

技术领域

本实用新型涉及流量传感器技术领域，具体为一种旋进漩涡式气体流量压电传感器。

背景技术

超声波流量计是测量气体、液体等流体流量的装置，而压电传感器是流量计的关键部件之一。

在现有技术的压电传感器中，一般都采用一片压电陶瓷圆片和一片金属圆片经导电胶粘结起来做成弯曲圆盘式复合振子，压电陶瓷圆片和金属圆片必须足够平整才能粘结牢靠。金属圆片宜选择线性膨胀系数与压电陶瓷最接近的金属为好。压电陶瓷圆片和金属圆片都比较薄，胶层的厚度对一致性影响很大，在长期的温度变化和振动过程中也容易开胶失灵。有一些是利用匹配层露在外面，在长期使用过程中，匹配层会黏附一层物质，导致灵敏度下降。

于是市场上出现了一种全新的气体超声波流量传感器，如申请号为CN108680211A的发明专利“一种气体超声波流量传感器”，在前端的压电元件和外壳之间是塑胶材质的匹配层，在后部用灌封胶将衬板、压电单元和匹配片密封设置在外壳内。但也同时存在两个问题：（1）压电元件无法施加较大的预应力，灵敏度低。（2）后部的外接套和前部的底座套为分体式，靠螺纹和胶水连接，存在气体泄漏的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，包括外壳以及高温屏蔽护套线，外壳底部内侧通过内螺纹连接有调节螺丝，外壳与调节螺丝的底端之间依次连接有压电元件和绝缘垫片；所述调节螺丝和绝缘垫片均为中空结构，且中空的内部均布置有中空绝缘套管；所述高温屏蔽护套线上设有负极线以及信号芯线，负极线远离高温屏蔽护套线的一端与调节螺丝电性连接，信号芯线穿过中空绝缘套管与压电元件的正极电连接；所述外壳后侧的内部灌封有耐高温防潮环氧树脂，外壳的顶端外部螺纹连接有保护套。

优选的，所述外壳的材质选用316不锈钢。

优选的，所述压电元件的尺寸为φ5.3x1.5mm，采用接收型p14压电材料，因为该种材料具有较高的压电应变常数d33=6.4×10-10c/n，意味着用它制作的超声压电振子接收灵敏度较高；所述压电元件的正极连接绝缘垫片，负极连接外壳的前感应面，可保证较好的指向性，对横向气流的冲击干扰较小。

优选的，所述调节螺丝的力矩为23-35NM，利用调节螺丝给压电元件施加一定的预应力，用以保证在整个振动过程中压电元件始终处于被压缩状态，以获得较高灵敏度的同时不容易开裂，还可以调节一致性。

优选的，传感器的外径为7mm，总长为20-38mm，可适用不同的管径。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型内部利用内螺纹和调节螺丝给压电元件预应力，操作简单，不需要粘胶，灵敏度高、一致性好、不易开裂；外壳采用一体式设计，既不需要螺纹连接，也不需要激光焊，密封性、安全性和可靠性好。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1、外壳；2、调节螺丝；3、压电元件；4、绝缘垫片；5、中空绝缘套管；6、高温屏蔽护套线；7、负极线；8、信号芯线；9、耐高温防潮环氧树脂；10、保护套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，包括外壳1以及高温屏蔽护套线6，外壳1底部内侧通过内螺纹连接有调节螺丝2，外壳1与调节螺丝2的底端之间依次连接有压电元件3和绝缘垫片4；所述调节螺丝2和绝缘垫片4均为中空结构，且中空的内部均布置有中空绝缘套管5；所述高温屏蔽护套线6上设有负极线7以及信号芯线8，负极线7远离高温屏蔽护套线6的一端与调节螺丝2电性连接，信号芯线8穿过中空绝缘套管5与压电元件3的正极电连接；所述外壳1后侧的内部灌封有耐高温防潮环氧树脂9，外壳1的顶端外部螺纹连接有保护套10。

进一步的，所述外壳1的材质选用316不锈钢。

进一步的，所述压电元件3的尺寸为φ5.3x1.5mm，采用接收型p14压电材料；所述压电元件3的正极连接绝缘垫片4，负极连接外壳1的前感应面。

进一步的，所述调节螺丝2的力矩为23-35NM，用以保证在整个振动过程中压电元件3始终处于被压缩状态。

工作原理：本实用新型整体装配时，将压电元件3和绝缘垫片4装配到壳体1的内底部，调节螺丝2固接在绝缘垫片4的顶部，通过转动调节螺丝2并配合壳体1内部的内螺纹给压电元件3施加预应力，操作简单，不需要粘胶，灵敏度高、一致性好、不易开裂；外壳1采用一体式设计，既不需要螺纹连接，也不需要激光焊，密封性、安全性和可靠性好。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，其特征在于，包括外壳（1）以及高温屏蔽护套线（6），外壳（1）底部内侧通过内螺纹连接有调节螺丝（2），外壳（1）与调节螺丝（2）的底端之间依次连接有压电元件（3）和绝缘垫片（4）；所述调节螺丝（2）和绝缘垫片（4）均为中空结构，且中空的内部均布置有中空绝缘套管（5）；所述高温屏蔽护套线（6）上设有负极线（7）以及信号芯线（8），负极线（7）远离高温屏蔽护套线（6）的一端与调节螺丝（2）电性连接，信号芯线（8）穿过中空绝缘套管（5）与压电元件（3）的正极电连接；所述外壳（1）后侧的内部灌封有耐高温防潮环氧树脂（9），外壳（1）的顶端外部螺纹连接有保护套（10）。

2.根据权利要求1所述的一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，其特征在于：所述外壳（1）的材质选用316不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，其特征在于：所述压电元件（3）的尺寸为φ5.3x1.5mm，采用接收型p14压电材料；所述压电元件（3）的正极连接绝缘垫片（4），负极连接外壳（1）的前感应面。

4.根据权利要求1所述的一种旋进漩涡式气体流量压电传感器，其特征在于：所述调节螺丝（2）的力矩为23-35NM，用以保证在整个振动过程中压电元件（3）始终处于被压缩状态。

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