CN214539381U - 一种超声波氧浓度测量组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及便携式制氧机的氧气浓度测量领域，特别涉及一种超声波氧浓度测量组件，包括电路板；及氧浓度测量部，所述氧浓度测量部固定/或可拆卸地连接于电路板的一个侧面，其上开设有开口A和开口B，所述开口A的边缘向外延伸至与电路板的表面相抵；及超声波换能器A和超声波换能器B，相对设置于氧浓度测量部上；及温度感应部，所述温度感应部贴装于电路板上，所述温度感应部位于开口A的边缘向外延伸所围成的区域内；及一扩散部，其一端与开口B相连通，另一端与输氧管路相连通，用于实现输氧管路内气体和氧浓度测量部内气体之间的扩散。本实用新型的有效益效果是有利于氧浓度计算中收集到更加精确的数据，保证计算氧浓度的准确性。

Description

一种超声波氧浓度测量组件

技术领域

本实用新型涉及便携式制氧机的氧气浓度测量领域，特别涉及一种超声波氧浓度测量组件。

背景技术

在便携式制氧机中，需要不定时的或者实时地检测产出氧气的浓度，当浓度不达标时，需要告知用户，有的便携式制氧机，还需要根据氧浓度的变化，进行其他部分性能的调整，以尽可能地满足用户在不同状态下对氧气的需求。

现有技术中，通常将氧浓度测量部设置在输氧管路上，给用户输送的氧气通过氧浓度测量部之后继续输送给用户，通常在测量部内相对设置两个超声波换能器，交替进行超声波信号收发进而测算传播时间，利用超声波信号在气体内的传播的时间数据和管内氧气的温度数据，进行氧浓度的测算。

但超声波信号对气体流场的状态十分敏感，所以杂乱的气流环境，会导致超声波信号衰减，同样，测量部内的障碍物也同样会衰减超声波信号，导致最终在气体内传播的时间数据结果不准确，最后测得的浓度也不准确，同样温度数据的准确性，也直接影响了最终计算浓度的准确性。

实用新型内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型提供了一种超声波氧浓度测量组件，通过改进了温度感应部在氧浓度测量部中的布置，以及电路板上、温度感应部周围导热情况的改进，使得氧浓度测量中使用到的超声波信号的传播时间和流体中的温度都更加精确，最后使得计算的氧气浓度也更加准确。

本方案具体包括：一种超声波氧浓度测量组件，包括：

一电路板；及，

一氧浓度测量部，所述氧浓度测量部固定/或可拆卸地连接于电路板的一个侧面，其上开设有开口A和开口B，所述开口A的边缘向外延伸至与电路板的表面相抵；及,

超声波换能器A和超声波换能器B，分别通过密封方式设置于氧浓度测量部上，且位于开口A和开口B的两侧，且两个超声波换能器均与电路板上的电路电性连接；及，

一温度感应部，所述温度感应部贴装于电路板上，所述温度感应部位于开口A的边缘向外延伸所围成的区域内；及，

一扩散部，其一端与开口B相连通，另一端与输氧管路相连通，用于实现输氧管路内气体和氧浓度测量部内气体之间的扩散，所述输氧管路用于连通制氧单元与用户需氧处，所述制氧单元用于制造氧气。

进一步地，所述开口A的边缘向外延伸部分与电路板之间密封设置。

进一步地，所述开口A的边缘向外延伸部分的外围电路板上开设有若干镂空区域。

进一步地，所述开口A的边缘向外延伸部分围成的空间内的电路板的表面铺设有裸露金属片。

进一步地，所述开口A的边缘向外延伸部分围成的空间在电路板的另一面上镜像对应的区域内不设置有金属片。

进一步地，所述镂空区域所围成的区域内的电路板上远离温度感应部的一侧表面不设置铜片。

进一步地，所述扩散部内设置有扩散通道，所述扩散通道连通开口B和输氧管路，所述扩散通道为纵截面为1条或者多条曲折状通道；或者所述扩散通道为若干层间隔设置的镂空板组成，各个所述镂空板之间的镂空区域间隔设置；或者所述扩散通道内设置有若干条直通道，且直通道与输氧管路中气体流向相垂直或者成一定角度；或者所述扩散通道内从上到下间隔设置有若干隔板，若干所述隔板之间相互间隔且错开设置；或者所述扩散通道从上到下间隔设置有若干隔板，若干所述隔板呈百叶窗结构布置。

本实用新型具有以下有益效果：(1)本实用新型用贴装于电路板表面的温度感应部代替原来插设在空间中央的温度感应结构，减小了对超声波换能器发射的超声波信号的衰减，有利于超声波信号的顺利传播和检测结果的准确性； (2)本实用新型在温度感应部周围的电路板上设置导热金属，增加了温度感应部对氧浓度测量部内气体温度的感知力，提升了检测的准确性；(3)本申请中，在温度感应部所在位置处的电路板上、氧浓度测量部与电路板密封相接处外围，开设的若干镂空，大大减小了电路板上其他元件工作时产生的热量对真实数值的干扰，提升温度测试的准确性；(4)同时电路板的背面、与在氧浓度测量部与电路板密封相接处镜像对应的位置，不设置导热金属，以防止对周围元件的热量的感知，减少干扰温度，进一步提升了温度检测的准确性。综上，对于氧浓度测量过程中利用超声波测量氧浓度的方式，分别在超声波传播数据和温度数据的采集上，做了优化，得到的结果更加准确，最后计算的浓度也将更加准确。

附图说明

图1是本实用新型所提供一个实施例电路板、氧浓度测量部和扩散管的组合的立体结构示意图；

图2是本实用新型所提供一个实施例的氧浓度测量部的第一立体结构示意图；

图3是本实用新型所提供一个实施例中电路板、氧浓度测量部和扩散管的组合的俯视示意图；

图4是图3中A部分的结构放大、部分剖视示意图；

图5本实用新型所提供一个实施例中电路板上设置有镂空、温度感应部和裸露铜片的结构示意图；

图6是本实用新型所提供一个实施例中电路板、氧浓度测量部和扩散管的组合的第二立体结构示意图；

图中：1、氧浓度测量部 11、开口A 12、开口B 2、电路板 21、密封圈 22、铜片23、镂空区域 24、螺栓 31、超声波换能器A 32、超声波换能器B 4、温度感应部 5、扩散部 51、扩散通道 52、输氧管路中端进气口 53、输氧管路中端出气口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

实施例：

如图1～3所示，本实用新型所提供的一种超声波氧浓度测量组件，包括：

电路板2；及氧浓度测量部1，氧浓度测量部1固定/或可拆卸地连接于电路板2的一个侧面，其上开设有开口A11和开口B12，开口A11的边缘向外延伸至与电路板2的表面相抵；氧浓度测量部1的固定方式可以是通过胶粘，或者外置的固定箍将其固定在电路板2上，固定箍与电路板2之间固定连接，或者在电路板2上设置螺孔、氧浓度测量部1上设置螺栓24放置孔，两者配合螺栓锚固连接；或者在电路板2上设置卡扣或插接件，将氧浓度测量部1固定在电路板2上。

还包括超声波换能器A31和超声波换能器B32，分别通过密封方式设置于氧浓度测量部1上，且位于开口A11和开口B12的两侧，且两个超声波换能器均与电路板2上的电路电性连接；超声波换能器A、B相对设置，用于交替收发超声波信号，其一般设置在氧浓度测量部1的端部并且周围通过密封设置，尽可能保证超声波信号能穿过会更新的气体。通常设置在开口B12的左右两侧。

以及温度感应部4，温度感应部4贴装于电路板2上，温度感应部4位于开口A11的边缘向外延伸所围成的区域内；现有技术中为了检测氧浓度测量部1 内气体的温度，采用插设的方式，将温度传感器的感应部插于氧浓度测量部1 的内部中央，以方便深入气体内部进行温度的检测，以获得更真实的温度值，但是，因为其利于空间的中央，同样严重阻挡了超声波信号的传递，鉴于超声波信号对气体流场的感应太过敏感，导致参数不准确，所以用贴装于电路板2 表面的温度感应部4代替原来插设在空间中央的温度感应结构。

还包括扩散部5，其一端与开口B12相连通，另一端与输氧管路相连通，用于实现输氧管路内气体和氧浓度测量部内气体之间的扩散，输氧管路用于连通制氧单元与用户需氧处，制氧单元用于制造氧气。氧气从制氧单元产生之后，通过输氧管路传输给用户需氧处，从输氧管路中端进气口52进入扩散部5，再从输氧管路中端出气口53吹向用户需氧处。利用扩散部5将输氧管路内气体和氧浓度测量部1内气体以扩散的方式交换，来替代现有技术中直接将气体从氧浓度测量管内穿过的方式，减小了氧浓度测量部内气流对超声波信号的撞击、衰减作用。增加了超声波信号传播数据的稳定可靠。最终使得计算氧浓度时结果更加准确。

在一些实施例中，开口A11的边缘向外延伸部分与电路板2之间密封设置。密封的方式可以有多种，比如通过打胶密封，或者在开口A11的延伸部分和电路板2之间设置密封圈并配合其他元件将氧浓度测量部和电路板之间紧密贴合，如图2所示，开口A11的边缘的延长部分的边缘处一圈可放置密封圈21，密封的方式减小了外界空气对温度感应部4造成的影响，使温度感应部4检测氧浓度测量部内部的氧气的温度更准确。

在一些实施例中，如图5所示，开口A11的边缘向外延伸部分的外围电路板2上开设有若干镂空区域23。目的是为了防止电路板2上其他元器件工作时产生的热量通过电路板2传导至温度感应部4上，温度

感应部4可以是SOP封装结构的温度传感器贴装在电路板2上，镂空区域 23的大小、形状和围成的区域可以根据电路板2上元器件的多少做适当的调整，通常可以是围绕在温度感应部4的周围，并且在开口A11的边缘向外延伸部分的外围。

在一些实施例中，开口A11的边缘向外延伸部分围成的空间内的电路板2 的表面铺设有裸露金属片。为了增加温度感应部4对氧浓度测量部1内部气体温度的感应准确性，增加了其所在电路2上与目标气体(待测氧气)相接触的导热良好的金属片，通常可以是铜片22，如图5所示。

在一些实施例中，开口A11的边缘向外延伸部分围成的空间在电路板2的另一面上镜像对应的区域内不设置有导热金属片。为了减少温度感应部4受外界不相干部件或气体的温度，减少电路板2对外界的温度的传导，故省去了温度感应部4背面电路板2上导热金属的铺设。

在一些实施例中，镂空区域23所围成的区域内的电路板2上远离温度感应部的一侧表面不设置金属片，通常为铜片。为了减少温度感应部4受外界不相干部件或气体的温度，减少电路板2对外界的温度的传导，故省去了温度感应部4背面电路板2上，以镂空区域23围成的区间内的导热金属的铺设。上述导热金属优选为铜片。

在一些实施例中，如图4所示，扩散部5内设置有扩散通道51，扩散通道 51连通开口B12和输氧管路，扩散通道51为纵截面为1条或者多条曲折状通道；

或者扩散通道51为若干层间隔设置的镂空板组成，各个镂空板之间的镂空部分间隔设置(图中未示出)；

或者扩散通道51内设置有若干条直通道，且直通道与输氧管路中气体流向相垂直或者成一定角度(图中未示出)；

或者扩散通道51内从上到下间隔设置有若干隔板，若干隔板之间相互间隔且错开设置(图中未示出)；

或者扩散通道51从上到下间隔设置有若干隔板，若干隔板呈百叶窗结构布置(图中未示出)。

因为超声波信号对流体流场的状态十分敏感，故应该尽可能的减小输氧管路中流过的气流对氧浓度测量部1内部气体的搅动，同时还要保证输氧管路内的气体能够很好的和氧浓度测量部1内部的气体之间的扩散，即，应该留出扩散空间，以便于氧浓度测量部1内气体的浓度和输氧管路内气体浓度相同。更少的波动，所以利用超声波信号传播的数据就可以更准确的计算出氧气浓度。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种超声波氧浓度测量组件，其特征在于，包括：

一电路板；及，

一氧浓度测量部，所述氧浓度测量部固定/或可拆卸地连接于电路板的一个侧面，其上开设有开口A和开口B，所述开口A的边缘向外延伸至与电路板的表面相抵；及，

超声波换能器A和超声波换能器B，分别通过密封方式设置于氧浓度测量部上，且位于开口A和开口B的两侧，且两个超声波换能器均与电路板上的电路电性连接；及，

一温度感应部，所述温度感应部贴装于电路板上，所述温度感应部位于开口A的边缘向外延伸所围成的区域内；及，

一扩散部，其一端与开口B相连通，另一端与输氧管路相连通，用于实现输氧管路内气体和氧浓度测量部内气体之间的扩散，所述输氧管路用于连通制氧单元与用户需氧处，所述制氧单元用于制造氧气。

2.根据权利要求1所述的超声波氧浓度测量组件，其特征在于，所述开口A的边缘向外延伸部分与电路板之间密封设置。

3.根据权利要求1所述的超声波氧浓度测量组件，其特征在于，所述开口A的边缘向外延伸部分的外围电路板上开设有若干镂空区域。

4.根据权利要求1所述的超声波氧浓度测量组件，其特征在于：所述开口A的边缘向外延伸部分围成的空间内的电路板的表面铺设有裸露金属片。

5.根据权利要求1所述的超声波氧浓度测量组件，其特征在于，所述开口A的边缘向外延伸部分围成的空间在电路板的另一面上镜像对应的区域内不设置有金属片。

6.根据权利要求3所述的超声波氧浓度测量组件，其特征在于，所述镂空区域所围成的区域内的电路板上远离温度感应部的一侧表面不设置金属片。

7.根据权利要求1～6任一权项所述的超声波氧浓度测量组件，其特征在于，所述扩散部内设置有扩散通道，所述扩散通道连通开口B和输氧管路，所述扩散通道为纵截面为1条或者多条曲折状通道；

或者所述扩散通道为若干层间隔设置的镂空板组成，各个所述镂空板之间的镂空区域间隔设置；或者所述扩散通道内设置有若干条直通道，且直通道与输氧管路中气体流向相垂直或者成一定角度；

或者所述扩散通道内从上到下间隔设置有若干隔板，若干所述隔板之间相互间隔且错开设置；

或者所述扩散通道从上到下间隔设置有若干隔板，若干所述隔板呈百叶窗结构布置。

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