CN217688737U - 一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，包括压电元件前端基座、外壳、压电元件、参数存储单元、温度传感器和探头接口，参数存储单元用于设置保存跟探头性能及测量密切相关的特性参数；温度传感器用于实时监测探头及被测物体的温度；探头接口用于连通主机并与主机数据交互，参数存储单元和温度传感器通过导线连接探头接口。本实用新型内嵌参数存储单元，现场使用时无需人工输入探头参数，无需手动匹配，降低对设备使用人员的专业要求，避免因人为失误造成探头与参数不匹配而无法准确测量或工作，内嵌温度传感器测量探头及被测物体，用于修正温度对探头工作的影响，提高测量精度及工作稳定性，实现对温度变化的自适应。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种检测工具，尤其涉及一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头。
背景技术
超声波探头是各类超声波应用中的核心部件，其做为超声波发生器和接收器，不同超声波探头的压电元件、前端材料、内部构造、封装工艺等差异均会导致探头性能和参数差异，以致不同探头测量同一被测物体或工作于同一应用条件下时测量精度或工作状态存在显著差异；现有超声波探头均无内置参数，使用时需预先获得探头参数，并在主机中手动输入探头参数进行探头和主机的匹配设置，此过程对使用人员有较高的专业要求，繁琐的操作引入了过多人为因素，容易导致探头匹配错误以致探头不能正常使用。
同时超声波探头内部所使用的压电元件、前端材料声学性能受温度影响较大，探头工作时内部压电元件自身发热、被测物体及工作环境的温度变化都会导致探头性能及相关参数发生较大变化，导致测量结果不精确，工作不稳定。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种内嵌参数存储单元，出厂标定时可在探头参数存储单元上设定并保存探头ID及探头特性参数，使用过程中探头接入主机后，主机可准确读取探头ID及保存的相关探头参数，现场安装使用时无需人工输入探头参数，无需手动匹配，降低了对设备使用人员的专业要求，避免因人为失误造成探头与参数不匹配而无法准确测量或工作的问题，同时，内嵌温度传感器，在使用时能实时获得探头温度，与测量数据同步实时传送给主机，从而修正温度对探头工作的影响，提高测量精度及工作稳定性，实现对温度变化的自适应。
本实用新型的技术方案：一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，包括相互配合的压电元件前端基座和外壳、设置在外壳内的压电元件、参数存储单元和温度传感器以及连接在外壳上的探头接口，所述参数存储单元用于设置保存跟探头性能及测量密切相关的特性参数；所述温度传感器用于实时监测探头及被测物体的温度；所述探头接口用于连通主机并与主机完成数据交互，所述参数存储单元和温度传感器分别通过导线连接探头接口。
本实用新型内嵌参数存储单元，出厂标定时可在探头参数存储单元上设定并保存探头ID及探头特性参数，使用过程中探头接入主机后，主机可准确读取探头ID及保存的相关探头参数，现场安装使用时无需人工输入探头参数，无需手动匹配，降低了对设备使用人员的专业要求，避免因人为失误造成探头与参数不匹配而无法准确测量或工作的问题，同时，内嵌温度传感器，在使用时能实时获得探头温度，与测量数据同步实时传送给主机，从而修正温度对探头工作的影响，提高测量精度及工作稳定性，实现对温度变化的自适应。
优选地，所述压电元件前端基座上设有配合压电元件的V型槽和配合温度传感器的传感器安装孔，所述压电元件贴着V型槽其中一侧安装，所述温度传感器插入传感器安装孔内。
该种结构为压电元件和温度传感器提供安装空间，方便两者的安装。
优选地，所述参数存储单元通过灌封胶灌封在外壳内。
该种结构确保参数存储单元的安装牢固可靠。
优选地，所述温度传感器通过胶与压电元件前端基座紧密粘连，确保温度传感器所测温度为待测单位温度。
该种结构确保温度传感器的安装牢固可靠，以及探头内部温度的一致性。
优选地，所述探头接口内含测量数据接口和串行通信接口，所述参数存储单元和温度传感器均通过导线与探头接口接通后连接到主机，所述温度传感器通过串行通信接口将监测到温度实时反馈至主机，所述参数存储单元由主机通过串行通信接口对其进行参数设置和读取。
优选地，所述V型槽的其中一侧比另外一侧高，所述压电元件装在V型槽的高侧，所述温度传感器装在V型槽的低侧。
优选地，所述压电元件前端基座的底部设有支撑底板，所述支撑底板的长度大于压电元件前端基座的长度，支撑底板的宽度大于压电元件前端基座的宽度。
本实用新型的支撑底板一体成型在压电元件前端基座上。
优选地，所述探头接口通过探头线缆连接在外壳上，所述参数存储单元和温度传感器分别通过导线连接在探头线缆上。
本实用新型内嵌参数存储单元，出厂标定时可在探头参数存储单元上设定并保存探头ID及探头特性参数，使用过程中探头接入主机后，主机可准确读取探头ID及保存的相关探头参数，现场安装使用时无需人工输入探头参数，无需手动匹配，降低了对设备使用人员的专业要求，避免因人为失误造成探头与参数不匹配而无法准确测量或工作的问题，同时，内嵌温度传感器，在使用时能实时获得探头温度，与测量数据同步实时传送给主机，从而修正温度对探头工作的影响，提高测量精度及工作稳定性，实现对温度变化的自适应。
附图说明
图1为本实用新型打开外壳后的结构示意图；
图2为本实用新型拆掉外壳和探头接口后的结构示意图；
图3为本实用新型拆掉外壳和探头接口后的截面示意图；
图中1.压电元件前端基座，2.压电元件，3.参数存储单元，4.温度传感器，5.V型槽，6.传感器安装孔，7.支撑底板，8.外壳，9.探头接口，10.探头线缆，11.导线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。
如图1-3所示，一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，包括相互配合的压电元件前端基座1和外壳8、设置在外壳8内的压电元件2、参数存储单元3和温度传感器4以及连接在外壳8上的探头接口9，参数存储单元3用于设置保存跟探头性能及测量密切相关的特性参数；温度传感器4用于实时监测探头及被测物体的温度；探头接口9用于连通主机并与主机完成数据交互，参数存储单元3和温度传感器4分别通过导线11连接探头接口9。
压电元件前端基座1上设有配合压电元件2的V型槽5和配合温度传感器4的传感器安装孔6，压电元件2贴着V型槽5其中一侧安装，温度传感器4插入传感器安装孔6内。
参数存储单元3通过灌封胶灌封在外壳8内。
温度传感器4通过胶与压电元件前端基座1紧密粘连，确保温度传感器4所测温度为待测单位温度。
探头接口9内含测量数据接口和通信接口，参数存储单元3和温度传感器4均通过导线11与探头电缆10和探头接口9接通后连接到主机，压电元件2采集的测量信号通过测量数据接口实时发送到主机，温度传感器4通过串行通信接口将监测到的温度实时反馈至主机，参数存储单元3由主机通过串行通信接口对其进行参数设置和读取。主机通过对比内置列表信息后自动修正测量值达到自适应操作。
V型槽5的其中一侧比另外一侧高，压电元件2装在V型槽5的高侧，温度传感器4装在V型槽5的低侧。
压电元件前端基座1的底部设有支撑底板7，支撑底板7的长度大于压电元件前端基座1的长度，支撑底板7的宽度大于压电元件前端基座1的宽度。
探头接口9通过探头线缆10连接在外壳8上，参数存储单元3和温度传感器4分别通过导线11连接在探头线缆10上。
本实用新型种测量数据接口用于探头超声波发生的驱动输出和探头测量数据的接收并传送至主机，通信接口用于连通主机并与主机完成探头特性参数及温度数据的实时交互。
本实用新型主要应用于：
超声波流量计：用于液体、气体的流量、流速测量；
超声波探伤仪：用于金属等物体内部缺陷的无损探伤；
超声波成像设备：用于医用B超、声学成像仪等的超声波发生器；
超声悬浮设备：用于超声悬浮设备的超声波发生器。
超声波测厚仪：用于测量板材、管壁、容器壁的厚度；
超声波声速仪：用于测量液体、气体、固体的声速。
本实用新型的原理如下：在超声波探头内部集成参数存储单元，可设置保存跟探头性能及测量密切相关的特性参数，给探头内嵌了电子标签且该标签唯一。探头输出端设计有探头接口，该接口与主机连通后即可与主机完成数据交互，读取该探头特征参数，并自动完成自适应匹配；在探头内部集成温度传感器，实时监测探头和被测物体的温度。通过探头接口可将实时测得探头温度与超声波信息同步上传至主机，主机根据获取数据通过对比内置列表信息完成匹配，从而达到精确测量的目的。
本实用新型的参数存储单元和温度传感器可集成一体或单独使用。
本实用新型的实施例图为斜探头，此项技术包含但不仅限于斜探头，还能应用于如直探头等其它形状的探头。
本实用新型内嵌参数存储单元，出厂标定时可在探头参数存储单元上设定并保存探头ID及探头特性参数，使用过程中探头接入主机后，主机可准确读取探头ID及保存的相关探头参数，现场安装使用时无需人工输入探头参数，无需手动匹配，降低了对设备使用人员的专业要求，避免因人为失误造成探头与参数不匹配而无法准确测量或工作的问题，同时，内嵌温度传感器，在使用时能实时获得探头温度，与测量数据同步实时传送给主机，从而修正温度对探头工作的影响，提高测量精度及工作稳定性，实现对温度变化的自适应。
本实用新型的压电元件为超声波探头常规部件，其具体结构、连接方式和工作过程为常规手段，故不作细述。
Claims (8)
1.一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：其包括相互配合的压电元件前端基座和外壳、设置在外壳内的压电元件、参数存储单元和温度传感器以及连接在外壳上的探头接口，所述参数存储单元用于设置保存跟探头性能及测量密切相关的特性参数；所述温度传感器用于实时监测探头及被测物体的温度；所述探头接口用于连通主机并与主机完成数据交互，所述参数存储单元和温度传感器分别通过导线连接探头接口。
2.根据权利要求1所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述压电元件前端基座上设有配合压电元件的V型槽和配合温度传感器的传感器安装孔，所述压电元件贴着V型槽其中一侧安装，所述温度传感器插入传感器安装孔内。
3.根据权利要求1所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述参数存储单元通过灌封胶灌封在外壳内。
4.根据权利要求1所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述温度传感器通过胶与压电元件前端基座紧密粘连，确保温度传感器所测温度为待测单位温度。
5.根据权利要求1所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述探头接口内含测量数据接口和串行通信接口，所述参数存储单元和温度传感器均通过导线与探头接口接通后连接到主机，所述温度传感器通过其中的串行通信接口将监测到的温度实时反馈至主机，所述参数存储单元由主机通过串行通信接口对其进行参数设置和读取。
6.根据权利要求2所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述V型槽的其中一侧比另外一侧高，所述压电元件装在V型槽的高侧，所述温度传感器装在V型槽的低侧。
7.根据权利要求1所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述压电元件前端基座的底部设有支撑底板，所述支撑底板的长度大于压电元件前端基座的长度，支撑底板的宽度大于压电元件前端基座的宽度。
8.根据权利要求1所述的一种带温度测量和参数保存功能的自适应超声波探头，其特征在于：所述探头接口通过探头线缆连接在外壳上，所述参数存储单元和温度传感器分别通过导线连接在探头线缆上。
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