CN219245439U - 超声波探头 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种超声波探头，包括用于检测一次风管内的煤粉浓度，包括壳体、浓度检测装置以及散热结构，其中浓度检测装置设置在壳体的第一端的内部，用于检测一次风管内的煤粉浓度，散热结构设置在壳体的第二端，浓度检测装置和散热结构之间设置有用于将浓度检测装置的热量传递至散热结构的传热结构。通过上述技术方案，通过上述技术方案，超声波探头在使用时其温度不会过高，能够有效提高使用寿命，避免对超声波探头检修或更换时对生产造成影响。

Description

超声波探头

技术领域

本公开涉及超声波探头领域，具体地，涉及一种超声波探头。

背景技术

为了及时并且准确地调节火电厂燃煤锅炉的运行情况，需要在一次风管中设置有超声波探头用于检测煤粉浓度，进而将燃煤锅炉的运行情况调整至最佳。一次风管需要与燃煤锅炉连接，因此一次风管的管路内温度较高，传统的超声波探头在一次风管内长时间作业后，由于高温影响，会导致测量精度降低，或者直接被烧毁导致无法继续测量。对损坏的超声波探头进行检修或更换时会影响燃煤锅炉的作业，导致生产效率的降低。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种超声波探头，以解决相关技术中超声波探头在高温环境下容易损毁的问题。

为了实现上述目的，本公开提供一种超声波探头，用于检测一次风管内的煤粉浓度，包括：

壳体；

浓度检测装置，设置在所述壳体的第一端的内部；

散热结构，设置在所述壳体的第二端；所述浓度检测装置和所述散热结构之间设置有用于将所述浓度检测装置的热量传递至所述散热结构的传热结构。

可选地，所述传热结构包括水热管和传热介质，所述水热管构造为从所述壳体的第一端向第二端呈螺旋状延伸，所述传热介质包覆所述水热管且分别与所述浓度检测装置和所述散热结构传热抵接。

可选地，所述水热管内的冷却水的体积占所述水热管内部体积的10％-20％。

可选地，所述散热结构包括散热板，所述散热板封闭所述壳体的第二端且与所述传热介质传热抵接，所述散热板的背离所述传热结构的一侧间隔设置有多个散热片。

可选地，所述散热片的表面设置有阳极保护层。

可选地，所述浓度检测装置与所述壳体的第一端的端面之间具有安装间隙，所述安装间隙内设置有用于保护所述浓度检测装置的防护板。

可选地，所述防护板由工业陶瓷制成。

可选地，所述超声波探头还包括用于与所述一次风管连接的安装套管，所述安装套管套设在所述壳体的外周。

可选地，所述壳体和所述安装套管之间的间隙小于0.15mm。

可选地，所述浓度检测装置包括构造为一体件的探头换能器和传感元件。

通过上述技术方案，传热结构能够将浓度检测装置的热量传递至散热结构，再通过散热结构将热量从超声波探头内部散溢至外部环境中，传热结构能够有效增加浓度检测装置和散热结构之间的接触面积，使得散热结构能够更好发挥散热效果，以更好地降低超声波探头的温度。因为浓度检测装置和散热结构其表面难以做到贴合，两者的接触面积有限，导致散热结构的散热效果无法完全发挥，而传热结构的形状可以适应性调节，以保证散热结构的散热效果。这样超声波探头在使用时其温度不会过高，从而不需要频繁检修，能够有效提高超声波探头的使用寿命。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开示例性实施方式提供的超声波探头的结构示意图。

附图标记说明

1-壳体，2-浓度检测装置，21-探头换能器，22-传感元件，23-安装间隙，24-防护板，3-散热结构，31-散热板，32-散热片，4-传热结构，41-水热管，42-传热介质，5-安装套管，6-一次风管。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指以相关部件在实际使用状态的方位，具体可参照图1的图面方向。“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。另外，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。本公开中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

本公开提供一种超声波探头，如图1所示，用于检测一次风管6内的煤粉浓度，包括壳体1、浓度检测装置2以及散热结构3，其中浓度检测装置2设置在壳体1的第一端的内部，用于检测一次风管6内的煤粉浓度。散热结构3设置在壳体1的第二端。浓度检测装置2和散热结构3之间设置有用于将浓度检测装置2的热量传递至散热结构3的传热结构4。

这里需要说明的是，壳体1的第一端指的是壳体1靠近一次风管6的一端，在图1中，壳体1的第一端为壳体1在图1中图面方向的右端。将浓度检测装置2设置在壳体1的第一端可以使得浓度检测装置2的检测结果更加准确。而壳体1的第二端指的是壳体1远离一次风管6的一端，在图1中，壳体1的第二端为壳体1在图1中图面方向的左端。壳体1第二端的温度比壳体1第一端的温度低，将散热结构3设置在壳体1的第二端能够使得散热结构3更好地发挥散热效果。

通过上述技术方案，传热结构4能够将浓度检测装置2的热量传递至散热结构3，再通过散热结构3将热量从超声波探头内部散溢至外部环境中，传热结构4能够有效增加浓度检测装置2和散热结构3之间的接触面积，使得散热结构3能够更好发挥散热效果，以更好地降低超声波探头的温度。因为浓度检测装置2和散热结构3其表面难以做到贴合，两者的接触面积有限，导致散热结构3的散热效果无法完全发挥，而传热结构4的形状可以适应性调节，以保证散热结构3的散热效果。这样超声波探头在使用时其温度不会过高，从而不需要频繁检修，能够有效提高超声波探头的使用寿命。

其中，传热结构4可以包括水热管41和传热介质42，水热管41构造为从壳体1的第一端向第二端呈螺旋状延伸，传热介质42包覆水热管41且分别与浓度检测装置2和散热结构3传热抵接。水热管41靠近浓度检测装置2的一端在受热后，内部的冷却水会吸热汽化形成蒸汽，该端部内的压力会变大，蒸汽在压力的牵引下向水热管41靠近散热装置的一端移动，由于散热装置的存在，水热管41靠近散热装置的一端的温度比水热管41靠近浓度检测装置2的一端的温度低，因此蒸汽会放热液化重新形成冷却水，以实现热量传导的效果。

水热管41呈螺旋状延伸可以使得水热管41能够与传热介质42有更多的接触面积，传热介质42进一步使得水热管41与浓度检测装置2和散热结构3之间具有更多的接触面积，使得水热管41能够吸收更多的热量也能够放出更多的热量，同时螺旋状的构造保证了水热管41内部的管径相同，水热管41的延伸轨迹中也不会有拐角，不会造成蒸汽以及冷却水流通的阻碍，保证了水热管41的使用效果。

进一步地，水热管41内的冷却水的体积占水热管41内部体积的10％-20％。这样能够有效保证水热管41的使用效果以及使用寿命，如果水热管41内的冷却水体积占水热管41内部体积的比例过小，会导致水热管41的传热效果降低。如果水热管41内的冷却水体积占水热管41内部体积的比例过高，在水热管41额使用过程中会有更多的冷却水吸热汽化形成蒸汽，水热管41内部压力会过高，进而导致水热管41损坏。此外，传热结构4还可以采用包括VC均热板和传热介质42，也能够实现相同的效果，此处不再赘述。

散热结构3可以包括散热板31，散热板31封闭壳体1的第二端且与传热介质42传热抵接，散热板31的背离传热结构4的一侧间隔设置有多个散热片32。散热板31封闭壳体1可以保证壳体1内部的传热结构4和浓度检测装置2不脱离壳体1，同时散热板31还能够最大程度地增加与传热结构4的接触面积，最大程度的保证散热效果，而多个散热片32保证了散热结构3的散热效率。

散热片32的数量越多可以提高散热结构3的散热效率，为了便于散热片32的安装，可以参照图1，多个散热片32可以相互平行且间隔地设置在散热板31上。但需要注意的是，散热片32数量过多时，会导致散热片32之间的间隙过小，反而会影响散热效率。同时，散热板31和散热板31均可以选择金属材质或者是其他任意具有良好散热性能的材质。可选地，散热片32的表面可以设置有阳极保护层。这样表面形成有保护层的散热片32会更加耐用。

在本公开中，浓度检测装置2与壳体1的第一端的端面之间可以具有安装间隙23，安装间隙23内设置有用于保护浓度检测装置2的防护板24。由于一次风管6内包含有煤粉等杂质，在一次风管6内流通时可能会撞击浓度检测装置2导致浓度检测装置2损坏，为了保护浓度检测装置2并提高浓度检测装置2的使用寿命，因此设置有保护浓度检测装置2的防护板24。

防护板24可以由工业陶瓷制成，例如95工业陶瓷，工业陶瓷硬度高并且耐磨性好，具有较高的使用寿命，并且耐热性能优良，能够适应一次风管6内的高温环境，并且工业陶瓷的材质不会影响到浓度检测装置2的使用。

在图1中，超声波探头还可以包括用于与一次风管6连接的安装套管5，安装套管5套设在壳体1的外周。安装套管5可以作为上述超声波探头与一次风管6的连接结构，用于提高上述超声波探头的使用灵活性。为了进一步方便上述超声波探头的使用，可以将安装套管5与壳体1可拆卸设置，先将安装套管5与一次风管6连通，再将超声波探头的其他部分连同壳体1安装至安装套管5内，这样的设计使得超声波探头在安装、更换或者维修时会更加方便灵活。

壳体1和安装套管5之间的间隙可以小于0.15mm。由于一次风管6内包含有煤粉等杂质，为了避免一次风管6内的杂质从壳体1和安装套管5之间的间隙泄露，同时也避免外部杂质进入到一次风管6内，因此要控制壳体1和安装套管5之间的间隙小于0.15mm。

在本公开的一些实施例中，浓度检测装置2包括构造为一体件的探头换能器21和传感元件22。探头换能器21能够产生超声波，而传感元件22能够将超声波发出，并且接收经由反射后的超声波，二者一体成型设置可以使超声波最大限度的从传感元件22发射出去，因为此时探头换能器21和传感元件22的使用过程会具有较高的同步性，在超声波从探头换能器21转移到传感元件22时会具有更少的损耗，超声波的位置也不容易偏移。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种超声波探头，用于检测一次风管内的煤粉浓度，其特征在于，包括：

壳体；

浓度检测装置，设置在所述壳体的第一端的内部；

散热结构，设置在所述壳体的第二端；所述浓度检测装置和所述散热结构之间设置有用于将所述浓度检测装置的热量传递至所述散热结构的传热结构。

2.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，所述传热结构包括水热管和传热介质，所述水热管构造为从所述壳体的第一端向第二端呈螺旋状延伸，所述传热介质包覆所述水热管且分别与所述浓度检测装置和所述散热结构传热抵接。

3.根据权利要求2所述的超声波探头，其特征在于，所述水热管内的冷却水的体积占所述水热管内部体积的10％-20％。

4.根据权利要求2所述的超声波探头，其特征在于，所述散热结构包括散热板，所述散热板封闭所述壳体的第二端且与所述传热介质传热抵接，所述散热板的背离所述传热结构的一侧间隔设置有多个散热片。

5.根据权利要求4所述的超声波探头，其特征在于，所述散热片的表面设置有阳极保护层。

6.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，所述浓度检测装置与所述壳体的第一端的端面之间具有安装间隙，所述安装间隙内设置有用于保护所述浓度检测装置的防护板。

7.根据权利要求6所述的超声波探头，其特征在于，所述防护板由工业陶瓷制成。

8.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，所述超声波探头还包括用于与所述一次风管连接的安装套管，所述安装套管套设在所述壳体的外周。

9.根据权利要求8所述的超声波探头，其特征在于，所述壳体和所述安装套管之间的间隙小于0.15mm。

10.根据权利要求1所述的超声波探头，其特征在于，所述浓度检测装置包括构造为一体件的探头换能器和传感元件。

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