一種測量含有腐蝕性氣體介質的超聲換能器的製作方法

2023-07-15 20:19:31 1

專利名稱：一種測量含有腐蝕性氣體介質的超聲換能器的製作方法
技術領域：
一種測量含有腐蝕性氣體介質的超聲換能器，涉及對超聲換能器的改進，尤其是涉 及換能器耐腐蝕性的改進，適用於氣體超聲流量計對含有腐蝕性氣體介質進行氣體流量 測量。
背景技術：
超聲換能器是實現電能與機械能間相互轉換的器件，超聲換能器經過幾十年的應用 與研究，換能器的材料和結構都得到了不斷的改進和發展，相對於現有一般測量工作的 環境與要求，超聲換能器已經比較成熟，其各項聲學性能也得到了很大的提高。但是隨 著在研究和應用所需測量領域的擴大，環境的變化、測量要求的提高，現在常用的超聲 換能器由於其本身材料與結構的原因而無法用於一些特殊的環境場合，如含有腐蝕性 氣體的環境。現有的超聲換能器通常是採用鋁來製作換能器的前蓋板，用鐵來製作換能 器的後蓋板，眾所周知，鋁在空氣裡很容易氧化，並且在表面會生成一層氧化鋁，且氧 化鋁特别致密以能夠保護裡面的鋁，因此，採用鋁合金製作的換能器的前蓋板雖具有一 定的耐腐蝕性，但是，當這種換能器被用於測量含有腐蝕性氣體氣體介質時，比如含 有氟氣(F2)、氯氣(C12)、氯化氫(HC1)等腐蝕性氣體時，由於滷素離子對鋁的氧化膜
具有較大的破壞作用，因此含有腐蝕性氣體的氣體介質就很容易腐蝕超聲換能器裸露在 測量管中的前蓋板，同樣，在含有腐蝕性氣體介質環境中，後蓋板也很容易腐蝕損壞， 從而影響超聲換能器信號的發送和接收。然而氣體超聲流量計對測量精度的要求一般都 比較高，相應地對超聲換能器信號的要求也就很高，因此，如果超聲換能器長時間放置 在含有腐蝕性氣休的氣體介質環境中測量時，對超聲換能器聲波信號的發送、接收以及 氣體超聲流量計進行的氣體流量測量，都會產生許多不利的影響，進而嚴重影響測量的 準確性和可靠性。 發明內容
針對現有超聲換能器的不足，本實用新型提供了一種具有耐腐蝕、抗氧化、靈敏度 高、抗幹擾性好、信噪比高，測量的準確性和可靠性的用於測量含有腐蝕性氣體介質的 超聲換能器。本實用新型超聲換能器主要由連接杆，螺母，電極片，前蓋板，焊片，後蓋板，壓 電陶瓷構成。其中，換能器的前蓋板採用具有良好的機械性能、耐腐蝕性能和抗氧化性 能的鈦合金板材製作，換能器的後蓋板採用硬度高、比重大，機械性能、耐腐蝕性優良 的鎢鋼製作，以有效提高超聲換能器的安全性、可靠性和穩定性，有效延長換能器的使 用壽命，使得超聲換能器能夠長時間設置在含有腐蝕性氣體的氣體介質中進行氣體流量 測量。電極片設置在兩個壓電陶瓷中間，由前蓋板和後蓋板將壓電陶瓷和電極片夾在換 能器的中部，通過擰緊連接杆上的螺母將前蓋板，後蓋板，電極片，焊片以及壓電陶瓷 緊密連接製作而成。
本實用新型的優點是，由於採用鈦合金板材和鎢鋼這兩種材料製作超聲換能器不僅 可提高換能器的靈敏度、且具有良好的抗幹擾性、信噪比大、測量精度高，可以應用於 氣體超聲流量計長時間設置在含有較強腐蝕性氣體(如氟氣(F2)、氯氣(C12)、氯化 氫(HC1))的氣體介質環境中進行氣體流量的測量，也可以被用於對普通氣體介質進行
流量的測量。本實用新型換能器與現有的換能器相比，拓寬了氣體流量計的測量領域， 不但運行可靠、使用壽命長，具有非常好的推廣和應用前景。

圖l.是本實用新型實施例結構示意圖，圖中-
連接杆l，螺母2,電極片3，前蓋板4，焊片5，後蓋板6，壓電陶瓷7。
具體實施方式

結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
本實用新型由連接杆l，螺母2，電極片3，前蓋板4，焊片5，後蓋板6，壓電陶 瓷7組成。
換能器的前蓋板4採用鈦合金製作，換能器的後蓋板6用鎢鋼製作，電極片3設置 在兩個壓電陶瓷7中間，由前蓋板4和後蓋板6將壓電陶瓷7和電極片3夾在換能器的 中部，通過擰緊連接杆1上的螺母2將前蓋板4，後蓋板6，電極片3，焊片5以及壓電 陶瓷7緊密連接製作而成。
權利要求一種測量含有腐蝕性氣體介質的超聲換能器，包括連接杆(1)，螺母(2)，電極片(3)，前蓋板(4)，焊片(5)，後蓋板(6)，壓電陶瓷(7)，其特徵在於前蓋板(4)採用鈦合金板材製作，後蓋板(6)由鎢鋼板材製作，電極片(3)設置在壓電陶瓷(7)中間，由前蓋板(4)和後蓋板(6)將壓電陶瓷(7)和電極片(3)夾在換能器的中部，通過擰緊連接杆(1)上的螺母(2)將前蓋板(4)，後蓋板(6)，電極片(3)，焊片(5)以及壓電陶瓷(7)緊密連接製作而成。
專利摘要一種測量含有腐蝕性氣體介質的超聲換能器，涉及對超聲換能器的改進，尤其是涉及換能器耐腐蝕性的改進，適用於對含有腐蝕性氣體介質進行氣體流量的測量。本實用新型採用鈦合金板材製作前蓋板(4)，鎢鋼板材製作換能器的後蓋板(6)，使得本實用新型換能器不僅具有高靈敏度、良好的抗幹擾性、信噪比大、測量精度高，有效保證了超聲換能器在含有腐蝕性氣體的氣體介質中工作的安全性、可靠性和穩定性，可以應用於氣體超聲流量計對含有較強腐蝕性氣體的氣體介質進行氣體流量測量。本實用新型換能器與現有的換能器相比，拓寬了超聲換能器的測量範圍，具有良好的推廣和應用前景。
文檔編號G01F1/66GK201277871SQ20082015230
公開日2009年7月22日 申請日期2008年8月25日 優先權日2008年8月25日
發明者林宇斌, 石泓然 申請人:上海維思儀器儀表有限公司