一种高温耐辐照超声传感器

摘要

本发明公开了一种高温耐辐照超声传感器，导电片引线通过第一个高温压电陶瓷环、导电环、第二个高温压电陶瓷环、质量块、陶瓷绝缘环的中间环引出，导电环引线由第二个高温压电陶瓷环、质量块、陶瓷绝缘环的中间环引出，并且质量块的引线与导电片的引线短接，导电环为传感器的一极，导电片与质量块短接为传感器的另一极；本发明采用高温压电陶瓷层叠方式安装提高了超声接收以及发射的灵敏度；设计了内套筒与外套筒的结合方式，实现了超声流量计中盲深管安装环境下的传感器安装；全套传感器采用金属硬压连接，无胶粘接，因此可以用于高温环境中。

说明书

技术领域

本发明属于超声传感器技术领域，具体涉及一种高温耐辐照超声传感器。

背景技术

超声传感器是利用超声测量管道内流量的测试设备，该设备需要将电信号转化为超声信号的发生器以及将超声信号转化为电信号的接收器。

现有技术的超声传感器存在的问题：

现有的大部分超声传感器的工作温度均低于150℃，当工作温度过高，其内部的粘结结构将会失效，导致设备无法工作。

用于高温的压电陶瓷的灵敏度系数较低，采用常温的超声传感器结构无法实现超声的有效传输。特别是在管装安装条件下，传统超声传感器更不好保证其灵敏度。

因此急需研发出一种高温耐辐照超声传感器来解决以上问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种高温耐辐照超声传感器。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高温耐辐照超声传感器，包括：

外套筒；外套筒包括外套筒底、外套筒管、外套筒锁紧环；外套筒底与外套筒管的第一端密封连接，外套筒锁紧环固定安装在外套筒管内；外套筒管的外壁焊接在流量计壁上；

内套筒；内套筒包括内套筒壳体、两个高温压电陶瓷环、导电环、导电片、质量块、陶瓷绝缘环、内套筒锁紧环；内套筒壳体固定安装在外套筒管内，内套筒壳体的第一端端部与外套筒底底部连接，内套筒壳体的第二端端部与外套筒锁紧环连接，从内套筒壳体的第一端至第二端内部依次安装导电片、第一个高温压电陶瓷环、导电环、第二个高温压电陶瓷环、质量块、陶瓷绝缘环、内套筒锁紧环；导电片引线通过第一个高温压电陶瓷环、导电环、第二个高温压电陶瓷环、质量块、陶瓷绝缘环的中间环引出，导电环引线由第二个高温压电陶瓷环、质量块、陶瓷绝缘环的中间环引出，并且质量块的引线与导电片的引线短接，导电环为传感器的一极，导电片与质量块短接为传感器的另一极。

具体地，外套筒底形成为桶状结构，外套筒管形成为圆管状结构，外套筒底的内壁上设置有内螺纹，外套筒管的第一端外壁上设置有外螺纹，外套筒底与外套筒管的第一端螺纹连接，并密封焊接。

具体地，外套筒锁紧环形成为阶梯圆环结构，外套筒锁紧环的大直径端外壁上设置有外螺纹，对应地，外套筒管的内壁上设置有内螺纹，外套筒锁紧环的大直径端外壁与外套筒管的内壁螺纹连接。

具体地，内套筒壳体的第二端内壁上设置有内螺纹，内套筒锁紧环外壁上设置有外螺纹，内套筒壳体的第二端内壁与内套筒锁紧环外壁螺纹连接，内套筒锁紧环套装在外套筒锁紧环的小直径端外壁上，外套筒锁紧环的小直径端长度长于内套筒锁紧环的长度，安装时，外套筒锁紧环的小直径端端部抵紧陶瓷绝缘环。

具体地，内套筒壳体上设置有用于观察和调整导电片、导电环、高温压电陶瓷、质量块在装入内套筒壳体过程中的位置是否对正的观察窗。

具体地，在内套筒壳体内壁上设置有防转槽子，高温压电陶瓷环上设置有防转缺口，高温压电陶瓷环与内套筒壳体卡紧配合，用于防止高温压电陶瓷环周向转动。

具体地，在外套筒底的底部设置有定位环形槽，内套筒壳体的第一端端部安装在定位环形槽内。

具体地，内套筒壳体底部为陶瓷制成，内套筒壳体的管壁为金属制成。

具体地，高温耐辐照超声传感器还包括隔温密封盖；隔温密封盖的一端安装在外套筒管的第二端内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用高温压电陶瓷层叠方式安装提高了超声接收以及发射的灵敏度；设计了内套筒与外套筒的结合方式，实现了超声流量计中盲深管安装环境下的传感器安装。全套传感器采用金属硬压连接，无胶粘接，因此可以用于高温环境中。

附图说明

图1为本申请的主视图；

图2为本申请中隔温密封盖的安装结构示意图；

图3为本申请中观察窗的安装位置示意图；

图4为本申请中内套筒壳体的左视图；

图5为本申请中高温压电陶瓷环的左视图；

图中标记为：

1-外套筒管；2-外套筒锁紧环；3-内套筒锁紧环；4-陶瓷绝缘环；5-内套筒壳体；51-观察窗；52-防转槽子；6-质量块；7-高温压电陶瓷环；71-防转缺口；8-导电环；9-导电片；10-外套筒底；11-隔温密封盖；12-定位环形槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下技术方案：

如图1-2所示，一种高温耐辐照超声传感器，包括：

外套筒；外套筒包括外套筒底10、外套筒管1、外套筒锁紧环2；外套筒底10与外套筒管1的第一端密封连接，外套筒锁紧环2固定安装在外套筒管1内；外套筒管1的外壁焊接在流量计壁上；

内套筒；内套筒包括内套筒壳体5、两个高温压电陶瓷环7、导电环8、导电片9、质量块6、陶瓷绝缘环4、内套筒锁紧环3；内套筒壳体5固定安装在外套筒管1内，内套筒壳体5的第一端端部与外套筒底10底部连接，内套筒壳体5的第二端端部与外套筒锁紧环2连接，从内套筒壳体5的第一端至第二端内部依次安装导电片9、第一个高温压电陶瓷环7、导电环8、第二个高温压电陶瓷环7、质量块6、陶瓷绝缘环4、内套筒锁紧环3；导电片9引线通过第一个高温压电陶瓷环7、导电环8、第二个高温压电陶瓷环7、质量块6、陶瓷绝缘环4的中间环引出，导电环8引线由第二个高温压电陶瓷环7、质量块6、陶瓷绝缘环4的中间环引出，并且质量块6的引线与导电片9的引线短接，导电环8为传感器的一极，导电片9与质量块6短接为传感器的另一极。

如图1-2所示，外套筒底10形成为桶状结构，外套筒管1形成为圆管状结构，外套筒底10的内壁上设置有内螺纹，外套筒管1的第一端外壁上设置有外螺纹，外套筒底10与外套筒管1的第一端螺纹连接，并密封焊接。

如图1-2所示，外套筒锁紧环2形成为阶梯圆环结构，外套筒锁紧环2的大直径端外壁上设置有外螺纹，对应地，外套筒管1的内壁上设置有内螺纹，外套筒锁紧环2的大直径端外壁与外套筒管1的内壁螺纹连接。

如图1-2所示，内套筒壳体5的第二端内壁上设置有内螺纹，内套筒锁紧环3外壁上设置有外螺纹，内套筒壳体5的第二端内壁与内套筒锁紧环3外壁螺纹连接，内套筒锁紧环3套装在外套筒锁紧环2的小直径端外壁上，外套筒锁紧环2的小直径端长度长于内套筒锁紧环3的长度，安装时，外套筒锁紧环2的小直径端端部抵紧陶瓷绝缘环4。

如图3所示，内套筒壳体5上设置有观察窗51，通过该观察窗51可以调整导电片9、导电环8、高温压电陶瓷、质量块6装入内套筒壳体5过程中的位置，并可观察安装是否对正。

如图4-5所示，在内套筒壳体5内壁上设置有防转槽子52，高温压电陶瓷环7上设置有防转缺口71，高温压电陶瓷环7与内套筒壳体5卡紧配合，用于防止高温压电陶瓷环7周向转动。

如图1-2所示，在外套筒底1的底部设置有定位环形槽12，内套筒壳体5的第一端端部安装在定位环形槽内。使得在安装时候，内套筒能够准确的安装到外套筒底10的中心点上。安装下内套筒的时候，无法观察到底部的样子，而内套筒与外套筒的底部需要对正，从而保障内套筒与外套筒之间无间隙，超声振动的传播条件就是无间隙的牢固接触。

在一些实施例中，内套筒壳体5底部为陶瓷制成，内套筒壳体5的管壁为金属制成。

如图2所示，高温耐辐照超声传感器还包括隔温密封盖11；隔温密封盖11的一端安装在外套筒管1的第二端内部。隔温密封盖11的作用是在内套筒装好后，将隔温密封盖11装上，由于隔温密封盖11是金属的，可以有效起到电磁密封的作用，保护传感器中微小信号不被电磁干扰，隔温密封盖11比较长，与高温流量计管壁接触的内套筒和外套筒温度比较高，通过较长的隔温密封盖11温度就降下来，起到隔温的作用。这样便于在其后端安装一些不耐高温的连接电缆。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。