[发明专利]一种双晶片外贴式超声波探头结构及其组装方法

说明书

本发明涉及一种双晶片外贴式超声波探头结构及其组装方法，用于计量管道内液体流量的超声流量计，属于声学、传感器技术领域。技术方案是：两个压电晶片（9）设置在声楔（10）上，构成双晶片传感器。所述两个压电晶片（9），不在同一平面内，在声楔（10）内布置。所述声楔上开设两个晶片安装槽（12），每个晶片安装槽（12）内安放一个压电晶片，压电晶片上面用晶片压板（7）压紧在晶片安装槽内，构成换能器组件（5）。本发明用双晶片外贴式超声波探头结构，增加探头的压电晶片安装数量，在减少探头安装数量的同时增加声路数，减少了便携式超声流量计外贴式探头的安装成本，结构简单，组装方便，可以丰富外贴式探头的布置方式。

技术领域

本发明涉及一种双晶片外贴式超声波探头结构及其组装方法，用于计量管道内液体流量的超声流量计，属于声学、传感器技术领域。

背景技术

便携式超声流量计一般采用外贴式探头，可方便的固定在管道外壁，用于各种管道内流量、热量计量，若外贴式探头采用多声路布置，可在复杂流态下亦能实现高精度测量。已有技术的外贴式探头只有一个压电晶片，成对使用组成一个声路，每增加一个声路，就需要增加一对探头，多声路测量时需要探头数量很大，通信线缆布置以及安装成本都较高。如何在减少探头安装数量的同时增加声路数，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种双晶片外贴式超声波探头结构及其组装方法，采用双晶片外贴式超声波探头结构，增加探头的压电晶片安装数量，在减少探头安装数量的同时增加声路数，减少了便携式超声流量计外贴式探头的安装成本，结构简单，组装方便，可以丰富外贴式探头的布置方式，解决已有技术存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是：

一种双晶片外贴式超声波探头结构，包含一个声楔和两个压电晶片，两个压电晶片设置在声楔上，构成双晶片传感器（双晶片探头）。

所述两个压电晶片，不在同一平面内布置在声楔上。

所述声楔上开设两个晶片安装槽，每个晶片安装槽内安放一个压电晶片，压电晶片上面用晶片压板压紧在晶片安装槽内，构成换能器组件。

所述换能器组件上面设置保护壳体。

所述晶片压板上面设有带孔压板，带孔压板与晶片压板相互垂直布置，带孔压板将晶片压板压紧，带孔压板的两端设有安装孔，通过压紧螺钉固定在声楔上。

所述声楔的晶片安装槽内设有接线槽，晶片安装槽内安装压电晶片的负极焊接信号线，接线槽可以保护压电晶片负极焊接的信号线不受挤压。声楔上设有压紧螺钉孔，用于与压紧螺钉匹配将带孔压板通过压紧螺钉固定在声楔上。

所述保护壳体环绕在换能器组件周围，保护壳体上用安装螺钉安装保护盖，保护盖中央的穿线孔安装防折弯线缆接头，用于引出压电晶片的信号线电缆。

所述保护壳体上方四角有四个向内凸起，开有四个安装螺钉孔，用于与安装螺钉匹配安装保护盖。

所述保护壳体前后两侧各有一个安装环，可以穿过绳索将超声波探头结构勒紧安装在管道上。

一种双晶片外贴式超声波探头结构的组装方法，包含如下步骤：

①制作换能器组件：压电晶片的负极与信号线焊接好后，安装在声楔的晶片安装槽内，压电晶片负极信号线接线处位于接线槽上方，焊点落入接线槽内，避免损伤焊点；压电晶片上方安装晶片压板，通过带孔压板将压电晶片和晶片压板压住，通过压紧螺钉固定在声楔上；

②组装双晶片外贴式超声波探头：换能器组件上安装保护壳体，保护壳体上用安装螺钉安装保护盖，保护盖中央的穿线孔安装防折弯线缆接头，用于引出换能器线缆。

所述双晶片外贴式超声波探头结构的保护壳体前后两侧各有一个安装环，穿过绳索将超声波探头结构勒紧安装在管道上。