[实用新型]一种用于气体流量检测的高频传感器

说明书

本实用新型提供一种用于气体流量检测的高频传感器,其技术方案要点是用于气体流量检测的高频传感器包括壳体、压电元件、电路板、阻尼层、信号线和连接线，壳体内开设有容纳腔，阻尼层设于压电元件和电路板之间，压电元件和电路板均安装于容纳腔内且压电元件位于容纳腔的底部，容纳腔的底部在靠近容纳腔侧壁处开设有凹槽，信号线与电路板连接，电路板通过两根连接线分别对应与压电元件的正反两面电连接，其中一根连接线伸入至凹槽内并与压电元件远离电路板的一侧连接。通过在容纳腔底部开设凹槽，信号线可伸入到凹槽内与电路板连接，无需在压电元件上设置翻边银片，并且在压电元件和电路板之间设置阻尼层，从而能够有效提升用于气体流量检测的高频传感器的有效带宽。

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种用于气体流量检测的高频传感器。

背景技术

目前，市场上超声波气表用的200kHz高频传感器为了保持较好的灵敏度，表现出更强的激励响应，往往保持传感器的较高的Q值，但一般其有效带宽在20kHz以内。而窄带宽的传感器，更容易受到频率相应随温度变化的影响，从而要求传感器在不同温度下的频率响应一致性要好；这就需要对传感器进行筛选，减少传感器对温度的频率响应变化，提高产品一致性，以确保能用于大规模的生产。若传感器的有效带宽越宽：有效带宽在30kHz以上，甚至更高，这样在传感器对之间更容易找到一个共同的激励带，减少温度变化带来的影响。

目前，传统的传感器为了简化产品结构，陶瓷片采用翻边银片的形式。信号线直接焊接于银片上，这导致压电陶瓷片在电极形式上会存在一小部分厚度方向印银，从而导致厚度方向的银层，在极化过程中，存在一定的影响，导致最终银片极化后Kp值偏低。而Kp值反应了薄圆片沿厚度方向极化和电激励时，作径向伸缩振动时机电耦合效应的参数。Kp值越小，说明压电陶瓷片在受到电激励时，机电耦合效应的效果越差，电能转换成机械能的效率较差，转换过程被无效化的能量越多。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种提高有效带宽较宽的用于气体流量检测的高频传感器。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种用于气体流量检测的高频传感器，包括壳体、压电元件、电路板、阻尼层、信号线和连接线，所述壳体内开设有容纳腔，所述阻尼层设于压电元件和电路板之间，所述压电元件和所述电路板均安装于所述容纳腔内且所述压电元件位于所述容纳腔的底部，所述容纳腔的底部在靠近容纳腔侧壁处开设有凹槽，所述信号线与所述电路板连接，所述电路板通过两根连接线分别对应与所述压电元件的正反两面电连接，其中一根连接线伸入至所述凹槽内并与所述压电元件远离所述电路板的一侧连接。

进一步设置：所述壳体的外周套设有胶套，所述胶套的中心灌入有面胶并将所述电路板和所述压电元件封装于所述容纳腔内。

进一步设置：所述壳体的外侧壁上凸出形成限位凸缘，所述胶套的内侧壁上内凹形成限位槽，所述限位凸缘嵌入于所述限位槽内。

进一步设置：所述壳体的内侧壁上凸出形成承托台阶，所述电路板放置于所述承托台阶上。

进一步设置：所述压电元件通过贴片胶与所述容纳腔的底部粘接固定。

进一步设置：所述贴片胶采用环氧树脂胶水。

进一步设置：所述壳体的密度在0.4-0.6g/cm₃范围内。

进一步设置：所述壳体底部的厚度为λ/4或其偶数倍，其中λ为超声波在壳体传播速度下的波长。

进一步设置：所述阻尼层采用胶水材料，且所述阻尼层的密度在1.0-2.0g/cm₃范围内。

进一步设置：所述阻尼层的硬度在30-70shoreA范围内。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：