超高温电磁超声传感器及其获取方法_2

文档序号:9909180阅读:来源:国知局
3为阶梯槽。安装槽613具有沿槽深方向依次连通且槽面积依次 减小的第一槽段6131和第二槽段6132。信号接头30通过接头安装座70安装在第一槽段6131 内,磁铁及线圈组件20安装在第二槽段6132内。
[0040]信号接头30可选用Lemo EZG型0B系列直式插头或者现有技术中的其它型号的插 头。接头安装座70由聚酰亚胺制成。接头安装座70为长28mm、宽14mm、高7mm的长方体。接头 安装座70具有用于安装信号接头30的安装孔,该安装孔为盲孔。
[0041] 具体地,隔热套筒61的外径尺寸为31mm、内径尺寸为25mm、高度尺寸为32mm。隔热 套筒61的底壁611的厚度尺寸为2mm。
[0042] 可选地,为了确保隔热套筒61具有耐高温且隔热的性能,包括隔热套筒61的上述 隔热结构60由氧化锆制成。当然,还可以将隔热套筒61由其他绝热隔热材料制成。只要是采 用具有耐高温及隔热性能的材料制成的隔热套筒61均在本发明的保护范围之内。
[0043]如图4所示,本发明的实施例一中,磁铁及线圈组件20包括磁铁21、线圈22和磁铁 安装座23。磁铁安装座23具有用于安装磁铁21的磁铁安装槽和用于安装线圈22的线圈安装 槽。磁铁安装槽和线圈安装槽分别对应设置在磁铁安装座23的相对的两侧。
[0044] 具体地,磁铁21为高度尺寸为30mm、直径为22mm的圆柱体。磁铁21由钕铁硼材料制 成。磁铁安装座23也为圆柱体。该圆柱状的磁铁安装座23的外径为25mm、高度尺寸为8_。其 中,磁铁安装座23具有相对设置的第一端和第二端,为了方便安装磁铁及线圈组件20等部 件,磁铁安装座23的第一端设有直径为22mm、深度尺寸为5.7mm的磁铁安装槽。磁铁安装座 23的第二端开有直径20_、深度尺寸为0.3mm的线圈安装槽。磁铁安装槽的槽底与线圈安装 槽的槽底之间具有一定厚度的预设距离。
[0045] 另外,本发明的超高温电磁超声传感器还包括由导体材料制成的电磁屏蔽层。电 磁屏蔽层套设在磁铁21的端部。当需要装配超高温电磁超声传感器时,操作人员首先将装 有电磁屏蔽层的磁铁21的一端插入磁铁安装槽内,线圈22通过粘结剂装入位于磁铁安装座 23下部的线圈安装槽内;接着将上述装配好的磁铁及线圈组件20的整体结构装入隔热套筒 61的安装槽613内。
[0046] 超高温电磁超声传感器还包括引线和线圈接头。线圈22的直径为20mm。信号接头 30通过线圈接头与线圈22连接。具体地,将信号接头30的针脚插入线圈接头中,通过焊锡焊 接将两者连通,并将其安装于接头安装座70上。
[0047] 线圈22采用耐高温的柔性PCB板制作而成。该柔性PCB板在外力作用下可弯曲。 [0048]如图4所示,本发明的实施例一中,为了便于连接隔热结构60与壳体10。隔热结构 60还包括设置在隔热套筒61的外侧并与隔热套筒61连接的环形凸缘62。环形凸缘62位于隔 热套筒61的与底壁611相对的一端,隔热结构60通过环形凸缘62与壳体10连接。
[0049] 为了方便加工、制造和装配,隔热套筒61和环形凸缘62为一体成型的结构件。当 然,在附图未示出的实施例中,还可以根据需要将隔热套筒61和环形凸缘62分体设置。
[0050] 如图2和图4所示,端盖11设置在壳体10的远离待测设备的一端。
[0051]如图4所示,本发明的实施例一中,超高温电磁超声传感器还包括锁紧件50。端盖 11具有轴向通孔111,轴向通孔111为阶梯孔。轴向通孔111具有顺次连通且孔径依次增大的 第一孔段、第二孔段和第三孔段。信号接头30位于第一孔段和第二孔段内,一部分的用于安 装信号接头30的接头安装座70位于第三孔段内。
[0052]端盖11具有沿端盖11的轴向贯通设置的多个第一连接孔。隔热结构60的环形凸缘 62具有与第一连接孔对应的第二连接孔,壳体10具有与第一连接孔对应设置的第三连接 孔,锁紧件50分别通过第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔连接端盖11、隔热结构60以及 容纳腔12。
[0053]具体地,端盖11由不锈钢材料制成。端盖11具有一体成型的第一管段和第二管段。 第一管段的直径小于第二管段的直径,第一管段和第二管段均为具有中空部的圆柱体。第 一管段的中空部和第二管段的中空部形成上述的轴向通孔111。第二管段上沿周向间隔设 置有四个沿轴向贯通设置的第一连接孔。该第一连接孔为台阶孔。相对应地,环形凸缘62具 有沿轴向贯通设置的与上述四个第一连接孔一一对应设置的四个第二连接孔,该第二连接 孔为螺纹间隙孔。圆柱状的壳体10上沿周向间隔设置有与上述四个第一连接孔对应设置的 四个第三连接孔,该第三连接孔为螺纹孔。
[0054] 可选地,锁紧件50为螺钉。
[0055]螺钉分别通过第一连接孔、第二连接孔和第三连接孔将端盖11、隔热结构60以及 容纳腔12连接为一个整体结构。
[0056]通过上述设置,可以将隔热结构60和磁铁及线圈组件20等部件均封装在壳体10内 部。因此,整个超高温电磁超声传感器结构紧凑、占据空间较小。
[0057]为了保证隔热及耐高温的效果,如图4和图5所示,本发明的实施例一中,隔热结构 60还包括设置在壳体10的内壁面和隔热套筒61的外周之间的空气隔层63。
[0058] 可选地,空气隔层63的厚度为1mm。
[0059] 上述设置中,当超高温电磁超声传感器处于使用状态时,空气隔层63位于高温待 测设备100和隔热套筒61的底壁611之间以及侧壁612与容纳腔12的内壁之间。其中,通过空 气隔层63隔绝隔热套筒61的底壁611和高温待测设备,避免底壁611直接和高温待测设备接 触,提高了隔热套筒61的隔热能力。
[0060] 如图1所示,本发明的实施例一中,超高温电磁超声传感器还包括延长杆80和握持 手柄40。延长杆80的第一端与端盖11连接,延长杆80的第二端与握持手柄40连接。
[0061 ] 具体地,延长杆80由硬错合金制成。延长杆80为内径25mm、外径32mm、长度300mm的 管状结构,使得与信号接头30连接的信号线等可以位于其中,避免信号线等裸露在壳体10 外部。延长杆80的一端具有与端盖11螺纹连接的螺纹孔。
[0062]当然,延长杆80与端盖11的连接不限于以上的方式,还可以根据需要采取卡接等 方式将延长杆80与端盖11连接。
[0063 ]握持手柄40可以为中空的管状结构。为方便操作人员持握,确保操作人员的安全, 在握持手柄40的外周可以设置绝热层和手垫。
[0064]可选地,握持手柄40由橡胶材料制成。管状结构的握持手柄40的内径为31mm、外径 为39mm〇
[0065]本发明还提供了一种超高温电磁超声传感器的装配方法。装配方法采用上述的超 高温电磁超声传感器进行装配,装配方法包括将隔热结构60设置在壳体10的容纳腔12和装 配好的磁铁及线圈组件20之间。
[0066]如图1和图4所示,本发明的实施例一中,超高温电磁超声传感器的装配过程具体 如下所述:
[0067] (1)首先一体成型的隔热套筒61和环形凸缘62安装于容纳腔12内部,环形凸缘62 卡在容纳腔12的上端面上,隔热套筒61位于圆柱状的容纳腔12的中空部内,隔热套筒61的 底壁611与容纳腔12的下端面之间的距离差形成空气隔层。其中,底壁611由2_厚的隔热材 料制成。上述设置中,底壁611和空气隔层63形成具有复合结构的隔热结构60。
[0068] (2)接着,装配好的磁铁及线圈组件20装入隔热套筒61的安装槽613内。
[0069] (3)端盖11安装在环形凸缘62上,信号接头30由端盖11的轴向通孔内伸出并与外 部的信号线连接,容纳腔12、端盖11以及一体成型的隔热套筒61和环形凸缘62通过作为锁 紧件50的螺钉连接为一个整体。
[0070] (4)延长杆80带内螺纹的一端与端盖11螺纹连接,延长杆80的另一端安装握持手 柄40。
[0071] 本发明的实施例中,如图6所示,上述的超高温电磁超声传感器的获取方法,也就 是设计方法可以包括以下步骤:
[0072] (1)选取隔热材料;
[0073] 根据超高温电磁超声传感器工作的高温环境的耐热要求,选择耐高温的隔热材 料,该隔热材料必须具有一定的强度、热稳定性、可重用性等。可选取的隔热材料包括陶瓷 纤维、玻璃纤维、氧化锆、氧化铝或其他符合材料。
[0074] (2)利用超高温电磁超声传感器允许的提离高度获取隔热结构60;
[0075] 在利用超高温电磁超声传感器允许的提离高度获取隔热结构60的步骤中,获取方 法还包括以下步骤:隔热结构60的厚度小于或者等于提离高度,其中,提离高度指的是超高 温电磁超声传感器的线圈的朝向待测设备的一侧与待测设备的待检表面之间的距离。
[0076] 具体地,隔热结构60包括隔热套筒61和设置在壳体10的内壁面和磁铁及线圈组件 20的外周之间的空气隔层63,采用隔热套筒61和空气隔层63组成的隔热结构60,隔热性能 较好,且能够满足耐热设计要求。
[0077] (3)验证隔热结构的可行性;
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