超声波测量装置的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量技术领域，特别是涉及一种超声波测量装置。
【【背景技术】】
[0002]超声波流量计简称USF (ultrasonic flowmeter)，是在流体流动时超声波束的传播速度会发生变化，进而根据传播速度变化测量流体体积的装置。超声波流量计通常包括两个超声波传感器，互为超声波信号与电信号的接收发射源，每个超声波传感器包括壳体和压电陶瓷片，压电陶瓷作为换能元件可实现电信号与超声波信号之间的相互转换。
[0003]超声波传感器需要将采集到的脉冲信号传输至硬件电路系统(流量处理设备)进行运算处理，才能得到流量信号。超声波传感器与硬件电路系统分立开来，采用信号线传输方式连接，不仅装配空间大，装配过程复杂，且信号在传输过程中容易受到外部环境不稳定因素的影响，从而降低了超声波流量计的可靠性与检测精度。
【【实用新型内容】】
[0004]基于此，有必要针对上述超声波传感器的接收信号在传输过程会发生信号衰减，进而降低流量处理设备测得的流量精确度的问题，提供一种超声波测量装置。
[0005]一种超声波测量装置，包括主测量传感器和从测量传感器，所述主测量传感器包括第一壳体以及安装在所述第一壳体内部的第一换能元件、测量处理元件和信号控制元件，所述信号控制元件分别与所述第一换能元件和所述测量处理元件连接，所述第一换能元件安装在所述第一壳体的底部端面，所述从测量传感器包括第二壳体以及安装在所述第二壳体的底部端面的第二换能元件，所述第二换能元件与所述信号控制元件连接。
[0006]上述超声波测量装置，主测量传感器和从测量传感器，所述主测量传感器将测量处理元件和信号控制元件安装在主测量传感器的第一壳体内部，安装于第一壳体内的所述信号控制元件分别与所述第一换能元件、所述第二换能元件和所述测量处理元件连接，可通过所述信号控制元件控制所述第一换能元件和第二换能元件发送超声波信号或采集超声波信号，获取与所述第一换能元件和第二换能元件采集的信号对应的信号参数，控制所述测量处理元件对所述信号参数进行处理，直接生成所测量。无需将主测量传感器和从测量传感器采集的信号进行长距离传输，节约传输线和减小测量装置的空间结构的同时可减小信号的传播延时所带来的误差，可有效避免外部环境的不稳定因素对信号传播的影响，从而提高了超声波测量装置的可靠性与测量精度。
【【附图说明】】
[0007]图1是本实用新型超声波测量装置第一实施方式的结构示意图；
[0008]图2是本实用新型超声波测量装置第二实施方式的结构示意图。
【【具体实施方式】】
[0009]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0010]请参阅图1，图1是本实用新型的超声波测量装置第一实施方式的结构示意图。
[0011]本实施方式的所述超声波测量装置可包括主测量传感器和从测量传感器，所述主测量传感器包括第一壳体以及安装在所述第一壳体内部的第一换能元件1020、测量处理元件和信号控制元件，第一换能元件1020安装在所述第一壳体的底部端面，所述从测量传感器包括第二壳体以及安装在所述第二壳体的底部端面的第二换能元件1030，所述信号控制元件分别与第一换能元件1020、第二换能元件1030和所述测量处理元件连接，所述信号控制元件用于向第一换能元件1020和第二换能元件1030发送电信号，第一换能元件1020和第二换能元件1030分别将所述电信号转换为超声波信号、并向待测通道发送，第一换能元件1020还用于接收第二换能元件1030发送的超声波信号、将接收的超声波信号转换为第二接收信号并向所述信号控制元件发送，第二换能元件1030还用于接收第一换能元件1020发送的超声波信号、将接收的超声波信号转换为第一接收信号并向所述信号控制元件发送，所述信号控制元件还用于获取与所述电信号、所述第一接收信号和所述第二接收信号相应的信号参数、并向所述测量处理元件发送所述相应的信号参数，所述测量处理元件将所述相应的信号参数转换为所测量。
[0012]本实施方式，主测量传感器和从测量传感器，所述主测量传感器将测量处理元件和信号控制元件安装在主测量传感器的第一壳体内部，安装于第一壳体内的所述信号控制元件分别与所述第一换能元件、所述第二换能元件和所述测量处理元件连接，可通过所述信号控制元件控制所述第一换能元件和第二换能元件发送超声波信号或采集超声波信号，获取与所述第一换能元件和第二换能元件采集的信号对应的信号参数，控制所述测量处理元件对所述信号参数进行处理，直接生成所测量。无需将主测量传感器和从测量传感器采集的信号进行长距离传输，节约传输线和减小测量装置的空间结构的同时可减小信号的传播延时所带来的误差，可有效避免外部环境的不稳定因素对信号传播的影响，从而提高了超声波测量装置的可靠性与测量精度。
[0013]其中，对于所述第一壳体和所述第二壳体，可为金属壳体。在其他实施方式中，还可为他材料制成的壳体。
[0014]对于所述信号控制元件和所述测量处理元件，可集成到同一 PCB板1010上，PCB板1010安装在所述第一壳体内。
[0015]优选地，所述主测量传感器还可包括灌封胶防震层，所述灌封胶防震层填充于PCB板1010与所述第一壳体的顶部端面之间。
[0016]优选地，与所述电信号、所述第一接收信号和所述第二接收信号相应的信号参数可为向第一换能元件1020发送电信号的发送时间、向第二换能元件1030发送电信号的发送时间、所述信号控制元件接收所述第一接收信号的时间、所述信号控制元件接收所述第二接收信号的接收时间。
[0017]在其他实施例中，与所述电信号、所述第一接收信号和所述第二接收信号相应的信号参数还可为在信号控制元件接收到所述第一接收信号之前向第一换能元件发送的脉冲信号的脉冲数、在信号控制元件接收到所述第二接收信号之前向第二换能元件发送的脉冲信号的脉冲数。
[0018]进一步地，本实施方式所述主测量传感器还可包括灌封胶防震层，灌封胶防震层填充于PCB板1010与第一壳体的顶部端面之间。
[0019]更进一步地，本实施方式所述主测量传感器还可包括连接部件，连接部件可为连接导线、连接弹簧等，连接部件连接在PCB板1010与第一换能元件1020之间。在其他实施方式中，PCB板1010与第一换能元件1020之间还可为其他连接器件。
[0020]对于第一换能元件1020和第二换能元件1030，可为压电陶瓷片。在其他实施方式中第一换能元件1020和第二换能元件1030还可为本领域惯用材料制成的其他压电元件，如电致伸缩的压电晶体及磁致伸缩的镍铁铝合金。
[0021]在一个实施例中，在具体的测量过程为:信号控制元件向第一换能元件1020发送第一电信号，并获取第一电信号的发送时间，第一换能元件1020将所述第一电信号转换为第一超声波信号向待测通道发送，第二换能元件1030接收所述第一超声波信号并将所述第一超声波信号转换为第一接收信号，向所述信号控制元件发送，所述信号控制元件接收所述第一接收信号，并获取所述第一接收信号的接收时间。信号控制元件向第二换能元件1030发送第二电信号，并获取第二电信号的发送时间，第二换能元件1030将所述第二电信号转换为第二超声波信号向待测通道发送，第一换能元件1020接收所述第二超声波信号并将所述第二超声波信号转换为第二接收信号，向所述信号控制元件发送，所述信号控制元件接收所述第二接收信号，并获取所述第二接收信号的接收时间。所述信号控制元件将第一电信号的发送时间、第一接收信号的接收时间、第二电信号的发送时间、第二电信号的发送时间向所述测量处理元件发送，所述测量处理元件根据时差发测量规则，将第一电信号的发送时间、第一接收信号的接收时间、第二电信号的发送时间、第二电信号的发送时间转换为所测量。
[0022]优选地，所测量可为管道中的液体或气体流量。
[0023]在其他实施方式中，超声波测量装置可基于频差法测量原理、相差法测量原理等进行流量或其他待测量的测量。
[0024]更进一步地，本实施方式所述超声波测量装置还可包括测量显示器1090、第一信号线和1070和第二信号线1080，所述测量处理元件通过第二信号线1080将所测量向测量显示器1090传输。所述信号控制元件通过第一信号线1070连接第二换能元件1030。所