超声腔的制作方法

文档序号:10127772阅读:335来源:国知局
超声腔的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型的技术领域涉及一种盛放待测液体的容器,具体涉及一种超声腔。
【背景技术】
[0002]在利用超声光栅现象进行液体声速测量时,将待测液体放入容器,向容器中的液体通入超声波,液体会产生类似光栅的效果,当光穿过液体时将发生衍射现象,通过测量衍射条纹间的宽度等物理量可以计算液体中的声速。现有技术中的超声腔借助悬架结构将压电陶瓷片浸泡在腔体所盛放的液体中进行实验,这不仅不利于振源和反射壁的平行,使现象变弱,更由于压电陶瓷片的两个电极同时接触液体,造成了电极的电化学腐蚀直至消失,前者造成实验者调节困难,后者增加了实验成本。
【实用新型内容】
[0003]为了克服调节困难和压电陶瓷片易损耗的缺点,本实用新型提供了一种超声腔,该超声腔在现象变明显的同时消除了电极的电化学腐蚀现象,同时使实验者能方便地向其中的液体输入超声信号,同时让光线通过。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种超声腔,包括腔体及盖在腔体上的盖体,腔体和盖体形成封闭的空腔,其特征在于该超声腔还包括超声波换能器,超声波换能器位于腔体的外壁上,所述空腔内至少包含两对平面,每对平面中的两个平面相互平行,且两对平面两两相互垂直,其中一对平面上各包含一个透光窗,且两个透光窗正对,另一对平面中的一个面上开有超声波换能器透声孔,另一个面为超声波反射壁;所述超声波换能器包括压电陶瓷片、胶圈和压盖,压电陶瓷片嵌在胶圈中由压盖压紧在该超声波换能器透声孔处并密封固定。
[0005]与现有技术相比,本实用新型改变了超声波换能器与腔体的连接方式,在超声腔垂直光路的方向上开孔,利用压盖和胶圈将压电陶瓷片对准超声波换能器透声孔并压紧密封固定,进而改变了压电陶瓷片与液体的接触方式(由两面接触液体变为单面接触液体),同时提高了压电陶瓷片与超声波反射壁的平行程度。具体有益效果如下:
[0006]1)无电化学腐蚀现象。现有技术中超声腔借助悬架结构将压电陶瓷片浸泡在腔体所盛放的液体中进行实验,此时压电陶瓷片的两个电极同时接触液体,在通电情况下会产生电化学腐蚀现象,由于通电时间长,实验室每月都要更换新的压电陶瓷片,不仅增加了实验成本,加大了工作量,还降低了实验效果。本申请超声腔对腔体进行结构改进,使压电陶瓷片只有一个电极接触液体,消除了电化学腐蚀现象,从而有效降低了实验成本。
[0007]2)现象变得明显。本申请中的空腔包含两对相互垂直的平行面,这种空腔在进行加工生产时很容易实现,进而有效保证了实验中压电陶瓷片和对面的超声波反射壁的平行,所测实验效果现象更明显,而悬架结构的超声腔不易加工成压电陶瓷片与超声波反射壁的平行,使得实验效果较差。实验表明,悬架结构超声腔只能出现2-3级衍射条纹,而本申请的超声腔能出现近20级衍射条纹,实验现象显著。
[0008]本实用新型相对于悬架结构的超声腔结构更简单,在实现了超声光栅效应的同时,使现象变得明显,无电化学腐蚀现象,它使实验者能方便地向其中的液体输入超声信号,同时让光线通过,简化了实验操作。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型超声腔一种实施例的纵剖面结构示意图;
[0010]图中,1.压电陶瓷片,2.胶圈,3.压盖,4.螺丝,5.0形圈,6.透光窗,7.腔体,8.超声波换能器透声孔,9.空腔,10.超声波换能器。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明,但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
[0012]本实用新型超声腔包括超声波换能器10、腔体7及盖在腔体上的盖体(图中未绘出),腔体7和盖体形成封闭的空腔9,超声波换能器10位于腔体7的外壁上,所述空腔9内至少包含两对平面,每对平面中的两个平面相互平行,且两对平面两两相互垂直,其中一对平面上各包含一个透光窗6,且两个透光窗6正对,另一对平面中的一个面上开有超声波换能器透声孔8,另一个面为超声波反射壁;所述超声波换能器10包括压电陶瓷片1、胶圈2和压盖3,压电陶瓷片1嵌在胶圈2中由压盖3压紧在该超声波换能器透声孔处并密封固定。
[0013]本实用新型的进一步特征在于所述空腔9为长方体状。
[0014]本实用新型的使用方法是:打开盖体,将待测液体注入超声腔的空腔9内,盖好盖体,然后通过引线向压电陶瓷片1输入信号,压电陶瓷片1起振后发射的行进波将与对面反射回来的反射波发生叠加,通过调节信号的频率可以使叠加的效果稳定下来,形成驻波,此时液体会产生类似光栅的效应,使通过透光窗6的光线发生衍射,再调节信号源的幅度等参数使实验现象明显。通过测量衍射条纹宽度等数值可计算液体的声速、压缩系数、流速等物理量。
[0015]本实用新型中腔体内空腔9的形状可以为长方体状也可以为其他不规则形状,但必须保证空腔内至少包含两对相互垂直的平面,每对平面中的两个平面相互平行,所述的超声波换能器是市场上成套出售的部件,包含压电陶瓷片、胶圈、压盖、引线等,现有技术中均采用悬架结构将压电陶瓷片置于待测液体中,均未有直接将超声波换能器使用到超声腔内,而完成液体声速测量实验的超声腔。
[0016]实施例1
[0017]本实施例超声腔(参见图1)包括超声波换能器10、腔体7及盖在腔体上的盖体,腔体和盖体形成封闭的空腔,超声波换能器10位于腔体7的外壁上,所述空腔9为长方体状,空腔内包含三对两两相互垂直的平面,每对平面中的两个平面相互平行,空腔的前后两个平面上各包含一个用于透光的透光窗6,且两个透光窗6正对,在左右的一对平面中的一个面上开有超声波换能器透声孔8,另一个面为超声波反射壁,打开盖体,可以向空腔9注入待测液体;所述超声波换能器10包括压电陶瓷片1、胶圈2和压盖3,压电陶瓷片1嵌在胶圈2中由压盖3压紧在该超声波换能器透声孔处,并用螺丝4固定,螺丝4从腔体7内伸出前加装0形圈5密封,腔体7上有用于透光的两个透光窗6,通过胶圈2和0形圈5进一步保证了超声腔整体的密封性。
[0018]实施例2
[0019]本实施例超声腔包括超声波换能器10、腔体7及盖在腔体上的盖体,腔体和盖体形成封闭的空腔,空腔9为不规则的正方体状,空腔的上下表面为带有凸起的不光滑曲面,空腔内包含两对相互垂直的平面,每对平面中的两个平面相互平行,其中一对平面中的两个平面上各包含一个用于透光的透光窗6,且两个透光窗6正对,在另一对平面中的一个面上开有超声波换能器透声孔8,另一个面为超声波反射壁,所述超声波换能器10包括压电陶瓷片1、胶圈2和压盖3,压电陶瓷片1嵌在胶圈2中由压盖3压紧在该超声波换能器透声孔处,并用螺丝4固定,螺丝4从腔体7内伸出前加装密封圈,通过胶圈2和密封圈进一步保证了超声腔整体的密封性,不会出现漏液现象。超声波换能器透声孔的直径为压电陶瓷片1的直径9/10,将超声波换能器10固定安装在腔体7的超声波换能器透声孔处,压电陶瓷片1压在腔体7的外壁上进行实验。
[0020]采用上述实施例的超声腔及现有技术中悬架结构的超声腔同时进行液体声速测量实验,从实验效果中可以看出,现有技术中悬架结构的超声腔只能出现2-3级衍射条纹,而本申请的超声腔能出现近20级衍射条纹,实验现象非常明显,操作也更方便。
[0021]本实用新型未述及之处适用于现有技术。
【主权项】
1.一种超声腔,包括腔体及盖在腔体上的盖体,腔体和盖体形成封闭的空腔,其特征在于该超声腔还包括超声波换能器,超声波换能器位于腔体的外壁上,所述空腔内至少包含两对平面,每对平面中的两个平面相互平行,且两对平面两两相互垂直,其中一对平面上各包含一个透光窗,且两个透光窗正对,另一对平面中的一个面上开有超声波换能器透声孔,另一个面为超声波反射壁;所述超声波换能器包括压电陶瓷片、胶圈和压盖,压电陶瓷片嵌在胶圈中由压盖压紧在该超声波换能器透声孔处并密封固定。2.根据权利要求1所述的超声腔,其特征在于所述空腔为长方体状。
【专利摘要】本实用新型涉及超声腔,包括腔体及盖在腔体上的盖体,腔体和盖体形成封闭的空腔,其特征在于该超声腔还包括超声波换能器,超声波换能器位于腔体的外壁上,所述空腔内至少包含两对平面,每对平面中的两个平面相互平行,且两对平面两两相互垂直,其中一对平面上各包含一个透光窗,且两个透光窗正对,另一对平面中的一个面上开有超声波换能器透声孔,另一个面为超声波反射壁;所述超声波换能器包括压电陶瓷片、胶圈和压盖,压电陶瓷片嵌在胶圈中由压盖压紧在该超声波换能器透声孔处并密封固定。
【IPC分类】G01H5/00
【公开号】CN205037962
【申请号】CN201520771121
【发明人】孔祥明
【申请人】河北工业大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月30日
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