一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构的制作方法

本发明涉及商用车尾气处理scr系统，具体涉及scr系统用超声波品质传感器探头组件，更具体涉及品质传感器探头组件之尿素通道。

背景技术：

1、scr系统用超声波探头是超声波品质传感器的核心零部件，scr超声波探头利用的是其轴向振动的超声波，此轴向超声波会在被测尿素溶液中飞行，遇到了前端的反射片后会折返，折返的超声波能量又会冲击压电陶瓷，同样使得压电陶瓷产生同频率的机械振动，而这个机械振动发生的同时会因为几何形变而带来压电陶瓷片轴向上的上、下电极间发生周期性的电压波动。scr系统品质传感器的控制模块会记录超声波从产生到飞行返回这一段时间δt的长度，这个δt的长或者短对应于尿素溶液浓度的低或者高，从而实现浓度探测。

2、超声波在不同的介质中的飞行特征是不同的，超声波尤其害怕空气，其在空气中飞行时的能量衰减非常之巨大。scr超声探头从发出超声波到受到反射回来的超声波信号幅值的强弱主要取决于整个飞行过程中接触到的尿素中气泡的多少，气泡越多、越大，收到的干扰噪声就越大，信号幅值就越小，造成信噪比急剧下降，影响到信号探测的灵敏度；同时，因为较大气泡的存在还带来飞行时间的偏移，造成了系统误差。而超声波飞行路径中气泡存在的原因是因为尿素溶液在高温情况下，液体中的气体溶解度下降而析出以及超声波声压的伸与缩带来。这种应用场景以及采用的超声波技术是无法规避上述气泡的产生的。

3、本发明专利是在顺应scr应用场景以及超声波浓度探测技术的基础上，采取相应技术手段去减少气泡聚集以及存在于探头外表面以及超声波反射面的时间，从而减少气泡的数量以及避免单个气泡因为长时间存在而相互聚集并扩大，形成更大体积的个体气泡。具体策略就是利用scr系统核心部件尿素泵在建压过程中，需要快速以及持续地建立9个大气压的压力来实现尿素雾化；这一持续的压力一端施加在尿素计量喷射阀的腔体内，另一端相应的产生了负压，此负压施加在尿素液滤网至尿素泵的液体入口处；而超声波产生的探头外表面以及超声波反射的平面会被安置于这一负压通道内；具体地，在通道的相应位置处，设计成负压通道瓶颈段，在此造成流体流速被加速，被加速的液体正对在上述探头外表面以及超声波反射的平面上。因为负压作用以及被加速液体的冲刷，聚集在探头外表面以及超声波反射的平面上的气泡会加快脱离上述平面，减少了在上述两个平面上存在的时间。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题在于提供了一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构，本发明采用如下具体方法来实现：

2、一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构，其特征是：包含尿素液进液负压腔、超声波浓度探测腔、抽液负压腔；上述三个腔道均通过超声探头底座联结而成为一个连通的整体流道。

3、所述浓度探测腔是一正四方形柱形实体被掏空了柱形实体的中轴而成的腔体；腔体为圆柱形，圆柱形的两端分别置入圆柱形的超声探头以及圆柱形超声波反射面板；腔体的侧面，在超声探头与反射面板之间被置入了负压通道的瓶颈段，此负压通道瓶颈段为一圆柱环的若干前向小孔，同时圆柱环的竖直向上的出液方向开有出液槽。

4、所述尿素液进液负压腔在超声探头底座前端，与前向小孔连通；所述抽液负压腔在超声探头底座上方，经过抽液负压腔入口与竖直方向出液槽连通，抽液负压腔的入口朝向是竖直向上。

5、具体地，超声探头底座上开有一“t”形双柱形连接而成的空间，其中一个柱形空间向前，另一个柱形空间竖直向上，柱形空间既可以是圆柱形，也可以是四方柱形。

6、优选的，尿素进液负压腔的入口处设置有入口滤网；滤网后端、超声探头底座与浓度探测腔之正四方形柱形实体在前向小孔连接处设置有起密封作用的滤网密封圈；超声探头底座与浓度探测腔之正四方形柱形实体在竖直方向出液槽连接处设置有起密封作用的出液槽密封圈。两个密封作用的o型圈使得浓度探测腔只能通过前向小孔以及竖直方向的出液槽与抽液负压腔相通。

7、优选的，竖直方向出液槽面积尺寸远大于入液方向小孔的面积总和，入液方向小孔就成为了整个负压通道的瓶颈段，入液方向小孔的尿素液流速在整个负压通道内是最快的，并且入液方向小孔的液体出口方向对准超声探头超声发射面以及以及圆柱形超声波反射面板。

8、所述抽液负压腔是由超声探头底座与超声探头上盖组装联结形成的。

9、具体地，超声底座在竖直方向设置有抽液负压腔的入口，入口经密封圈与浓度探测腔连通；入口后端腔体是超声底座与超声探头上盖间经过上下合体组装、中间留空的方式实现。抽液负压腔的出口被安置在超声探头上盖上。尿素泵前置的抽液管在抽液负压腔的出口通过o型密封圈连通。

技术特征：

1.一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构，其特征是：包含双探头组件（1）、底座（2）、入口滤网（3）、上盖（4）；所述超声探头底座（2）上开有一“t”形双柱形连接而成的空间，其中一个为前向柱形空间（23），另一个柱形空间垂直于前向空间为横向柱形空间（24），横向柱形空间（24）为超声探头组件（1）安置空间，柱形空间既可以是圆柱形，也可以是四方形柱形；所述超声探头组件（1）设计有一正四方形柱形实体被掏空了柱形实体的中轴而成的腔体，腔体为圆柱形，圆柱形的两端分别置入圆柱形的超声探头（12）以及圆柱形超声波反射面板（13），形成所述的超声波浓度探测腔（c），在超声波浓度探测腔（c）腔体的侧面、超声探头（12）与超声波反射面板（13）之间被置入一圆柱环（14），圆柱环（14）在尿素液进入方向被开有的若干小孔（d），圆柱环（14）的出液方向上被开有出液槽（b）；所述尿素液进液负压腔（a）在超声探头底座（2）前端，与小孔（d）连通；所述抽液负压腔（21）在超声探头底座（2）上方，经过抽液负压腔（21）入口与出液方向出液槽（b）连通，抽液负压腔（21）的入口朝向是竖直向上，入口后端腔体是超声底座（2）与超声探头上盖（4）间经过上下合体组装、中间留空的方式实现，抽液负压腔（21）的出口被安置在超声探头上盖（4）上；尿素泵前置的抽液管在上位机出液口（22）通过o型密封圈连通。

2.根据权利要求1所述，一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构，其特征是：所述尿素液进入进液负压腔（a）的入口处设置有入口滤网（3）；滤网后端、超声探头底座（2）与超声波浓度探测腔（c）之正四方形柱形实体在入液方向小孔（d）连接处设置有起密封作用的滤网密封圈（e）；超声探头底座（6）与超声波浓度探测腔（c）之正四方形柱形实体在出液方向出液槽（b）连接处设置有出液槽密封圈（f）。

3.根据权利要求1或2所述，一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构，其特征是：出液方向出液槽（b）面积尺寸远大于入液方向小孔（d）的面积总和，入液方向小孔（d）被设计成整个负压通道的瓶颈段；小孔（d）的液体出口方向对准超声探头超声发射面p1以及超声波反射面板p2。

技术总结
一种基于负压腔驱赶气泡的超声探头流道结构由包含双探头组件、底座、入口滤网、上盖组成；所述超声探头组设计有一正四方形柱形实体被掏空了柱形实体的中轴而成的圆柱形腔体，圆柱形的两端是超声探头以及超声波反射面板，形成超声波浓度探测腔，在超声波浓度探测腔腔体的侧面、超声探头与超声波反射面板之间有一圆柱环，圆柱环在尿素液进入方向开有的若干小孔，圆柱环的出液方向上开有出液槽；出液方向出液槽面积尺寸远大于入液方向小孔的面积总和，入液方向小孔被设计成整个负压通道的瓶颈段；小孔的液体出口方向对准超声探头超声发射面P1以及超声波反射面板P2。

技术研发人员：陈小青
受保护的技术使用者：深圳科维新技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16