本实用新型涉及的是一种超声检测领域的技术，具体是一种双壳体带温补气体超声换能器。
背景技术：
当在压电陶瓷的极化方向施加电场，压电陶瓷在一定方向上将产生机械变形或机械应力。当外电场撤去后变形或应力也随之消失。这种物理现象称为逆压电效应。利用逆压电效应可制成超声波发电器。通过一定的结构形式可制成气体超声换能器和液体超声换能器。用于气体介质流量测量的气体超声换能器对流体的温度、压强和流速等状态参量的变化特别敏感，都会引起相应的声速变化，进而影响测量精度。
气体超声换能器装配成气体超声流量计后在密封管道内气体流体随着工况的变化，密封管道内的压强也随着变化。如图8所示，这样作用在气体超声换能器外壳上的压强也随之变化着。压强通过外壳对压电陶瓷片外径产生力同样会产生正压电输出。对压电陶瓷两端施加电场后产生逆压电输出。两种输出叠加在一起，由于正压电输出是随机的，这样就直接影响了气体超声换能器的信号输出稳定性，进而影响了测量精度。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术结构较为复杂且液体容易在结构管路中产生水锤现象等缺陷，提出一种双壳体带温补气体超声换能器，施加同等电压下能够大幅度提高输出灵敏度和检测精度，尽可能的把管道内的干扰对换能器的影响减到最少，提高换能器的可靠性。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型包括：依次设置于壳体内的压电陶瓷、薄膜铂热电阻和匹配层，其中：薄膜铂热电阻和压电陶瓷分别将温度信号和声波信号输出至换能器外部，薄膜铂热电阻、匹配层与壳体内壁之间注有环氧树脂，压电陶瓷与壳体内壁相连且压电陶瓷、匹配层与壳体内壁之间注有气体介质。
所述的内壳内部优选设有凸环，通过该凸环与所述压电陶瓷固定连接，从而使得压电陶瓷其余部分与内壳内壁不接触，处于自由状态。
所述的内壳的一端设有安装槽，当压电陶瓷装配在适当位置时，通过对安装槽部位用适当力夹紧后再焊接该安装槽，使得压电陶瓷片与所述凸环紧密接合在一起，使得压电陶瓷片在内壳体内处于比较自由的状态，克服了压电陶瓷片整个外径都涂胶与壳体内径粘接在一起的状态，压电陶瓷片处于不自由状态。
技术效果
本装置中的压电陶瓷片两端极化面施加电场后为纵向振动模式，从而提高了输出波形质量，输出功率大，信号处理方便，稳定性好；由于内壳上设有长10mm，宽0.3mm缝隙，压电陶瓷片两端的气体介质匹配层可根据用户的实际工况注入声速接近的气体和低密度、低声速的高分子材料形成双匹配层。
相比现有技术，本实用新型不用在流量仪表的某一处另外开孔安装温度传感器，使流量仪表少掉一个容易泄漏点，并且能够更真实的反映了气体超声换能器敏感元件的实际温度，使得硬件平衡校正法更接近真值，提高了系统测量精度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为外壳体示意图；
图3为内壳示意图；
图4为压电陶瓷示意图；
图中：a为侧视图；b为俯视图；
图5为匹配层示意图；
图中：a为侧视图；b为俯视图；
图6为硬中心平面膜片示意图；
图7为电缆护套示意图；
图8为现有检测方法示意图；
图中：1外壳体、2感温孔、3薄膜铂热电阻、4内壳、5压电陶瓷、6硬中心平面膜片、7气体介质匹配层、8匹配层、9环氧树脂、10电缆护套、11四芯屏蔽电缆、12极化电极、13凸环、14安装槽、15导线槽、16长形凹槽。
具体实施方式
如图1所示，本实施例包括：依次设置于壳体1内的压电陶瓷5、薄膜铂热电阻3和匹配层8，其中：薄膜铂热电阻3和压电陶瓷5分别将温度信号和超声波信号输出至换能器外部，薄膜铂热电阻3、匹配层8与壳体1内壁之间设有环氧树脂9，压电陶瓷5与壳体4内壁相连且压电陶瓷5、匹配层8与壳体4内壁之间注有气体介质7。
如图2和图3所示，所述的壳体1为内外双层壳体1结构，包括：外壳和与之存在间隙的内壳4，其中：外壳由外壳体1、电缆护套10和作为测量端面的硬中心平面膜片6组成，内壳4固定设置于外壳内部。
当管道气体介质7为天然气(混合气体)(15℃)时，声速c＝420m/s，而当采用氨气(18℃)作为气体介质时，声速c＝428m/s。这样用于天然气流量测量的气体超声换能器冲进氨气作为气体介质匹配层，匹配效果会更好。
如图3所示，所述的内壳4上正对薄膜铂热电阻3的位置设有感温孔，该感温孔接近敏感元件的压电陶瓷并与薄膜铂热电阻的感温位置相对应。
所述的内壳4内部优选设有凸环，通过该凸环与所述压电陶瓷5固定连接，从而使得压电陶瓷5其余部分与内壳4内壁不接触。
所述的内壳4的一端设有安装槽，该安装槽的尺寸优选为10x0.3mm；当压电陶瓷5装配在适当位置时，通过对安装槽部位用适当力夹紧后再焊接该安装槽，使得压电陶瓷5与所述凸环紧密接合在一起，使得压电陶瓷5在内壳4内处于比较自由的状态，克服了压电陶瓷5整个外径都涂胶与壳体1内径粘接在一起的状态，压电陶瓷5处于不自由状态。
如图4所示，所述的压电陶瓷5与凸环的连接部分接触面宽度的尺寸优选小于2mm，所述的压电陶瓷5的厚度优选为6.5mm。
所述的压电陶瓷5上设有走线槽，可把信号线压入走线槽，便于与内壳4凸环很好配合。
如图5所示，所述的匹配层8采用低密度、低声速的高分子氟塑料，聚乙烯材料制成，使得从压电元件背面发出的超声可通过气体吸声层，再经匹配层全部吸入，不会对正面发出超声干扰。
优选所述的匹配层8上设有走线槽，以避免信号线环绕。
所述的匹配层8上加工有用于固定薄铂热电阻的长形凹槽16，使薄铂热电阻靠近压电陶瓷。
如图1和图6所示，所述的硬中心平面膜片6通过如图1中a、b点的激光焊接方式与外壳体1相连且硬中心平面膜片6与压电陶瓷5不相接触，使得压强变化不会直接作用在压电陶瓷5的外径上，也就不会有正压电信号输出。
所述的硬中心平面膜片6采用线切割处理，并通过焊接与外壳体1相连。
所述的内壳4采用硬平面膜与薄膜平面膜相结合的方法，采用焊接方法形成硬中心平面膜，使得硬中心平面部分与内壳4焊接以抵抗工作压力，薄膜部分与外壳1位于图2的C点焊接，解决了双壳体的密封问题，这样既解决了换能器耐工作压力，又减少了工况变化对内壳4的影响，提高了灵敏度及可靠性。
如图7所示，所述的电缆护套10与外壳1焊接以增加可靠性，该电缆护套10的薄膜壁部分内径与四芯屏蔽电缆11经夹紧处理，从而实现可靠接地以减少电磁场干扰信号。
本装置通过以下方式进行装配：
1、依次将硬中心平面膜、硬中心平面与内壳体焊接；
2、将薄膜铂热电阻固定在匹配层的长形凹槽内；
3、将压电陶瓷5和匹配层8依次装配进内壳4内，并确保压电陶瓷5两端面有气体匹配层后，再将内壳4夹紧后对，对内壳体上的缝隙进行焊接；然后用阻抗仪测试频率及超声波波形，以确保压电陶瓷5与内壳体上的凸环紧密配合；
4、将内壳4与外壳体1装配后，对硬中心平面膜片6与外壳体1的测量端面焊接，并进行耐压测试，测试完成后再用阻抗仪测试频率及超声波波形；
5、焊接四芯屏蔽电缆，并用阻抗仪测试频率及超声波波形后灌胶；
6、安装电缆护套并夹紧电缆护套的薄壁部分，以确保薄壁部分与四芯屏蔽电缆的屏蔽层紧密结合，再检验接地电阻并用阻抗仪测试频率及超声波波形。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。