超声波传感器的制作方法

本技术涉及超声波传感器领域，详细地讲是一种耐高压耐腐蚀超声波传感器，用于测量封闭管道内的流体流量。

背景技术：

1、众所周知，超声波传感器是超声波水表、超声波热量表、超声波流量计的核心部件，实现电信号和超声波信号之间的相互转换，采用时差法工作原理，两只超声波传感器分别安装在被测流体的上游和下游，轮流发射接收超声波信号，信号处理单元通过测量超声波信号顺流和逆流传播时间的差值来计算流体的流量。

2、现有技术的超声波传感器一般包括壳体、保护膜片、压电陶瓷片、密封件，壳体和保护膜片采用不锈钢或工程塑料材质，壳体和保护膜片通过密封件组装在一起，形成一个封闭空间，与被测流体隔绝，承受外部压力，保护内部压电陶瓷片，保护膜片还起声楔的作用，传递超声波信号，密封件一般采用专用胶粘剂。

3、这种结构的超声波传感器存在以下问题：为了更好地传播超声波信号，保护膜片尽可能减小厚度，常用的不锈钢薄板厚度只有0.06毫米，耐压强度低；测量流体的成分复杂，具有一定的腐蚀性，不锈钢材质耐酸、碱、盐侵蚀的能力较低，容易生锈腐蚀导致传感器渗漏，不能长期稳定工作；传感器表面比较粗糙，容易结垢降低超声波信号强度和质量；密封件采用专用胶粘剂，使用范围受到限制，在温度压力的反复变化冲击下，密封件容易老化失效，失去密封作用；传感器轴向长度较短，传感器前端与管壁形成一个较深的凹陷区，容易沉积泥沙和污垢，阻挡超声波信号传播，导致传感器失效；传感器由壳体、保护膜片、密封件等多个部件组装在一起，造成传感器结构复杂、生产成本高、生产效率低。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种超声波传感器，可以长期在高温高压环境下使用，耐酸、碱、盐侵蚀的能力强，测量精度高。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超声波传感器，设有包括壳体，其特征在于：壳体为下端封闭上端开口的圆筒状结构，壳体外表面有烧釉层，壳体内壁沿轴向设置有定位柱，壳体的空腔内由下向上依次布置匹配层、压电陶瓷片、背衬层、灌封层，信号电缆穿过灌封层和背衬层焊接在压电陶瓷片的正极和负极上。

3、所述的壳体的空腔为圆柱形结构。

4、所述的压电陶瓷片定位在壳体中心。

5、所述的定位柱至少是三个，定位柱均匀布在壳体内壁上。

6、所述的壳体的内壁与压电陶瓷片外缘之间形成一个环形空隙。

7、所述的壳体采用电子陶瓷材料烧制，一体成型。

8、本实用新型的有益效果是：采用一体成型设计，无密封件，结构紧凑，坚固耐用，降低生产成本，提高生产效率，适合规模化生产。

技术特征：

1.一种超声波传感器，设有包括壳体，其特征在于：壳体为下端封闭上端开口的圆筒状结构，壳体外表面有烧釉层，壳体内壁沿轴向设置有定位柱，壳体的空腔内由下向上依次布置匹配层、压电陶瓷片、背衬层、灌封层，信号电缆穿过灌封层和背衬层焊接在压电陶瓷片的正极和负极上。

2.根据权利要求1所述超声波传感器，其特征在于所述的壳体的空腔为圆柱形结构。

3.根据权利要求1所述超声波传感器，其特征在于所述的压电陶瓷片定位在壳体中心。

4.根据权利要求1所述超声波传感器，其特征在于所述的定位柱至少是三个，定位柱均匀布在壳体内壁上。

5.根据权利要求1所述超声波传感器，其特征在于所述的壳体的内壁与压电陶瓷片外缘之间形成一个环形空隙。

6.根据权利要求1所述超声波传感器，其特征在于所述的壳体采用电子陶瓷材料烧制，一体成型。

技术总结
本技术涉及一种超声波传感器，属于超声波传感器领域。设有包括壳体，所述的壳体采用电子陶瓷材料烧制，一体成型。壳体为下端封闭上端开口的圆筒状结构，壳体外表面有烧釉层，壳体内壁沿轴向设置有定位柱，壳体的空腔内由下向上依次布置匹配层、压电陶瓷片、背衬层、灌封层，信号电缆穿过灌封层和背衬层焊接在压电陶瓷片的正极和负极上，所述的壳体的内壁与压电陶瓷片外缘之间形成一个环形空隙。本技术的有益效果是：采用一体成型设计，无密封件，结构紧凑，坚固耐用，降低生产成本，提高生产效率，适合规模化生产。

技术研发人员：刘军波,陈福庆
受保护的技术使用者：威海博扬电子科技有限公司
技术研发日：20221216
技术公布日：2024/1/11