一种振动膜片和振动元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物位传感器领域，具体而言，涉及一种用于确定或监控在管道或容器中物位的可压电激励的振动元件，特别涉及一种振动膜片和振动元件。
【背景技术】
[0002]物位传感器的振动元件有不同的结构，它们通常包括一个支承用来与待测量液体接触的振动体的能够振动的膜片和多组压电元件，当被测液体接触振动元件的探头时，由于液体的阻尼作用，使其频率急剧下降，通过检测电路，将这种机械振动变化的信息转换为电信号，并传递给控制电路，实现对液位的测量和控制。
[0003]现有的振动元件结构复杂、部件较多，因此体积较大、加工不方便，制作成本较高。【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种振动膜片和振动元件，使上述问题得到改善。
[0005]本实用新型是这样实现的:
[0006]一种振动膜片，包括:
[0007]一个能够振动的膜片，所述膜片的顶端设置有过渡台面，所述过渡台面为环形凹槽状，所述过渡台面和所述膜片一体成型，所述膜片的远离所述过渡台面的一侧设置有两个振动体，两个所述振动体形成叉尖状；
[0008]拉紧螺栓，所述拉紧螺栓的一端为平滑段，另一端为螺纹段，所述平滑段的远离所述螺纹段的一端焊接在所述过渡台面上形成焊接区，所述螺纹段上套设有螺母。
[0009]进一步地，所述平滑段与所述过渡台面采用氩弧焊或激光焊，形成氩弧焊焊接区或激光焊焊接区。
[0010]焊接区采用氩弧焊进行焊接，使膜片和拉紧螺栓成为一体，将驱动单元套设在拉紧螺栓上进行测量。
[0011]过渡台面和拉紧螺栓采用机械加工一体成型，例如车削等，需要使用数控机床等进行加工，并且膜片的结构较为精细、复杂，不容易夹持，对成型后的膜片进行拉紧螺栓的加工时工序较为复杂，加工难度较高、成本增加，使得振动元件的成本较高。氩弧焊的电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生产效率高，热影响区窄，所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小。焊接区也可以采用激光焊焊接，激光焊可以将入热量降低到最低的需要量，热影响区金相变化范围小，且热传导所导致的变形最低。氩弧焊和激光焊均不会使膜片的材料金相组织和结构变化，相对于机械加工使过渡台面和拉紧螺栓一体成型，既能达到一体成型的效果，又能减少一体成型时的加工难度和加工成本，降低振动元件的制作成本。
[0012]进一步地，所述平滑段为圆柱状，所述过渡台面的远离所述膜片的一侧设置有圆柱形凸起，所述凸起的轴心线与所述过渡台面的轴心线重合，所述凸起的直径与所述平滑段的直径相等，所述凸起的顶面与所述平滑段的端面贴合，所述焊接区设置在所述平滑段和所述凸起之间。
[0013]凸起使得拉紧螺栓和过渡台面之间的焊接过渡截面减小，由于凸起的直径与平滑段的直径相等，使得焊接区的过渡较为平缓、均匀，更重要的是，焊接区距离膜片较远，可以有效避免膜片的表面由于焊接引起的材料金相组织和结构变化，该金相组织和结构变化会导致材料的机械性能的变化，从而导致振动特性的改变，振动特性的改变会影响振动元件的可靠性，最终导致振动元件的寿命受到影响。增加了该凸起后，使焊接区远离膜片，不会导致膜片材料的机械性能改变，不会影响膜片的可靠性，不会影响整个振动元件的寿命，膜片本身不会变硬，仍然是整个振动元件中最为关键的能够弯曲的构件，膜片是叉尖状的振动体和驱动单元之间传递力的交接区，其它构件具有比它高得多的抗弯刚度，避免其他构件的弯曲使得振动体和驱动单元之间失去刚性耦合作用，导致整个振动元件失效。
[0014]进一步地，所述环形凹槽的高度为2.5mm-3.5mm。
[0015]驱动单元的零件数较少，厚度相应减小，过渡台面形成的环形凹槽的高度较小，使得膜片的尺寸减小，特别适合于小型化。
[0016]一种振动元件，包括:
[0017]上述的振动膜片；
[0018]还包括驱动单元，所述驱动单元套设在所述拉紧螺栓上。
[0019]进一步地，所述驱动单元设置有依次贴合的压紧环、上电极、上压电元件、下电极、下压电元件和支撑环；所述支撑环的远离所述下压电元件的一侧与所述过渡台面贴合，所述压紧环的远离所述上电极的一侧与所述螺母贴合；所述上电极、所述上压电元件、所述下电极和所述下压电元件的内径均大于所述拉紧螺栓的外径；所述压紧环、所述支撑环和所述上电极用于与第二驱动导线连接，所述下电极用于与第一驱动导线连接；所述平滑段的长度小于或等于所述驱动单元的厚度。
[0020]进一步地，所述驱动单元和所述拉紧螺栓之间设置有绝缘层，所述绝缘层为环状并套设在所述拉紧螺栓上，所述绝缘层的两端分别伸入所述压紧环和所述支撑环。
[0021]进一步地，所述驱动单元的外侧套设有驱动壳体，所述驱动壳体的两端分别与所述压紧环和所述支撑环连接，所述上电极的外径、所述上压电元件的外径、所述下电极的外径和所述下压电元件的外径均小于所述驱动壳体的内径。
[0022]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:焊接使得膜片与拉紧螺栓固定连接，固定方式简单方便，使得振动膜片的制作成本降低。过渡台面的远离所述膜片的一侧设置有圆柱形凸起，使焊接区远离膜片，可以有效避免膜片的表面由于焊接引起的材料金相组织和结构变化，不会导致膜片材料的机械性能改变，不会影响膜片的可靠性，不会影响整个振动元件的寿命，非常具有实用性。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型实施例1提供的振动膜片主视图；
[0024]图2为图1的过渡台面与拉紧螺栓连接关系示意图；
[0025]图3为本实用新型实施例2提供的振动元件主视图；
[0026]图4为图3的驱动单元主视图。
[0027]膜片101 ;拉紧螺栓102 ;过渡台面103 ;振动体104 ;平滑段105 ;螺纹段106 ;焊接区107 ;凸起108 ;压紧环109 ;上压电元件110 ;下电极111 ;下压电元件112 ;支撑环113 ；第一驱动导线114 ;绝缘层115 ;上电极116 ;第二驱动导线117。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]图1为本实用新型实施例1提供的振动膜片主视图；图2为图1的过渡台面与拉紧螺栓连接关系示意图。如图1、图2所示，本实用新型实施例1提供了一种振动膜片，包括膜片101和拉紧螺栓102，膜片101能够振动，膜片101的顶端设置有过渡台面103，过渡台面103为环形凹槽状，过渡台面103和膜片101 —体成型，膜片101的远离过渡台面103的一侧设置有两个振动体104，两个振动体104形成叉尖状；
[0030]若过渡台面103和拉紧螺栓102采用机械加工一体成型，例如车削等，需要使用数控机床等进行加工，并且膜片101的结构较为精细、复杂，不容易夹持，对成型后的膜片101进行拉紧螺栓102的加工时工序较为复杂，加工难度较高、成本增加，使得振动元件的成本较高。为了有效解决该问题，拉紧螺栓102的一端为平滑段105，另一端为螺纹段106，平滑段105的远离螺纹段106的一端与过渡台面103之间焊接形成焊接区107，优选为采用氩弧焊焊接，当然，也可以为激光焊等其他焊接方式，焊接区107采用氩弧焊进行焊接，使膜片101和拉紧螺栓102成为一体，将驱动单元套设在拉紧螺栓102上进行测量；螺纹段106上套设有螺母。
[0031]氩弧焊的电弧燃烧稳定，热量集中，弧柱温度高，焊接生产效率高，热影响区窄，所焊的焊件应力、变形、裂纹倾向小；氩弧焊不会使膜片101的材料变硬等组织变化，相对于机械加工使过渡台面103和拉紧螺栓102 —体成型，既能达到一体成型的效果，又能减少一体成型时