具有超声焊接基座盖子的超声流体测量探头制造技术

本申请公开了测量在容器中的流体的水平以及增强超声流体测量探头的可靠性的装置和方法。基座包括换能器室，其中该换能器室包括换能器室底板、换能器室边缘以及换能器室壁，该换能器室壁从换能器室底板延伸到换能器室边缘。超声换能器附连到换能器室底板。盖子被焊接到换能器室边缘，使得盖子连同换能器室底板以及换能器室壁一起围绕换能器室，以在超声换能器和盖子之间形成封闭的空气空间。

【技术实现步骤摘要】
具有超声焊接基座盖子的超声流体测量探头
本专利技术总体涉及用于超声流体测量的系统和方法。更具体地，本专利技术涉及用于测量在容器中的流体的水平的超声流体测量探头，比如用于测量飞行器或其他交通工具上的燃料箱中的燃料的水平的超声流体测量探头。
技术介绍
超声感测利用超声换能器来发送超声波并接收那些由物体反射的超声波。超声波的传递和接收之间的时间延迟可以用来确定物体与超声换能器的距离。通过使超声信号从容器中的流体的表面反射，超声换能器可以用来确定容器内液体的高度或水平。例如，而不限于，超声感测可以用于燃料计量，可以用来测量飞行器或其他交通工具上的燃料箱中的燃料的水平。目前的燃料探头组件包括压电式换能器，该压电式换能器粘到腔内侧的塑料基座。换能器具有被焊合(solder)到它的电线。泡沫垫被放置在换能器的顶部以创建空气空间。泡沫垫由多硫化合物灌封材料覆盖，以使燃料从由泡沫垫创建的空气空间密封出来。需要一种方法和装置，其至少考虑到目前的燃料探头的一些限制以及其他可能的问题。
技术实现思路
在一个说明性实施例中，一种装置包括基座、超声换能器和盖子。该基座包括换能器室，其中该换能器室包括换能器室底板、换能器室边缘和换能器室壁，该换能器室壁从换能器室底板延伸到换能器室边缘。超声换能器附连到换能器室底板。盖子被焊接到换能器室边缘，使得盖子连同换能器室底板和换能器室壁一起围绕换能器室，以在超声换能器和盖子之间形成封闭的空气空间。在另一个说明性实施例中，一种增强超声流体测量探头的可靠性的方法包括通过在超声流体测量探头的基座中的超声换能器产生超声信号，使得该超声信号被引导到附连到超声流体测量探头的基座的管中，并通过超声换能器探测超声信号的反射。超声换能器在超声流体测量探头的基座中的换能器室中。换能器室包括换能器室底板、换能器室壁和被焊接到换能器室壁的边缘的盖子，使得盖子连同换能器室底板和换能器室壁一起围绕换能器室，以形成封闭的空气空间。在另一个说明性实施例中，一种增强超声流体测量探头的可靠性的方法包括将超声换能器附连到基座中的换能器室的换能器室底板。该换能器室包括换能器室底板、换能器室边缘和换能器室壁，该换能器室壁从换能器室底板延伸到换能器室边缘。将盖子焊接到换能器室边缘，使得盖子连同换能器室底板和换能器室壁一起围绕换能器室，以在超声换能器和盖子之间形成封闭的空气空间。本专利技术的实施例涉及一种包括基座的装置，该基座包括换能器室，其中该换能器室包括换能器室底板、换能器室边缘和换能器室壁，该换能器室壁从换能器室底板延伸到换能器室边缘；超声换能器，该超声换能器附连到换能器室底板；以及盖子，该盖子被焊接到换能器室边缘，而且连同换能器室底板和换能器室壁一起围绕换能器室，以在超声换能器和盖子之间形成封闭的空气空间。该基座可以进一步包括法兰部分，以及法兰部分中的安装孔。该基座还可以包括布线通道，该布线通道与换能器室连通，其中该布线通道包括布线通道底板、布线通道边缘和布线通道壁，该布线通道壁从布线通道底板延伸到布线通道边缘；以及其中盖子被焊接到布线通道边缘。该装置还可以包括电线，该电线附连到超声换能器并从超声换能器延伸，通过换能器室、通过布线通道以及通过布线通道底板。该电线可以被焊合(solder)到超声换能器。该超声换能器可以是压电式换能器。该盖子可以由塑料制成。由于重量减少，同时不影响性能或可靠性，因此这将增强设计。该盖子可以由聚苯硫醚制成。该装置还可以包括管，该管附连到基座，使得通过超声换能器产生的超声信号被引导到管中。该基座可以附连到飞行器上的燃料箱的内表面，使得管从基座延伸到燃料箱内。本专利技术的另一个实施例涉及增强超声流体测量探头的可靠性的方法，该方法可以包括通过在超声流体测量探头的基座中的换能器室中的超声换能器产生超声信号，使得该超声信号被引导到附连到超声流体测量探头的基座的管中，其中换能器室包括换能器室底板、换能器室壁和被焊接到换能器室壁的边缘的盖子，使得盖子连同换能器室底板和换能器室壁一起围绕换能器室，以形成封闭的空气空间；以及通过超声换能器探测超声信号的反射。该方法还可以包括对检测到的超声信号的反射进行处理以确定在容器中的流体的水平。这能够增强性能和可靠性。对检测到的超声信号的反射进行处理以确定在容器中的流体的水平可以包括对探测到的超声信号的反射进行处理以确定在燃料箱中的燃料的水平。本专利技术的另一个实施例涉及增强超声流体测量探头的可靠性的方法，该方法包括将超声换能器附连到基座中的换能器室的换能器室底板，其中换能器室包括换能器室底板、换能器室边缘和换能器室壁，该换能器室壁从换能器室底板延伸到换能器室边缘；以及将盖子焊接到换能器室边缘，使得盖子连同换能器室底板和换能器室壁一起围绕换能器室，以在超声换能器和盖子之间形成封闭的空气空间。该基座还可以包括布线通道，该布线通道与换能器室连通，其中布线通道还可以包括布线通道底板、布线通道边缘和布线通道壁，该布线通道壁从布线通道底板延伸到布线通道边缘，并且还可以包括将盖子焊接到布线通道边缘。该方法还可以包括将电线附连到超声换能器；以及使电线从超声换能器延伸，通过换能器室、通过布线通道以及通过布线通道底板。该盖子可以由塑料制成。该盖子可以由聚苯硫醚制成。将盖子焊接到换能器室边缘可以包括将盖子超声焊接到换能器室边缘。该方法还可以包括将管附连到基座，使得通过超声换能器产生的超声信号被引导到管中。所述特征和功能可以在本公开的各个实施例中独立实现，也可以在其他实施例中组合实现，在这些实施例中的进一步的细节可以参考下面的说明书和附图看出。附图说明在所附权利要求中提出了被认为是说明性实施例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本专利技术的说明性实施例的以下详细说明书，将更好地理解说明性实施例以及优选的使用方式、进一步的目标和其特征，其中：图1是根据说明性实施例的超声燃料计量系统的方框图的图示；图2是根据说明性实施例的具有超声焊接基座盖子的超声流体测量探头的方框图的图示；图3是根据说明性实施例的用于超声流体测量探头的基座组件的爆炸透视图的图示；图4是用于图3的超声流体测量探头的基座组件的透视图的图示，其中根据说明性实施例盖子被超声焊接到基座；以及图5是制作和使用根据说明性实施例的超声流体测量探头的方法的流程图的图示。具体实施方式说明性实施例认识并考虑到不同的情况。例如，说明性实施例认识到并考虑到飞行器上的燃料箱中的超声测量探头可能常遭受极端环境条件的影响，这可能导致它们过早地需要被修理或更换。当飞行器燃料箱中的超声燃料探头需要被修理或更换时，需要停止使用飞行器并且维修人员可能需要执行燃料箱进入。维修人员进入燃料箱以修理或更换燃料探头需要对燃料箱进行排空和清洗。在许多情况下，修理或更换飞行器的燃料箱中的超声燃料探头可能需要长达两天的停歇时间，在这段时间内飞行器停止运行。对于航空公司或其他飞行器运营商来说，这样的停歇时间可能非常昂贵。在飞行器上可以存在相当多的超声燃料测量探头。例如，波音777-300ER客机可以在燃料量指示系统中使用76个超声燃料测量探头。说明性实施例认识并考虑到通过减少在此类飞行器中的可用于燃料计量的超声燃料测量探头修理或更换的需求，可以改善商用客机和其他飞行器的可靠性并降低此类飞行器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：基座(212)，所述基座包括换能器室(218)，其中所述换能器室(218)包括换能器室底板(222)、换能器室边缘(226)和换能器室壁(224)，所述换能器室壁从所述换能器室底板(222)延伸到所述换能器室边缘(226)；超声换能器(214)，所述超声换能器(214)附连到所述换能器室底板(222)；以及盖子(216)，所述盖子(216)被焊接到所述换能器室边缘(226)，并且所述盖子(216)连同所述换能器室底板(222)和所述换能器室壁(224)一起围绕所述换能器室(218)，以在所述超声换能器(214)和所述盖子(216)之间形成封闭的空气空间(240)。

【技术特征摘要】
2017.12.06 US 15/833,1291.一种装置，其包括：基座(212)，所述基座包括换能器室(218)，其中所述换能器室(218)包括换能器室底板(222)、换能器室边缘(226)和换能器室壁(224)，所述换能器室壁从所述换能器室底板(222)延伸到所述换能器室边缘(226)；超声换能器(214)，所述超声换能器(214)附连到所述换能器室底板(222)；以及盖子(216)，所述盖子(216)被焊接到所述换能器室边缘(226)，并且所述盖子(216)连同所述换能器室底板(222)和所述换能器室壁(224)一起围绕所述换能器室(218)，以在所述超声换能器(214)和所述盖子(216)之间形成封闭的空气空间(240)。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述基座(212)进一步包括：法兰部分(220)，以及安装孔(254)，所述安装孔(254)在所述法兰部分(220)中。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述基座(212)进一步包括：布线通道(228)，所述布线通道与所述换能器室(218)连通，其中所述布线通道(228)包括布线通道底板(232)、布线通道边缘(236)和布线通道壁(234)，所述布线通道壁(234)从所述布线通道底板(232)延伸到所述布线通道边缘(236)；以及其中所述盖子(216)被焊接到所述布线通道边缘(236)。4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括电线(230)，所述电线(230)附连到所述超声换能器(214)并从所述超声换能器(214)延伸，通过所述换能器室(218)、通过所述布线通道(228)以及通过所述布线通道底板(232)。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述电线(230)被焊合到所述超声换能器(214)。6.根据前面任意一项权利要求所述的装置，其中所述超声换能器(214)是压电式换能器。7.根据前面任意一项权利要求所述的装置，其中所述盖子(216)由塑料(244)制成。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述盖子(216)由聚苯硫醚(246)制成。9.根据前面任意一项权利要求所述的装置，进一步包括管(210)，所述管(210)附连到所述基座(212)，使得通过所述超声换能器(214)产生的超声信号(260)被引导到管(210)中。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述基座(212)附连到飞行器(206)上的燃料箱(204)的内表面，使得所述管(210)从所述基座(212)延伸到所述燃料箱(204)内。11.一种增强超声流体测量探头(200)的可靠性的方法，其包括：通过在所述超声流体测量探头(200)的基座(212)中的换能器室(218)中的超声换能器(214)产生超声信号(260)，使得所述超声信号(260)被引导到附连到所述超声流体测量探头(200)的所述基座(212)的管(210)中，其中所述换能器室(218)包括换能器室底板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·华林，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US