一种可消除谐振的超声波探头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可消除谐振的超声波探头，包括位于遮蔽罩内的芯体；背衬结构位于芯体内并灌封形成于压电陶瓷上方；同轴线缆穿过遮蔽罩预留过线孔浇封固定于芯体内部，芯线从外而内依次穿过遮蔽罩、芯体的上盖、背衬结构，连接于压电陶瓷的正极。本实用新型专利技术能够及时消除谐振，增强压电陶瓷对于回波的分辨能力，并且能够消除杂波对于测量的干扰，提高探头测量的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种可消除谐振的超声波探头
本技术属于超声波测量
，涉及一种可消除谐振的超声波探头。
技术介绍
现有的超声波探头，多利用压电陶瓷的压电效应，采用压电陶瓷激发超声波进行相关的测量工作，利用逆压电效应，通电将高频电压转换成高频机械振动，产生超声波；再利用正压电效应将接收到的超声波振动变换为电信号进行测量。压电陶瓷在脉冲激励下发射超声波，超声波透射进入罐壁进行测量，根据超声波测量到的回波进行距离监测，但是一般情况下，超声波在进入罐壁时，由于超声波的传输方向以及罐壁的不均匀、不平整，会造成超声波的反射及散射，不仅削弱了有效超声波，同时对回波测量造成比较大的干扰。压电陶瓷在高压脉冲激励下产生振动，由于惯性振动短时间内并不会消除，延迟的振动会影响探头对于回波信号的接收，削弱了压电陶瓷对于回波信号的分辨能力，会造成比较大的测量误差。
技术实现思路
本技术解决的技术问题在于提供一种可消除谐振的超声波探头，能够及时消除谐振，增强压电陶瓷对于回波的分辨能力，并且能够消除杂波对于测量的干扰，提高探头测量的准确度。本技术是通过以下技术方案来实现：一种可消除谐振的超声波探头，包括位于遮蔽罩内的芯体；背衬结构位于芯体内并灌封形成于压电陶瓷上方；同轴线缆穿过遮蔽罩预留过线孔浇封固定于芯体内部，芯线从外而内依次穿过遮蔽罩、芯体的上盖、背衬结构，连接于压电陶瓷的正极。与芯体端面平行的膜片胶粘贴至压电陶瓷的下方。所述的芯体端面外侧设置有磁环和连接圈，遮蔽罩固定在连接圈上。所述的遮蔽罩通过螺钉和弹簧固定在连接圈上。所述的背衬结构采用钨粉和环氧树脂混合物直接灌封至压电陶瓷的上端面，且为与水平面成45°的结构。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术提供的可消除谐振的超声波探头，能够及时消除谐振，增强压电陶瓷对于回波的分辨能力，并且能够消除杂波对于测量的干扰，提高探头测量的准确度；其背衬结构能够增加压电陶瓷的振动阻尼，使得压电材料的谐振过程尽快终止，能够削弱干扰信号，同时利用声波透过界面时的折射特性，可进一步减小杂波对于超声波探头测量的影响，提高测量的精度。由于背衬结构采用直接灌封的方式避免了由于中间层对于压电陶瓷信号的影响，如果背衬采用粘贴或者其他方式进行安装，其产生的介质中间层会对超声波的传播和杂波的消除产生比较大的干扰。本技术提供的可消除谐振的超声波探头，采用钨粉和环氧树脂混合物灌封形成的背衬结构，利用金属颗粒(钨粉)的散射，可以衰减从压电陶瓷后面发射的声能，使得整个背衬结构起到吸收和衰减向背面辐射的超声波能量的作用。利用和水平面成45°的背衬结构，利用声波在界面处的折射角度特性，将其转移至压电陶瓷的远端，不会干扰回波信号本技术提供的可消除谐振的超声波探头，同轴线缆芯线且焊接于压电陶瓷正极，背衬结构灌封其上，采用一体加固的方式，提高了焊线的抗冲击性能。本技术提供的可消除谐振的超声波探头，在压电陶瓷前端利用高温胶固接透明波膜片，其对于超声波的传播不会产生干扰或者限制，能增强压电陶瓷的透波性能，并能够从前端有效保护压电陶瓷。附图说明图1为超声波探头结构示意图。附图标记：1为遮蔽罩、2为同轴电缆、3为芯体、4为背衬结构、5为压电陶瓷、6为膜片、7为连接圈、8为磁环、9为螺钉、10为弹簧具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细描述，所述是对本技术的解释而不是限定。参加图1，一种可消除谐振的超声波探头，包括位于遮蔽罩1内的芯体3；背衬结构4位于芯体3内并灌封形成于压电陶瓷5上方；同轴线缆2穿过遮蔽罩1预留过线孔浇封固定于芯体3内部，芯线从外而内依次穿过遮蔽罩1、芯体3的上盖、背衬结构4，连接于压电陶瓷5的正极。进一步的，与芯体3端面平行的膜片6胶粘贴至压电陶瓷5的下方。所述的芯体3端面外侧设置有磁环8和连接圈7，遮蔽罩1固定在连接圈7上。所述的遮蔽罩1通过螺钉9和弹簧10固定在连接圈7上。所述的背衬结构4采用钨粉和环氧树脂混合物直接灌封至压电陶瓷5的上端面，且为与水平面成45°的结构。下面给出具体的实施例。参加图1，所述芯体位于遮蔽罩内，通过四个不锈钢螺钉和弹簧固定在连接圈上，膜片与芯体端面平行，采用高温胶粘贴至压电陶瓷下方，背衬结构位于芯体内，采用钨粉和树脂混合物灌封形成于压电陶瓷上方，其与水平面成45°结构，同轴线缆穿过遮蔽罩预留过线孔浇封固定于芯体内部，芯线从外而内依次穿过遮蔽罩、芯体上盖、背衬结构，焊接于压电陶瓷正极，芯体端面外侧设置磁环和连接圈，其采用高温胶固接。现场安装中，将探头安装在罐壁外侧进行测量，由于安装了极薄的透波膜片，避免了一些工况环境对于压电陶瓷的损伤，同时又不影响波的穿透性能；铁磁性容器在磁环的吸力作用下，将探头吸附至罐壁外侧，同时用高温胶进行固接，非铁磁性容器直接采用高强度的胶进行固接即可。安装完成后压电陶瓷在脉冲激发下产生连续超声波，信号穿透罐壁，遇到障碍或者液面时产生回波信号，回波信号通过压电陶瓷的正压电效应产生电信号，实现距离测量。如图1示同轴电缆芯线从外而内依次穿过遮蔽罩、芯体上盖、背衬结构，焊接于压电陶瓷正极，利用压电陶瓷的逆压电效应产生超声波信号，超声波信号通过透波膜片，并穿透待测罐壁，遇到待测界面时，产生回波信号，回波信号依次穿过罐壁和透波膜片，作用于压电陶瓷上，在压电陶瓷后端灌封背衬结构，其为高阻抗高衰减介质，具有比较强的阻尼特性，可快速终止压电陶瓷的谐振过程，当回波信号作用于压电陶瓷时，多余回波信号通过背衬结构，到达背衬结构界面处，利用声波透过不同介质界面时的折射特性，将其转移至芯体侧端面，不会产生杂乱的重复回波对压电陶瓷进行干扰，以提高测量的精度。以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非是对本技术作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本技术技术方案内容,依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可消除谐振的超声波探头，其特征在于，包括位于遮蔽罩(1)内的芯体(3)；背衬结构(4)位于芯体(3)内并灌封形成于压电陶瓷(5)上方；同轴线缆(2)穿过遮蔽罩(1)预留过线孔浇封固定于芯体(3)内部，芯线从外而内依次穿过遮蔽罩(1)、芯体(3)的上盖、背衬结构(4)，连接于压电陶瓷(5)的正极。

【技术特征摘要】
1.一种可消除谐振的超声波探头，其特征在于，包括位于遮蔽罩(1)内的芯体(3)；背衬结构(4)位于芯体(3)内并灌封形成于压电陶瓷(5)上方；同轴线缆(2)穿过遮蔽罩(1)预留过线孔浇封固定于芯体(3)内部，芯线从外而内依次穿过遮蔽罩(1)、芯体(3)的上盖、背衬结构(4)，连接于压电陶瓷(5)的正极。2.如权利要求1所述的可消除谐振的超声波探头，其特征在于，与芯体(3)端面平行的膜片(6)胶粘贴至压电陶瓷(5)的下方。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，王定华，王璞，
申请(专利权)人：西安定华电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61