用于超声换能器的压电电池支承件制造技术

一种用于超声换能器的压电电池支承件，该支承件包括正面(21)，该正面具有形成在其上的：第一肩部(23)，该第一肩部限定支承表面(25)以及由该支承表面围绕的中心空腔(26)的底部，该支承表面适于在其上放置压电电池；保持装置(30)和角度定位装置，用于将压电电池保持在支承表面上并成角度地定位；以及背面，该背面具有倾斜表面，该倾斜表面使支承件(20)的顶部部分的第一厚度小于支承件的底部部分的第二厚度。第二厚度。第二厚度。

【技术实现步骤摘要】
用于超声换能器的压电电池支承件
[0001]描述
[0002]本专利技术涉及超声换能器领域，并且具体地涉及包括在超声流量计中的超声换能器。

技术介绍

[0003]在设计流量计时，自然确保当流量计在“现场”操作时获得的流量计计量部分的性能类似于当在工厂中测试台上校准流量计时获得的性能。
[0004]因此，有必要考虑可能干扰测量甚至可能完全伪造(篡改)测量的众多因素。这些因素具体地包括在操作中围绕流体流量计的条件，尤其是包括施加至计量部分的流体的温度和压力。
[0005]对于包括均设有相应的压电单元(压电电池)的超声换能器的超声流体计，掌握压电电池的组装(方式)对于确保计量部分的坚固性至关重要。
[0006]参照图1，通过所谓的“水平式”组装(组件)来组装流量计的常规超声换能器1。超声换能器1包括壳体2，该壳体具有底部3以及从底部3垂直延伸的垂直内壁4。组装包括将粘合剂5施加至壳体2的底部3，将压电电池6的正面压靠外壳2的底部3，以及当设置粘合剂时将垂直力施加在压电电池6的支承件7(或“背衬”)上，从而将压电电池6抵靠壳体2的底部3紧固。
[0007]如今水平式组装已经很好地掌握了。
[0008]然而参照图2，已经设想应当使超声换能器10的压电电池9的正面压靠壳体12的垂直内壁13的表面,而不是压靠壳体12的底部11。这在此称为“垂直式”组装。然后，在设置粘合剂时，很难在支承件14上施加水平力，具体是因为壳体12的宽度l可能很小(通常等于1厘米(cm))。
[0009]在这种垂直式组装中，压电电池9与垂直内壁13之间的联接质量非常重要。具体地，作用在垂直外壁15上的水的压力趋向于使压电电池9从垂直内壁13松开。劣化的联接导致信号电平的损失，或者在压电电池9从垂直内壁13完全松开的情况下，甚至导致信号的完全损失。
[0010]自然，绝不能进行联接优化，以免影响测量精度。为了保证随着温度的变化而稳定的测量性能，已知的是，在选择构成超声换能器10的所有元件的所有材料时，尤其是在选择用于制造支承件14的(一种或多种)材料时，必需谨慎选择。支承件14的声阻抗必须尽可能随温度变化而是稳定的。提供这种声阻抗稳定性的最佳材料是空气，因为鉴于压电电池9与空气之间存在较大的阻抗差，因此无论温度是等于5℃还是70℃，传输到空气中的能量的量几乎为零。因此，压电电池9产生的所有能量都被传输到水中。然而，仅由空气制成的支承件不能保证随着作用于超声换能器10的壳体11的垂直外壁15的流体压力的变化而是稳定的测量性能。
[0011]此外，为了保证不同换能器之间测量性能的良好再现性，适宜的是确保组成超声换能器的各元件能够以可重复的方式组装。
[0012]参照图3，当压电电池16具有环绕型的第二电极18和第一电极17时，该问题尤其严重。第一电线连接于第一电极17，并且第二电线连接于第二电极18。声场的形状取决于连接的位置，因此其必须受到良好的控制和并且是可重复的。
[0013]图4示出了第一计量器的两个超声换能器的压电电池19的角度位置，以及第二计量器的两个超声换能器的压电电池20的角度位置。可以看出，当角度位置不同时，声场不同，测量性能也有可能不同。
[0014]专利技术目的
[0015]本专利技术的目的是提供一种压电电池支承件，该压电电池支承件用于使压电电池在超声换能器中的组装、特别是对于垂直式组装而言是容易且可重复的，并且用于进行根据流体施加的温度和压力而是稳定的测量。

技术实现思路

[0016]为了实现该目的，提供了一种用于超声换能器的压电电池支承件，该支承件包括正面，该正面具有在其上形成的：
[0017]·
第一肩部，该第一肩部限定了支承表面以及由该支承表面围绕的中心空腔的底部，该支承表面适于在其上放置压电电池；
[0018]·
保持装置和角度定位装置，用于将压电电池保持在支承表面上并用于成角度地对其进行定位；
[0019]以及背面，该背面具有倾斜表面，该倾斜表面使支承件的顶部部分的第一厚度小于支承件的底部部分的第二厚度。
[0020]当压电电池安装在支承件上并通过保持装置保持到位时，压电电池的边缘抵靠支承表面定位，并且充满空气的中心空腔由压电电池的中心部分封闭。因此，由包括压电电池及其支承件的超声换能器获得的测量值随着温度和压力两者的变化是稳定的。用于将压电电池成角度地定位在支承表面上的装置确保了连接部在支承件和压电电池单元的每次组装中处于相同位置，从而使得这种组装是完全可重复的。
[0021]倾斜表面以及支承件的顶部部分与底部部分之间的厚度差异极大地促进了压电电池的垂直式组装，特别是在具有小宽度的壳体中。
[0022]还提供如上所述的支承件，其中，角度定位装置包括用于电线的通道，这些电线连接于压电电池的电极。
[0023]还提供如上所述的支承件，其中，通道包括穿过支承件的顶部部分的顶部外侧壁的孔。
[0024]还提供如上所述的支承件，其中，支承件的底部部分包括支承件的底面，该底面用于放置在超声换能器的外壳的壳体的底部上。
[0025]还提供如上所述的支承件，其中，支承表面以及支承件的正面的正外表面在支承件的正面上形成第二肩部，保持装置包括形成在支承件的在正外表面与支承表面之间延伸的内壁上的至少一个突起。
[0026]还提供如上所述的支承件，其中，支承表面设置为接纳圆形截面的压电电池。
[0027]还提供如上所述的支承件，其中，支承表面设置为接纳正方形或矩形截面的压电电池。
[0028]还提供如上所述的支承件，其中，支承件由塑料材料制成。
[0029]还提供如上所述的支承件，其中，支承件由金属材料制成。
[0030]还提供一种组件，该组件包括压电电池和如上所述的支承件，该压电电池安装在支承表面上并封闭充满空气的中心空腔。
[0031]还提供一种超声换能器，该超声换能器包括外壳，该外壳限定壳体、压电电池和如上所述的支承件，压电电池安装在支承件上，压电电池和支承件定位在壳体内。
[0032]还提供如上所述的超声换能器，其中，壳体包括底部以及从壳体的底部延伸的内壁，压电电池和支承件以使得压电电池抵靠壳体的内壁定位的方式设置在壳体中。
[0033]还提供如上所述的超声换能器，其中，壳体的内壁相对于壳体的底部以45
°
至90
°
范围内的角度倾斜。
[0034]还提供一种超声流量计，该超声流量计包括如上所述的第一超声换能器和第二超声换能器。
[0035]还提供如上所述的超声流量计，该超声流量计包括用于使流体流通过的管道；第一超声换能器的第一壳体和第二超声换能器的第二壳体，它们分别从管道的内侧壁的第一区域和第二区域延伸到管道的内侧中，第一超声换能器的第一压电电池和第二超声换能器的第二压电电池，它们彼此面对且平行地定位和定向。
[0036]还提供如上所述的超声流量计，其中，第一壳体的第一纵向轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超声换能器的压电电池支承件，该支承件包括正面(21)，所述正面具有形成在其上的：第一肩部(23)，所述第一肩部限定支承表面(25)以及由所述支承表面围绕的中心空腔(26)的底部，所述支承表面适于在其上放置压电电池(50)；保持装置(30)和角度定位装置，用于将所述压电电池保持在所述支承表面上并成角度地定位；以及背面(22)，所述背面具有倾斜表面(32)，所述倾斜表面使所述支承件(20)的顶部部分(33)的第一厚度(E1)小于所述支承件(20)的底部部分(34)的第二厚度(E2)。2.如权利要求1所述的支承件，其特征在于，所述角度定位装置包括用于连接至所述压电电池的电极的电线(52)的通道。3.如权利要求2所述的支承件，其特征在于，所述通道包括穿过所述支承件的所述顶部部分(33)的顶部外侧壁(39)的孔(40)。4.如前述权利要求中任一项所述的支承件，其特征在于，所述支承件的所述底部部分(34)包括所述支承件的底面(35)，所述底面用于放置在超声换能器的外壳的壳体(62)的底部(63)上。5.如前述权利要求中任一项所述的支承件，其特征在于，所述支承表面(25)以及所述支承件的所述正面的正外表面(28)在所述支承件的所述正面上形成第二肩部(24)，所述保持装置包括形成在所述支承件的在所述正外表面(28)与所述支承表面(25)之间延伸的内壁(29)上的至少一个突起(30)。6.如前述权利要求中任一项所述的支承件，其特征在于，所述支承表面设置为接纳圆形截面的压电电池。7.如权利要求1至5中任一项所述的支承件，其特征在于，所述支承表面设置为接纳正方形或矩形截面的压电电池。8.如前述权利要求中任一项所述的支承件，其特征在于，所述支承件由塑料材料制成。9.如前述权利要求中任一项所述的支承件，其特征在于，所述支承件由金属材料制成。10.一种组件，所述组件包括压电电池(50)和如任一前述权利要求所述的支承件(20)，所述压电电池安装在所述支承表面(25)上并封闭充满空气的中心空腔(26)。11.一种超声换能器(60)，所述超声换能器包括外壳(61)，所述外壳限定壳体(62)，包括压电电池(50)和如前述任一权利要求所述的支承件(20)，所述压电电池安装在所述支承件上，所述压电电池和所述支承件定位在所述壳体(62)内。12.如权利要求11所述的超声换能器，其特征在于，所述壳体包括底部(63)以及从所述壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：萨基姆通讯能源及电信联合股份公司，
类型：发明
国别省市：