空化感测单元制造技术

本发明专利技术涉及一种空化感测单元(14)，该空化感测单元用于提供空化感测信号并且适于以声学耦合的方式连接到水动力系统(10)的控制阀(16)，控制阀(16)包括壳体(13)，壳体(13)包括内腔室(15)，其特征在于，空化感测单元(14)包括框架主体(32)和具有第一连接部(33)和第二连接部(34)的连接元件，其中第一连接部(33)和第二连接部(34)被配置成以声学耦合的方式连接到彼此，其中声学耦合元件(38)包括第一连接部(33)，并且其中框架主体(32)包括第二连接部(34)。本发明专利技术提供了一种用于检测水动力系统(10)中的空化现象的改进的装置，该装置相比现有技术更加独立。

【技术实现步骤摘要】
空化感测单元
本专利技术涉及一种用于提供空化感测信号并适于连接到水动力系统的控制阀的空化感测单元。
技术介绍
如果水动力流中的流体压力下降，则可能会在水动力系统中发生空化现象。压力下降会在水动力流中产生小的气泡。如果压力升高，气泡可能会向内破裂。向内破裂可能会导致向内破裂的气泡周围的材料损坏。这可能会导致在限制水动力流、机械振动和噪声的壁区域处发生材料侵蚀。例如，空化现象可能会干扰控制阀的功能或破坏控制阀。空化传感器用于避免或抵消空化现象的影响。这些传感器可以检测由空化现象引起的机械振动和/或噪声。然后可以基于传感器信号来致动控制阀。从WO2018/210640A1中已知提供了一种具有处理器和连接到处理器的空化传感器的阀。该阀包括壳体，其中空化传感器附接到阀的壳体的外表面或附接到阀的致动元件的壳体的外表面。需要提供一种具有更稳定的设计和更简单的处理的改进的装置。
技术实现思路
因此，该技术目标可以提供一种用于检测水动力系统中的空化现象的改进的装置，该装置相比现有技术更加独立。本专利技术和其它实施例的主要特征如权利要求书中所指出。在本专利技术的一个方面，本专利技术引入了一种空化感测单元，该空化感测单元与控制阀进行声学连接，所述空化感测单元包括框架主体，该框架主体包括波导束元件，该波导束元件在第一表面处与定位的声学换能器接触，并且在第二表面处与声学传感器接触，并且其中，第二连接部声学连接到所述控制阀的壳体内部的内腔室。第二连接部可以连接到所述壳体的外部，并且可以仅部分地进入所述壳体中，壳体因此形成了声学连接的一部分。在实施例中，在波导束元件中形成第一开口，使得能够在所述定位的声学换能器与声学传感器之间进行数据交换和/或电力连接。空化感测单元可以具有第一连接部，其中第一连接部和第二连接部被配置成以声学耦合的方式连接到彼此，其中声学耦合元件包括第一连接部，并且其中框架主体包括第二连接部。本专利技术提供了一种装置，该装置将空化感测单元实现为水动力系统的控制阀。控制阀可以连接到致动器，该致动器被配置成根据空化感测单元的信号致动控制阀。以这种方式，致动器可以以减少或避免空化现象的方式致动控制阀。由提供空化感测信号的空化感测单元执行对控制阀中的空化现象的检测。空化感测单元被布置成检测控制阀的壳体的内腔室中的空化现象。这意味着空化感测单元以连接到控制阀的方式嵌入，使得空化感测单元是控制阀的整体部件。空化感测单元和壳体之间的连接是声学耦合连接。此外，壳体提供了空化感测单元和控制阀之间的声学耦合连接。声学耦合元件可以是用于空化感测单元的传感器座。此外，声学耦合元件改进了壳体与空化感测单元之间的声学耦合。声学耦合元件可以包括壳体表面和传感器表面。壳体表面可以被构造成使得其可以附接到控制阀的壳体。传感器表面可以包括将空化感测单元连接到声学耦合元件的装置。此外，空化感测单元包括框架主体和具有第一连接部和第二连接部的连接元件，其中第一连接部和第二连接部被配置成以声学耦合的方式连接到彼此，其中声学耦合元件包括第一连接部，并且其中框架主体包括第二连接部。用于将传感器表面连接到空化感测单元的装置可以是连接元件。当将空化感测单元附接到声学耦合元件时，第一连接部可以连接到第二连接部。例如，第一连接部可以是具有带螺纹的内壁的孔，其中第二连接部可以是具有带螺纹的外表面的杆。在该示例中，可以将空化感测单元拧入到声学耦合元件中以将空化感测单元连接到声学耦合元件。框架主体可以为空化感测单元提供框架，该框架用作声学耦合元件与空化感测单元之间的声桥。因此，由控制阀中的空化现象引起的声波可以经由壳体传播到空化感测单元。空化感测单元可以检测声波以确定控制阀中的空化现象。因此，本专利技术提供了一种用于检测水动力系统中的空化现象的改进装置。由于本专利技术不需要将任何传感器直接附接到控制阀，因此包括空化感测单元的控制阀相比现有技术的装置更加独立。因此，根据本专利技术的控制阀是自主的。因此，控制阀不需要针对空化感测单元的任何附接做准备。控制阀和致动器之间的连接足以以避免或减少空化现象的方式致动控制阀。此外，这降低了控制阀的成本以及控制阀在水动力系统中的安装成本。此外，空化感测单元可以例如包括声学传感器元件，其中框架主体包括波导束元件，该波导束元件沿着框架主体的纵向方向远离第二连接部延伸，其中声学传感器元件附接到波导束元件。例如，声学传感器元件包括沿着波导束元件延伸的锆钛酸铅(leadzirconatetitanate)(PZT)箔片。通过将空化感测单元的声学传感器元件附接到框架主体的波导束元件，通过声学耦合元件和波导束元件在控制阀和声学传感器元件之间形成声桥。此外，波导束元件在空化感测单元中支撑声学传感器元件。在另一示例中，空化感测单元可以包括围绕框架主体延伸的主体护罩，该主体护罩连接到框架主体，其中至少一个密封元件布置在主体护罩和框架主体之间。主体护罩保护空化检测单元的内部。例如，主体护罩可以保护框架主体或声学传感器元件免受内腔室中的灰尘和湿气的影响。主体护罩和框架主体之间的传感器元件改进了相对于灰尘和湿气的防护。此外，空化感测单元可以例如包括用于对空化感测信号进行滤波的电子滤波器元件。电子滤波器元件可以处理由空化感测单元提供的空化感测信号。因此，直接在空化感测单元中执行对空化感测信号的滤波。在另一或另外的示例中，空化感测单元可以包括用于放大空化感测信号的电子放大器元件。在该示例中，空化感测信号在空化感测单元内被电子放大器元件放大。因此，在空化感测单元内执行空化感测信号的放大。电子放大器元件可以与滤波器元件结合。此外，空化感测单元可以例如包括印刷电路板，该印刷电路板包括被配置成形成电子放大器元件的电路元件和/或电子放大器元件。因此，印刷电路板被配置成包括电子滤波器元件和/或电子放大器元件。空化感测单元的框架主体可以包括保持印刷电路板的凹口。因此，印刷电路板可以直接嵌入在空化感测单元中。在另一示例中，空化感测单元可以包括用于将空化感测单元连接到致动器的电连接器，优选为DIN连接器，该电连接器包括电源连接器和用于提供空化感测信号的信号连接器。因此，可以提供空化感测单元和致动器之间的单电缆连接。这减少了电缆所需的空间。在本专利技术的另一方面，提供了一种用于提供空化感测信号的空化感测单元，该空化感测单元被配置成布置在致动器的壳体的内腔室中，致动器用于水动力系统的控制阀，其中空化感测单元被配置成以声学耦合的方式连接到壳体。根据本专利技术的空化感测单元的效果和其它实施例类似于根据上述描述的空化感测单元的效果和实施例。因此，可以参考装置的以上描述。在本专利技术的另一方面，提供了一种控制阀，该控制阀具有壳体，该壳体具有内腔室，控制阀还包括根据以上描述的空化感测单元，该空化感测单元布置在内腔室中并以声学耦合的方式连接到壳体。根据本专利技术的控制阀的效果和其它实施例类似于根据上述描述的空化感测单元的效果和实施例。因此，可以参考装置的以上描述。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空化感测单元(14)，所述空化感测单元(14)与控制阀(16)声学连接，所述空化感测单元(14)包括框架主体(32)，所述框架主体(32)包括波导束元件(36)，所述波导束元件(36)在第一表面处与被定位的声学换能器(48)接触，并且在第二表面处与声学传感器(50)接触，并且其中，第二连接部(34)声学连接到所述控制阀(16)的壳体(13)内部的内腔室(15)。/n

【技术特征摘要】
20191202 DK PA2019014091.一种空化感测单元(14)，所述空化感测单元(14)与控制阀(16)声学连接，所述空化感测单元(14)包括框架主体(32)，所述框架主体(32)包括波导束元件(36)，所述波导束元件(36)在第一表面处与被定位的声学换能器(48)接触，并且在第二表面处与声学传感器(50)接触，并且其中，第二连接部(34)声学连接到所述控制阀(16)的壳体(13)内部的内腔室(15)。


2.根据权利要求1所述的空化感测单元(14)，其中，所述第二连接部(34)连接到所述壳体(13)的外部。


3.根据权利要求2所述的空化感测单元(14)，其中，所述第二连接部(34)仅部分地进入所述壳体(13)中，所述壳体(13)因此形成所述声学连接的一部分。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的空化感测单元(14)，其中，在所述波导束元件(36)中形成的第一开口(60)使得能够在所述被定位的声学换能器(48)与所述声学传感器(50)之间进行数据交换和/或电力连接。


5.根据前述权利要求中任一项所述的空化感测单元(14)，所述空化感测单元(14)还具有第一连接部(33)，其中，所述第一连接部(33)和所述第二连接部(34)被配置成以声学耦合的方式连接到彼此，其中声学耦合元件(38)包括所述第一连接部(33)，并且其中，所述框架主体(32)包括所述第二连接部(34)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的空化感测单元(14)，其中，所述波导束元件(36)沿着所述框架主体(32)的纵向方向远离所述第二连接部(34)延伸，其中，所述声学传感器元件(46)附接到所述波导束元件(36)。


7.根据前述权利要求中任一项所述的空化感测单元(14)，其中，所述声学传感器元件(46)包括沿着所述波导束元件(36)延伸的锆钛酸铅陶瓷PZT箔片(48)。


8.根据前述权利要求中任一项所述的空化感测单元(14)，其中，所述空化感测单元(14)包括围绕所述框架主体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃贡·苏西奇，帕维尔·萨夫塞克，托马斯·波扎尔，罗克·彼得科夫塞克，
申请(专利权)人：丹佛斯有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK