声透镜时差法超声波流量传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种声透镜时差法超声波流量传感器，属于工业用传感器的范畴。本实用新型专利技术声透镜时差法超声波流量传感器，包括：换能器，换能器前端设有声透镜，声透镜与压电晶体连接，声透镜前端为凹形。本实用新型专利技术可使声源发出的声波经透镜的汇聚作用变成收敛的束状，有效的提高了接收端的声压，完成信号的转换。即使面对复杂的流场及多相流体，适当的调节采集器中激励信号、二值化等参数，可使下位机能够顺利的完成数据的采集及传输工作。适合于工业用冷却水循环系统、热力管网系统水流量及热负荷检测的新型结构的流量传感器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种声透镜时差法超声波流量传感器，属于工业用传感器的范
技术介绍
针对小口径的流量检测而言，传统π型超声流量传感器，该传感器的换能器前端为平面结构，发出的声波为平面波，随着声程的增加，该平面波扩束成发散状，当流速较高， 液体中充斥气泡、悬浮颗粒或有湍流时，几乎接收不到声压信号，使测量无法进行。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种当流速较高，液体中充斥气泡、悬浮颗粒或有湍流时，几乎接收不到声压信号，能够进行正常测量的声透镜时差法超声波流量传感器。技术解决方案本技术声透镜时差法超声波流量传感器，包括换能器，换能器前端设有声透镜，声透镜与压电晶体连接，声透镜前端为凹形。所述声透镜的汇聚点位于两换能器之外。本技术由于换能器前端设有声透镜，可使声源发出的声波经透镜的汇聚作用变成收敛的束状，有效的提高了接收端的声压，完成信号的转换；即使面对复杂的流场及多相流体，结合采集器中激励信号、二值化等参数的调节，使下位机能够顺利的完成数据的采集及传输工作。本技术立足于中小管径而研制的一种适合于工业用冷却水循环系统、热力管网系统水流量及热负荷检测的新型结构的流量传感器。本技术的有益效果是，1.仅需在超声波换能器前端增设声透镜，设备投入少，结构简单，造价低廉。2.在管道的声程内无节流元件，压力损失小，有利于节能。3.由于透镜的汇聚作用，有效的增强了接收端的声压，避免了普通换能器由于声程的增加，具有一定张角的声束被扩散和液体中存在的气泡、悬浮颗粒或湍流造成的声波衰减和损失，即使是较混浊或者是多相液体也便于信号的采集。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术功能图。具体实施方式本技术传感器外壳1为封闭式整体铸件，或视现场情况由管段、三通、接头组装而成；外壳1上设有进水口 2和出水口 3，换能器4对称设置于外壳两端，两换能器4的参数要求一致，在换能器4前端增设有声透镜5，声透镜5采用环氧树脂材料与压电晶体6 粘接，声透镜5前端为凹面，使声束的汇聚点7超出两换能器4距离的两倍左右。换能器4 的安装采用内置式，避免了外置式安装由于要使用耦合剂和卡具，不利于长期在线检测的弊端。 在图2所示的实施例中，本技术通过下位机对换能器4分别发出发射和接收信号，由于在换能器4内的压电晶体6的前端装配了适当曲率的声透镜5，使得两换能器4 前端接收到的声压信号显著加强，再配合调节下位机的增益、二值化等参数，经模数转换， 测得顺逆流的时间差，根据流速与时间的关系，计算出流速，乘以管径，得到液体的流量。权利要求1.声透镜时差法超声波流量传感器，包括换能器，其特征在于，换能器前端设有声透镜，声透镜与压电晶体连接，声透镜前端为凹形。2.根据权利要求1所述的声透镜时差法超声波流量传感器，其特征在于，所述声透镜的汇聚点位于两换能器之外。专利摘要本技术涉及一种声透镜时差法超声波流量传感器，属于工业用传感器的范畴。本技术声透镜时差法超声波流量传感器，包括换能器，换能器前端设有声透镜，声透镜与压电晶体连接，声透镜前端为凹形。本技术可使声源发出的声波经透镜的汇聚作用变成收敛的束状，有效的提高了接收端的声压，完成信号的转换。即使面对复杂的流场及多相流体，适当的调节采集器中激励信号、二值化等参数，可使下位机能够顺利的完成数据的采集及传输工作。适合于工业用冷却水循环系统、热力管网系统水流量及热负荷检测的新型结构的流量传感器。文档编号G01F1/66GK202092696SQ201120209048公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日专利技术者李丽荣, 李林风, 李永治, 李颖, 董大明, 陈华, 高峻峰 申请人:内蒙古科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．声透镜时差法超声波流量传感器，包括：换能器，其特征在于，换能器前端设有声透镜，声透镜与压电晶体连接，声透镜前端为凹形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董大明，陈华，李丽荣，李颖，李永治，李林风，高峻峰，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：实用新型
国别省市：15