[发明专利]超声波检测仪、气泡检测和去除装置以及气泡去除装置

说明书

本发明提供一种超声波检测仪，包括：超声波传感器，能被附装到检测通道；控制模块，与超声波传感器信号连接，以向超声波传感器发送信号和/或从超声波传感器接收信号；气泡去除模块，所述气泡去除模块包括机械振动装置，并与所述控制模块信号连接，所述机械振动装置能被附装到所述检测通道，所述气泡去除模块根据来自所述控制模块的控制信号控制所述机械振动装置产生振动。本发明还提供一种气泡检测和去除装置，以及一种气泡去除装置。根据本发明的上述装置，可以解决现有超声波传感器容易受到累积气泡干扰，精确度和灵敏度随使用时间下降的问题。

技术领域

本发明涉及探测和去除超声波检测仪工作通道中滞留气泡的气泡检测和去除装置、具有气泡探测和去除功能的超声波检测仪、以及相应的气泡去除装置。

背景技术

随着国民经济和科技的发展，越来越多的领域需要对管道中的流体流速进行精确控制，或对流体中的气泡数量和大小进行有效检测。如化工领域里对某些化学元素的检测和分析常需精确控制流量，而生物医疗设备中实时检测输液和输血导管中是否存在空气气泡及气泡的大小。这样的检测直接关系到设备的安全运行和人的生命安危。

诸如超声波流量探头和超声波气泡检测器的超声波检测仪是上述各系统或设备中常用的检测仪器。超声波流量探头通常利用时差法或多普勒效应测量流体流速，通常分为非侵入夹持式探头和侵入式探头。非侵入夹持式超声波探头不和流体进行直接接触，而是夹持在塑料或金属管外部进行工作。侵入式探头则直接插入管道中，和流体直接接触。超声波气泡检测器通常都设计为夹持式传感器，夹在管道外部，利用超声波的在不同介质中的传播特性来检测气泡的大小和数量。

超声波流量探头和气泡检测器通常都包含一对或数对压电晶片。就某对压电晶片而言，当其中一块晶片作为超声波发生器时，另一块则作为超声波接收器，二者功能可以互换。比如在医用夹持式超声波传感器工作时，一段塑料软管可以被夹入传感器中，液体充满软管并在软管中流动。超声波发射器向软管发射声波，声波穿越软管和液体，被接收器接收，见图1。接收信号中包含流速和气泡相关的信息，由对应电路系统进行分析处理，然后得出流体流速和气泡信息。

当软管中的液体流动时，液体温度、压力的变化可使得原本溶于液体的空气(或其他气体)重新分离出来，在液体中形成微小的气泡。这些气泡如果尺寸，数量较小，不会影响超声波气泡检测器和流量探头的工作。但是，如果液体流速较慢、粘稠度较高、导管内壁较粗糙或者软管材料表面能量较高，这些微小气泡就可能附着在内管壁上，长期积累的话，就会形成一个气泡层，见图2。气泡层中气体的声学阻抗跟液体以及固体导管材料的声学阻抗相比，差别极大，因此该气泡层会部分乃至全部阻断超声波信号在导管和液体中的传播，使得超声波传感器的接收信号极大减弱甚至消失，从而影响测量的精度和灵敏度。

因此，需要对检测通道中的气泡积累状态进行检测，并在必要时去除气泡，以使得超声波检测仪和相关设备正常操作。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种超声波检测仪，包括：超声波传感器，能被附装到检测通道；控制模块，与超声波传感器信号连接，以向超声波传感器发送信号和/或从超声波传感器接收信号；气泡去除模块，所述气泡去除模块包括机械振动装置，并与所述控制模块信号连接，所述机械振动装置能被附装到所述检测通道，所述气泡去除模块根据来自所述控制模块的控制信号控制所述机械振动装置产生振动。

优选地，所述超声波传感器包括一对或更多对超声波换能器。

优选地，所述超声波换能器是压电晶片。

优选地，当所述控制模块通过来自超声波传感器的信号检测到所述检测通道中存在气泡时，向所述气泡去除模块发送所述控制信号。

优选地，当所述控制模块检测到来自超声波传感器的信号幅值小于预设的阈值时，向所述气泡去除模块发送所述控制信号。

优选地，所述控制模块周期性地检测来自超声波传感器的信号。