[发明专利]一体式超声波传感器及其安装方法

说明书

本发明公开了一种一体式超声波传感器及其安装方法，该传感器包括：声楔块为等腰梯形；阻尼层为硅胶与钨粉的混合物且均匀涂抹于声楔块的两个斜面上；匹配层为环氧树脂且平整贴合于阻尼层上；第一压电元件平整贴合于一个匹配层上；第二压电元件平整贴合于另一个匹配层上；第一信号线与第一压电元件焊接连接；第二信号线与第二压电元件焊接连接；保护壳将声楔块、第一压电元件和第二压电元件封闭在内部，且声楔块的上下表面对应与保护壳的上下表面贴合。安装方法包括：第一传感器和第二传感器设于复合管道直管段外侧的同一平面上，第一传感器和第二传感器之间的距离大于复合管道的一倍管径，第一传感器和第二传感器上均设有自动开关。

技术领域

本发明涉及复合管道流量检测技术领域，具体而言，涉及一种一体式超声波传感器及其安装方法。

背景技术

用于传输浆液的复合管道具有橡胶内衬，且管道内流动的是含有固体颗粒的酸性液体，例如涡轮流量计进行流量测量时需要将其串入被测系统管路，破坏了系统的流阻特性，且安装维护非常不方便；容积式流量计由于存在机械转子、轴、轴承和齿轮等机械转动部件，计量表容易磨损，特别是对于含杂质较多的浆液，过滤网容易堵塞，造成计量表无法准确计量。同时由于管道外径比较大，电磁流量计也没法使用；传统的超声波流量计也没有应用于大管径衬胶管道的流量测量的，主要是因为频率、安装方式等原因导致无法接收的信号。因此市场上目前还没有一款适用于大管径衬胶管道的非接触式流量测量的仪表及专用的传感器。

若要在不影响生产的情况下进行接触式测量不现实，因此采用非接触式超声波测量浆液流量特性就是最佳选择。非接触式超声波流量测量使用的传感器一般由一组组成，安装在管道两侧呈一定的角度，角度一般为180°，一组传感器为一发一收或互为收发，发射电路输出一定幅度、一定频率的信号，这种信号施加到发射传感器后产生超声波信号，接收传感能器则实现把接收到的超声波信号转变成电信号，转变成电信号后再经过放大、滤波等过程实现对超声波回波信号的提取，信号中包含流量信息，根据相关的算法即可得到管道中流体的流量。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种一体式超声波传感器及其安装方法，在不影响生产情况下通过对传感器的设计与安装方法利用超声波流量测量方式实现对复合管道的流量测量。

本发明提供了一种一体式超声波传感器，该传感器包括：

声楔块，其为等腰梯形；

阻尼层，其为硅胶与钨粉的混合物且均匀涂抹于所述声楔块的两个斜面上；

匹配层，其为环氧树脂且平整贴合于所述阻尼层上；

第一压电元件，其平整贴合于所述声楔块一个斜面所对应的所述匹配层上；

第二压电元件，其平整贴合于所述声楔块另一个斜面所对应的所述匹配层上；

第一信号线，其与所述第一压电元件焊接连接；

第二信号线，其与所述第二压电元件焊接连接；

保护壳，其将所述声楔块、所述第一压电元件和所述第二压电元件封闭在其内部，且所述声楔块的上下表面对应与所述保护壳的上下表面贴合；

过线孔，其设于所述声楔块的上部。

作为本发明的进一步改进，还包括信号线保护套，其为中空柱体，所述信号线保护套贯穿所述保护壳的一个侧壁。

作为本发明的进一步改进，还包括锁紧套，其与所述信号线保护套端部连接并延伸出所述保护壳的外部。

作为本发明的进一步改进，还包括固定环，其套设于所述信号线保护套和所述锁紧套的连接处。

作为本发明的进一步改进，所述第一信号线的自由端依次穿过所述过线孔、所述信号线保护套和所述锁紧套延伸到所述保护壳外部。