[实用新型]气体探测传感器

说明书

本实用新型提供一种气体探测传感器，解决了起振速率不规则而导致数据取值和分析困难的问题，该气体探测传感器包括壳体、封盖、压电元件及导线，壳体上设有用于容置压电元件的凹槽，封盖与壳体顶部连接并将压电元件封装于壳体中，导线穿过封盖并与压电元件电连接，壳体的密度范围为0.48‑0.62g/cm³。密度为0.48‑0.62g/cm³的壳体的声阻抗小，使得对压电元件的束缚在可控的范围内，并且可减少超声波在传递过程中的损耗，从而可提高传感器起振的规律性；并且本实用新型的气体探测传感器的波形之间的差值明显，易于捕捉信号，减少了对其他信号的捕捉，误差小，从而提高了传感器的流量精度。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种气体探测传感器。

背景技术

超声波传感器是计量的关键部件，通过超声波的传播，在经过能量的转换后，输出模拟信号，计量芯片通过对信号的处理，计算出超声波的传输时间，进而计算出计量介质的特性，如流速、流量、密度、高度等。

随着超声波探测气体流量、流速的兴起，市面上出现了多种传感器，但普通都存在起振速率不规则，而造成数据取值和分析困难的问题，并且实验人员为了克服数据取值中的误差问题，还需进行多次实验以取平均值，功耗较大，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种起振规律、误差小的气体探测传感器。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种气体探测传感器，包括壳体、封盖、压电元件及导线，所述壳体上设有用于容置所述压电元件的凹槽，所述封盖与所述壳体顶部连接并将所述压电元件封装于所述壳体中，所述导线穿过所述封盖并与所述压电元件电连接，所述壳体的密度范围为0.48-0.62g/cm³。

进一步设置：所述壳体的底面厚度为1/4λ及其偶数倍，其中λ为超声波的工作波长。

进一步设置：所述压电元件包括压电陶瓷及设于所述压电陶瓷上下两侧的金属层，所述导线的正极与所述压电陶瓷上侧的金属层电连接，所述导线的负极与所述压电陶瓷下侧的金属层电连接。

进一步设置：所述金属层为涂覆于所述压电陶瓷上下两侧的银层。

进一步设置：所述压电陶瓷与所述金属层之间设有阻尼层，所述金属层设于所述阻尼层远离所述压电陶瓷的一侧。

进一步设置：所述阻尼层的硬度范围为75-90shoreA。

进一步设置：所述壳体内对应所述导线与所述压电陶瓷下侧的金属层的连接处开设有避让口。

进一步设置：所述壳体的外周设有连接槽，所述封盖可局部地嵌入所述连接槽中以与所述壳体卡接。

进一步设置：所述封盖采用PU材料一体化注塑成型。

进一步设置：所述壳体呈开口向上的圆筒设置，且所述壳体的直径在5～50mm之间。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.在本实用新型的气体探测传感器中，通过采用密度为0.48-0.62g/cm³的壳体作为传感器的匹配层结构，其声阻抗小，使得对压电元件的束缚在可控的范围内，并且可减少超声波在传递过程中的损耗，从而可提高传感器起振的规律性；并且本实用新型的气体探测传感器的波形之间的差值明显，易于捕捉信号，减少了对其他信号的捕捉，误差小，从而提高了传感器的流量精度。

2.在本实用新型的气体探测传感器中，通过在压电陶瓷外侧设置阻尼层，阻尼层对所述压电陶瓷的起振可控，使得本实用新型的气体探测传感器的起振阶梯差异性大；同时还可对所述压电陶瓷起到保护的作用，使其不受外部环境的影响。