超聲波流量傳感器及超聲波流量計的制作方法

本實用新型涉及超聲波傳感器技術領域，尤其涉及一種超聲波流量傳感器及超聲波流量計。

背景技術：

超聲波流量計是一種根據流體流動時超聲波束的傳播速度變化測量流體體積的裝置，其中，超聲波流量傳感器是超聲波流量計的核心部件。由于超聲波聲速具有隨著液體溫度變化而變化的特性，溫度變化對超聲波流量計的測量精度有較大的影響。傳統的，通過在超聲波流量計的管體中開孔裝配測溫探頭，以滿足測量超聲波流量計的管體中流體溫度的要求。但是，采用上述方式，超聲波流量計的結構較為復雜，并且在管體中插入測溫探頭會對流場造成的影響。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種超聲波流量傳感器及超聲波流量計，該超聲波流量傳感器及超聲波流量計的測量精度較高、結構簡單。

其技術方案如下：

一種超聲波流量傳感器，包括外殼體以及設置在所述外殼體內的換能元件、測溫探頭、連接線和PCB板，所述連接線連接所述換能元件和所述PCB板，所述測溫探頭的引出線與所述PCB板連接，所述測溫探頭的頭部外側設有導熱元件。

在其中一個實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括灌封膠層，所述外殼體包括底座殼體以及與所述底座殼體密封連接的基座殼體，所述底座殼體靠近所述基座殼體的第一端設有第一安裝腔體，所述換能元件設置在所述第一安裝腔體中，所述基座殼體遠離所述底座殼體的第一端設有第二安裝腔體，所述PCB板設置在所述第二安裝腔體中，所述灌封膠層設置在所述基座殼體的第一端，將所述PCB板密封在所述基座殼體內。

在其中一個實施例中，所述測溫探頭的頭部位于所述換能元件與所述底座殼體的側壁之間，所述基座殼體上設有過線孔，所述測溫探頭的引出線穿過所述過線孔與所述PCB板連接。

在其中一個實施例中，所述基座殼體的第二端設有用于伸入所述第一安裝腔體內的凸臺，所述凸臺上設有與所述換能元件匹配的第三安裝腔體以及與所述測溫探頭的頭部匹配的避讓缺口，所述換能元件位于所述第三安裝腔體中，所述底座殼體的第一端邊緣設有與所述基座殼體的第一端匹配的安裝板，所述底座殼體的第一端與所述基座殼體的第二端密封連接。

在其中一個實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括緩沖墊，所述緩沖墊設置在所述第三安裝腔體中，且所述緩沖墊位于所述換能元件與所述基座殼體之間。

在其中一個實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括第一雙面膠貼，所述第一雙面膠貼的一個側面粘貼在所述第一安裝腔體的底面上，所述換能元件粘貼在所述第一雙面膠貼的另一個側面上。

在其中一個實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括第二雙面膠貼，所述第二雙面膠貼的一個側面粘貼在所述第二安裝腔體的底面上，所述PCB板粘貼在所述第二雙面膠貼的另一個側面上。

在其中一個實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括串口信號線和從探頭信號線，所述串口信號線的一端與所述PCB板連接，所述串口信號線的另一端用于連接顯示器，所述從探頭信號線的一端與所述PCB板連接，所述從探頭信號線的另一端用于連接從探頭流量傳感器。

在其中一個實施例中，所述測溫探頭為NTC(Negative Temperature Coefficient，負溫度系數)熱敏電阻。

一種超聲波流量計，包括從探頭流量傳感器、顯示器以及所述的超聲波流量傳感器，所述從探頭流量傳感器與所述超聲波流量傳感器的從探頭信號線連接，所述顯示器與所述超聲波流量傳感器的串口信號線連接。

可以理解，其中所使用的術語“第一”、“第二”等在本文中用于區分對象，但這些對象不受這些術語限制。

本實用新型的有益效果在于：

所述超聲波流量傳感器，通過在外殼體內設置測溫探頭，能夠對流體溫度進行測量，換能元件通過連接線與PCB板連接，且測溫探頭的引出線也與PCB板連接，進行測量時，PCB板能夠捕捉換能元件的超聲波信號并運算處理轉換為數字式流量信號，同時跟據測溫探頭測得的流體溫度信息對不同溫度下的流體流量進行補償，測量精度高，通過在測溫探頭的外側設置導熱單元，能夠更快地將超聲波流量計管體中的流體溫度傳導至測溫探頭，提高測溫探頭的靈敏度，進一步提高測量精度。所述超聲波流量傳感器，能夠避免在超聲波流量計的管體中開孔裝配測溫探頭，使得超聲波流量計的管體設計更加簡單，也能夠避免測溫探頭插入超聲波流量計的管體內部對流場造成影響，測量精度高，結構簡單。

所述超聲波流量計，包括所述超聲波流量傳感器，具備所述超聲波流量傳感器的技術效果，測量精度高，結構簡單。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述的超聲波流量傳感器的爆炸結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述的超聲波流量傳感器的剖面結構示意圖。

附圖標記說明：

10、外殼體，12、底座殼體，122、安裝板，14、基座殼體，142、凸臺，20、換能元件，30、測溫探頭，32、頭部，34、引出線，40、連接線，50、PCB板，60、導熱元件，70、灌封膠層，80、緩沖墊，90、第一雙面膠貼，100、第二雙面膠貼，110、串口信號線，120、從探頭信號線，1、從探頭流量傳感器。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1、圖2所示，一種超聲波流量傳感器，包括外殼體10以及設置在所述外殼體10內的換能元件20、測溫探頭30、連接線40和PCB板50，所述連接線40連接所述換能元件20和所述PCB板50，所述測溫探頭30的引出線34與所述PCB板50連接，所述測溫探頭30的頭部32外側設有導熱元件60。本實施例中，所述換能元件20為換能晶體。所述測溫探頭30為能夠測量溫度的溫度傳感器，優選為NTC熱敏電阻。NTC熱敏電阻的測溫精度可達到1℃以上，溫度測量范圍較寬，可為-40℃～300℃，且價格低廉，能夠有效提高本實施的超聲波流量傳感器的測量精度，提高工作溫度上限，且降低生產成本。所述PCB板50上集成有流量運算處理電路系統，能夠將捕捉到的超聲波信號經過運算處理轉換為數字式流量信號，同時跟據測溫探頭30測得的溫度信息對不同溫度下的流體流量進行補償。

所述超聲波流量傳感器，通過在外殼體10內設置測溫探頭30，能夠對流體溫度進行測量，換能元件20通過連接線40與PCB板50連接，且測溫探頭30的引出線34也與PCB板50連接，進行測量時，PCB板50能夠捕捉換能元件20的超聲波信號并運算處理轉換為數字式流量信號，同時跟據測溫探頭30測得的流體溫度信息對不同溫度下的流體流量進行補償，測量精度高，通過在測溫探頭30的外側設置導熱單元，能夠更快地將超聲波流量計管體中的流體溫度傳導至測溫探頭30，提高測溫探頭30的靈敏度，進一步提高測量精度。所述超聲波流量傳感器，能夠避免在超聲波流量計的管體中開孔裝配測溫探頭，使得超聲波流量計的管體設計更加簡單，也能夠避免測溫探頭插入超聲波流量計的管體內部對流場造成影響，測量精度高，結構簡單。

進一步的，所述超聲波流量傳感器還包括灌封膠層70，所述外殼體10包括底座殼體12以及與所述底座殼體12密封連接的基座殼體14，所述底座殼體12靠近所述基座殼體14的第一端設有第一安裝腔體，所述換能元件20設置在所述第一安裝腔體中，所述基座殼體14遠離所述底座殼體12的第一端設有第二安裝腔體，所述PCB板50設置在所述第二安裝腔體中，所述灌封膠層70設置在所述基座殼體14的第一端，將所述PCB板50密封在所述基座殼體14內。采用上述結構，換能元件20設置在底座殼體12內并通過基座殼體14實現密封，PCB板50設置在基座殼體14內并通過灌封膠層70實現密封，通過將外殼體10分為底座殼體12與基座殼體14，基座殼體14可以作為主要的承壓殼體，而底座殼體12則可以設置地較薄，進而提高換能元件20的靈敏度，提高本實施例的超聲波流量傳感器的檢測精度。本實施例中，所述底座殼體12可以采用不銹鋼制造，所述基座殼體14可以采用塑料基座制造。

進一步的，所述測溫探頭30的頭部32位于所述換能元件20與所述底座殼體12的側壁之間，所述基座殼體14上設有過線孔，所述測溫探頭30的引出線34穿過所述過線孔與所述PCB板50連接。采用上述結構，測溫探頭30可以設置在換能元件20與底座殼體12之間的間隙中，不會增大本實施例的超聲波流量傳感器的整體體積，且安裝便捷。本實施例中，所述導熱元件60為導熱硅脂，所述導熱元件60包覆所述測溫探頭30的頭部32，并填補所述測溫探頭30的頭部32與所述換能元件20、所述底座殼體12側壁之間的間隙。采用上述結構，導熱元件60能夠起到較好的導熱作用，且也能對測溫探頭30起到固定作用，保證測溫探頭30可靠地安裝在所述底座殼體12內。

本實施例中，所述基座殼體14的第二端設有用于伸入所述第一安裝腔體內的凸臺142，所述凸臺142上設有與所述換能元件20匹配的第三安裝腔體以及與所述測溫探頭30的頭部32匹配的避讓缺口，所述換能元件20位于所述第三安裝腔體中，所述底座殼體12的第一端邊緣設有與所述基座殼體14的第一端匹配的安裝板122，所述底座殼體12的第一端與所述基座殼體14的第二端密封連接。采用上述結構，基座殼體14的第二端能夠形成階梯面，所述底座殼體12的第一端能夠形成與基座殼體14的第二端匹配的階梯面，基座殼體14與底座殼體12安裝便捷，密封連接接觸面積較大，密封性能更為可靠；并且凸臺142能夠倒扣在底座殼體12上，所述第三安裝腔體還能夠對換能元件20進行定位和固定。本實施例中，所述底座殼體12與所述基座殼體14通過膠封連接，密封性能好，連接可靠。

本實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括緩沖墊80，所述緩沖墊80設置在所述第三安裝腔體中，且所述緩沖墊80位于所述換能元件20與所述基座殼體14之間。采用上述結構，緩沖墊80能夠起到緩沖作用，有效保護換能元件20。所述超聲波流量傳感器還包括第一雙面膠貼90，所述第一雙面膠貼90的一個側面粘貼在所述第一安裝腔體的底面上，所述換能元件20粘貼在所述第一雙面膠貼90的另一個側面上。換能元件20通過第一雙面膠貼90固定在底座殼體12上，固定可靠，安裝方便。所述超聲波流量傳感器還包括第二雙面膠貼100，所述第二雙面膠貼100的一個側面粘貼在所述第二安裝腔體的底面上，所述PCB板50粘貼在所述第二雙面膠貼100的另一個側面上。采用上述結構，第二雙面膠貼100能夠將所述PCB板50預固定在基座殼體14上，保證PCB板50的可靠安裝，且也便于在基座殼體14的第一端設置所述灌封膠層70。

本實施例中，所述超聲波流量傳感器還包括串口信號線110和從探頭信號線120，所述串口信號線110的一端與所述PCB板50連接，所述串口信號線110的另一端用于連接顯示器，所述從探頭信號線120的一端與所述PCB板50連接，所述從探頭信號線120的另一端用于連接從探頭流量傳感器1。通過設置串口信號線110，能夠將檢測到的數據傳輸至顯示器上進行顯示；通過設置從探頭信號線120，用于與從探頭流量傳感器1連接，進而，本實施例的超聲波流量傳感器與從探頭流量傳感器1一起使用以起到發射接收的作用。

本實施例所述的超聲波流量傳感器，通過在外殼體10內部設置測溫探頭30，且設置測溫探頭30的引出線34與PCB板50連接，能夠對流體溫度進行測量反饋以實現溫度補償，有效提高了高溫條件下的測量精度，避免了在超聲波流量計的管體中開孔裝配測溫探頭，使超聲波流量計的管體設計更加簡單，且避免了測溫探頭插入超聲波流量計的管體內部對流場造成的影響，提高了超聲波流量計的工作溫度上限，精度更高，可靠性更加優良，產品的適用性廣。

一種超聲波流量計，包括從探頭流量傳感器1、顯示器以及所述的超聲波流量傳感器，所述從探頭流量傳感器1與所述超聲波流量傳感器的從探頭信號線120連接，所述顯示器與所述超聲波流量傳感器的串口信號線110連接。所述超聲波流量計，包括所述超聲波流量傳感器，具備所述超聲波流量傳感器的技術效果，測量精度高，結構簡單，適用范圍廣泛、可靠性高，可用于超聲波水表、超聲波熱表中。本實施例中，所述從探頭流量傳感器1的結構與所述超聲波流量傳感器的結構基本相同，所述從探頭流量傳感器1內沒有設置PCB板50，所述從探頭流量傳感器1的換能元件20通過從探頭信號線120與所述超聲波流量傳感器的PCB板50連接，進而通過PCB板50控制本實施例的超聲波流量傳感器與從探頭流量傳感器，實現流量的測量。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。