功率脉冲超声波振动振幅传感器制造技术

一种功率脉冲超声波振动振幅传感器，包括测量头、铁磁体、感应线圈预紧力弹簧、测量弹簧、预紧壳及预紧帽。铁磁体、感应线圈、预紧力弹簧、设置在预紧壳内，预紧壳、测量弹簧和测量头部分设置在壳体内。铁磁体外部设置感应线圈。铁磁体和预紧力弹簧、测量弹簧及测量头紧密接触，铁磁体在测量头的作用下在壳体内能自由滑动，其中铁磁体采用超磁致伸缩材料。当测量头另一端接触被测物体时在感应线圈里产生电信号，通过信号线连接到示波器上，就可以直接读出被测物体在脉冲振动时的振幅、周期和频率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型传感器，具体涉及一种测量功率脉冲超声波振动振幅的传感器。
技术介绍
目前一种新的功率脉冲超声波振动技术正在国内外广泛的得到迅速的推广和应用，该项技术用在除水垢方面，不需要虑水的硬度大小，都可以进行在线有效的防垢除垢； 用在管道除疤、防结晶、防堵等方面，可以保持管道在自润滑状态，绝对保证管道不会结疤、 不会结晶、更不会堵塞管道。但是由于没有专用的测量设备和工具，近期使该项技术的发展遭受到了阻力。就是在进行设备调试的时候，无法准确的测量脉冲超声波振动的振幅，脉冲超声波振动的振幅直接代表了超声波输出能量的大小，也关系到相关材料和设备的强度和整机的使用寿命。脉冲超声波振幅换能器和被防垢、除垢的设备链接后的整体振幅，其测量难点在于频率高和振幅小。通常频率在IOkHz 30kHz之间，振幅在1 μ m 50 μ m之间， 脉冲超声波波束振动工作时间为5ms 10ms，间隔为60ms 400ms。因为频率高，超出了绝大部分测量仪表的频率范围。振幅小，又对测量精度提出了很高的要求。常用的测试手段对它无能为力，故很难测量。一般只能用激光测振仪进行测量，能得到较好的结果。但激光测振设备价格昂贵，操作复杂，不要说一般生产单位，就是专业的研究设计单位也很少配备，根本不可能普遍应用。即使是市场上销售的超声波振幅专用测量设备也无法测量，这是因为一般的超声波振幅测量设备的需要2秒采样的时间，才能测量出结果。现在一些应用功率脉冲超声波振动技术的工程单位，在实际工作中只能依靠理论的计算和粗略的测量来进行设备的最终调试，致使该项功率脉冲超声波振动设备不能工作在最佳状态，严重影响最终使用效果。另外，由于没有专业的测量工具，也无法实现设备的优化配置和改进，严重影响了该项功率脉冲超声波振动技术的深入发展。市场上迫切需要一种能够测量功率脉冲超声波的振幅、周期和频率的传感器。
技术实现思路
本技术“功率脉冲超声波振动振幅传感器”，是基于铁磁体的压磁性现象原理，即铁磁体发生变形或受到压力的作用时要引起材料的磁化状态发生变化的现象专利技术的。本测量传感器设计精巧、结构合理、操作简单，应用方便、灵敏度高、能量密度大， 材料坚固没有疲劳期、使用寿命长。该测量传感器和示波器配合使用，能够准确的测量出功率脉冲超声波在实际工作中的振幅、频率和周期，该测量传感器的普遍应用，必将对国内大功率脉冲超声波的设计、生产、应用技术的进步起到巨大的推动作用。本技术公开了一种功率脉冲超声波振动振幅传感器，其特征在于它由壳体、 压紧帽、压紧弹簧、压紧壳、超磁致伸缩材料的铁磁体、测量头、感应线圈、固定管、测量弹簧、信号线和专用接头组成；其中压紧壳、测量头、测量弹簧设置在壳体内部，压紧壳和测量头紧密接触，测量弹簧一边和壳体紧密接触，测量弹簧另一边和压紧壳内部的铁磁体紧密接触；压紧帽、压紧弹簧、铁磁体、感应线圈、固定管都设置在压紧壳内部，压紧帽和压紧壳内部通过螺纹连接，压紧帽和压紧弹簧紧密接触，压紧弹簧和铁磁体紧密接触，铁磁体的外侧缠绕有感应线圈；感应线圈通过信号线和专用接头连接到示波器上。依照本技术较佳实施例所述的功率脉冲超声波振动振幅传感器，其铁磁体为超磁致伸缩材料。依照本技术较佳实施例所述的功率脉冲超声波振动振幅传感器，其测量头部分可以进行更换。本技术中没有电子元件以及容易损坏的部件，可以长期应用在条件环境恶劣的地方，通过测量头和测量弹簧的调整就可以进行校准和比对，也可以作为一种信号反馈设备长期安装在被测量设备上使用。附图说明图1为本技术功率脉冲超声波振动振幅传感器的原理结构图。具体实施方式以下结合附图，具体说明本技术。本技术的核心在于以超磁致伸缩材料做为能量转换材料，该材料坚固没有疲劳期、能量密度大、机电转换效率高。另外通过独特的结构设计，能够充分发挥该该材料的性能，从而使本技术具有测量灵敏度高、使用寿命长等特点。请参见图1，其为本技术功率脉冲超声波振动振幅传感器的原理结构图。该功率脉冲超声波振动振幅传感器包括壳体102、测量头107、压紧壳105、信号线101及专用接头 111。压紧帽103、压紧弹簧104、铁磁体106、感应线圈108、固定管109和铁磁体106都设置在压紧壳105内部，其中压紧帽103和压紧壳105内部通过螺纹连接，压紧帽103和压紧弹簧104紧密接触，压紧弹簧104和铁磁体106紧密接触。对压紧帽103进行旋转，通过压紧弹簧104对铁磁体106产生一个预紧压力，这样能够保证铁磁体106工作在最佳状态。 另外在铁磁体106的外侧还缠绕有感应线圈108，以便获得最佳效果的感应信号。压紧壳105、测量头107、测量弹簧110设置在壳体102内部，其中压紧壳105和测量头107紧密接触，并能沿着轴线方向向里面自由滑动。测量弹簧110 —边和壳体102紧密接触，另一边和压紧壳105内部的铁磁体106紧密接触。在没有测量状态时，在测量弹簧 110作用下，保持压紧壳105及其内部部件和测量头107在如图1所示的位置。在测量状态时，测量头107被压进壳体102，压紧壳105部分后移，在测量弹簧110和测量头107作用下，使铁磁体106保持在预紧力的基础上，又有一个外来力(被测振幅)直接作用到上面， 根据铁磁体的压磁性现象原理，在感应线圈108上就能产生脉冲测量信号，通过信号线101 和专用接头111连接到示波器上，就可以直接读出被测物体的振幅、周期和频率。本技术在使用中，可以手持垂直放置在被测的物体上保持稳定，也可以应用专用的固定件机构固定在被测物体上。由于采用了耐高温的材料和导线等设计，同时没有电子元件，该技术可以应用在高温等恶劣环境下，能够在100°c环境温度下长期使用。 本技术功率脉冲超声波振动振幅传感器不仅可以用来测量功率脉冲超声波振动振幅，也可以测量连续超声波振动的振幅，同时也可以测量一般的物体的振动情况。尤其是对功率脉冲超声波振动振幅的测量将会有积极的作用，它的广泛应用必将对国内大功率脉冲超声波的设计、生产、应用技术的进步起到巨大的推动作用。权利要求1. 一种功率脉冲超声波振动振幅传感器，其特征在于它由壳体(102)、压紧帽(103)、 压紧弹簧(104)、压紧壳(105)、超磁致伸缩材料的铁磁体(106)、测量头(107)、感应线圈 (108)、固定管(109)、测量弹簧(110)、信号线(101)和专用接头(111)组成；其中压紧壳 (105)、测量头(107)、测量弹簧(110)设置在壳体(102)内部，压紧壳(105)和测量头(107) 紧密接触，测量弹簧(110) —边和壳体(10 紧密接触，测量弹簧(110)另一边和压紧壳 (105)内部的铁磁体(106)紧密接触；压紧帽(103)、压紧弹簧(104)、铁磁体(106)、感应线圈(108)、固定管(109)都设置在压紧壳(105)内部，压紧帽(10 和压紧壳(105)内部通过螺纹连接，压紧帽(10 和压紧弹簧(104)紧密接触，压紧弹簧(104)和铁磁体(106)紧密接触，铁磁体(106)的外侧缠绕有感应线圈(108)；感应线圈(108)通过信号线(101)和专用接头(111)连接到示波器上。专利摘要一种功率脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种功率脉冲超声波振动振幅传感器，其特征在于：它由壳体（１０２）、压紧帽（１０３）、压紧弹簧（１０４）、压紧壳（１０５）、超磁致伸缩材料的铁磁体（１０６）、测量头（１０７）、感应线圈（１０８）、固定管（１０９）、测量弹簧（１１０）、信号线（１０１）和专用接头（１１１）组成；其中：压紧壳（１０５）、测量头（１０７）、测量弹簧（１１０）设置在壳体（１０２）内部，压紧壳（１０５）和测量头（１０７）紧密接触，测量弹簧（１１０）一边和壳体（１０２）紧密接触，测量弹簧（１１０）另一边和压紧壳（１０５）内部的铁磁体（１０６）紧密接触；压紧帽（１０３）、压紧弹簧（１０４）、铁磁体（１０６）、感应线圈（１０８）、固定管（１０９）都设置在压紧壳（１０５）内部，压紧帽（１０３）和压紧壳（１０５）内部通过螺纹连接，压紧帽（１０３）和压紧弹簧（１０４）紧密接触，压紧弹簧（１０４）和铁磁体（１０６）紧密接触，铁磁体（１０６）的外侧缠绕有感应线圈（１０８）；感应线圈（１０８）通过信号线（１０１）和专用接头（１１１）连接到示波器上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：褚兴全，
申请(专利权)人：上海兴全电力技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31