專利名稱：壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物理檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種在起振時(shí)可減少起振電壓，增加靈敏度，共鳴管長(zhǎng)度可以縮短，降低成本的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
單棒式的振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，常見的結(jié)構(gòu)有二種，第一種如圖7所示，其是將壓電陶瓷片116固定在振動(dòng)管彈性面122，當(dāng)壓電片產(chǎn)生形變時(shí)，振動(dòng)管彈性頸121與共振管110一起產(chǎn)生振動(dòng)。共振管110與內(nèi)部共鳴管115振動(dòng)頻率是諧振的，在最低的功率消耗下一直振動(dòng)。另一壓電陶瓷片117用于信號(hào)接收。只要有振動(dòng)，壓電陶瓷片117就一直有信號(hào)輸出，此種結(jié)構(gòu)的物位檢測(cè)裝置，其缺點(diǎn)為1.壓電陶瓷片117、116都固定在振動(dòng)管彈性面122，使物位檢測(cè)裝置與桶槽或容器要固定的螺紋部125必須變大，增加成本。
2.為使物位檢測(cè)裝置容易起振，振動(dòng)管彈性面122會(huì)比共振管110薄，壓電陶瓷片116、117是固定于振動(dòng)管彈性面122處，使用者不小心用力過大碰到共振管110或被過重的物料壓到時(shí)，都會(huì)使壓電陶瓷片116、117破裂，使物料檢測(cè)裝置發(fā)生故障。
3.壓電陶瓷片116、117固定在振動(dòng)管彈性面122，此部分的結(jié)構(gòu)要利用壓電陶瓷片116產(chǎn)生振動(dòng)，必須使用很高的電壓驅(qū)動(dòng)，否則無法使共振管110振動(dòng)。
另一種結(jié)構(gòu)如圖8中所示，振動(dòng)方式由管內(nèi)的共振棒215產(chǎn)生振動(dòng)，在共振棒215上，在適當(dāng)間隔位置固定一壓電陶瓷216，并在共振棒215的底部鉆一固定孔，裝置振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)壓電陶瓷棒220，共振棒215一端與外部共鳴管218強(qiáng)迫產(chǎn)生振動(dòng)，其缺點(diǎn)為1.振動(dòng)信號(hào)拾取的壓電陶瓷棒217固定在振動(dòng)棒固定座211中，此方式的安裝，在共鳴管218與振動(dòng)棒固定座211焊接在一起時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫而發(fā)生故障。
2.振動(dòng)棒固定座211與共鳴管218的組合，要起振的電壓必需很高，且要以強(qiáng)迫方式振動(dòng)，故靈敏度較差而且共鳴管必須加長(zhǎng)否則無法振動(dòng)。
3.共鳴管218直接與螺紋部焊接在一起，共鳴管218的剛性強(qiáng)，若整組結(jié)構(gòu)要維持振動(dòng)，共鳴管218則必需要加長(zhǎng)，否則無法振動(dòng)，安裝時(shí)螺紋部鎖緊在桶槽或容器上也會(huì)影響其振動(dòng)效果。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，其在起振時(shí)可減少起振電壓，增加靈敏度，共鳴管長(zhǎng)度可以縮短，以達(dá)到降低成本目的。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，具有一共振棒，設(shè)于共鳴管內(nèi)，共振棒上設(shè)有產(chǎn)生振動(dòng)及信號(hào)接收的數(shù)片壓電陶瓷片，固設(shè)于共振棒上，振動(dòng)信號(hào)的有無直接由共振棒感測(cè)，共振棒一側(cè)設(shè)有共振棒固定座；其特征在于在一桶槽或容器鎖固端螺紋部或法蘭側(cè)焊接使避振管、共鳴管彈性面、共鳴管彈性頸與共鳴管組合，共鳴管彈性面與共振棒間呈垂直狀；共振棒與共振棒固定座之間設(shè)有具細(xì)小頸部的彈性增強(qiáng)軸及固定共振棒的膜片塞蓋。借此，使共鳴管與共振棒間的振動(dòng)更容易。
前述的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，其中可在共鳴管兩側(cè)焊接兩片金屬片，增加于液體料位使用的阻尼效果。
前述的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，其中在所述共鳴管兩側(cè)焊接一片與螺紋部等寬的金屬片，可增加于液體料位使用的阻尼效果。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置相比，更為簡(jiǎn)單，使用的材料更少，壓電陶瓷片驅(qū)動(dòng)電壓更低，安裝時(shí)不會(huì)影響原來的設(shè)定特性，壓電陶瓷正常使用下不會(huì)發(fā)生破裂問題。
本實(shí)用新型功效包括1.共鳴管底部作較薄結(jié)構(gòu)焊接，振動(dòng)時(shí)可減少起振電壓，增加靈敏度。
2.彈性增強(qiáng)軸為具細(xì)小頸部結(jié)構(gòu)及膜片塞蓋，可減少起振電壓，增加靈敏度。
3.振動(dòng)及接收信號(hào)的壓電陶瓷片全部安裝在具細(xì)小頸部的振動(dòng)棒上。
4.與振動(dòng)有關(guān)的結(jié)構(gòu)都經(jīng)過容易產(chǎn)生振動(dòng)的方式設(shè)計(jì)，所以起振電壓可以降到50伏特左右，遠(yuǎn)比現(xiàn)有的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置低，共鳴管長(zhǎng)度可縮短，降低成本。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的分解立體示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的縱向結(jié)合剖面圖。
圖3是本實(shí)用新型的橫向結(jié)合剖面圖。
圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例的平面示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例的局部剖視放大圖。
圖6是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例剖面圖。
圖7是第一種現(xiàn)有壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置的剖面圖。
圖8是第二種現(xiàn)有壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置的剖面放大圖。
圖中標(biāo)號(hào)說明10膜片塞蓋11共振棒固定座14彈性增強(qiáng)軸15共振棒16壓電陶瓷片17壓電陶瓷片18共鳴管20膜片焊接處
21共鳴管彈性頸22共鳴管彈性面23避振管25螺紋部26金屬片110共振管115共鳴管116壓電陶瓷片117壓電陶瓷片121振動(dòng)管彈性頸122振動(dòng)管彈性面125螺紋部211振動(dòng)棒固定座215共振棒216壓電陶瓷片217壓電陶瓷棒218共鳴管21共鳴管彈性頸22共鳴管彈性面23避振管25螺紋部26金屬片30桶槽或容器具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1、2、3所示，本實(shí)用新型一種壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，包括二壓電陶瓷片16、17以適當(dāng)間隔固定于一共振棒15上，外加電能，使壓電陶瓷片產(chǎn)生形變的機(jī)械能，此機(jī)械能驅(qū)動(dòng)金屬共振棒15，共振棒15外部套設(shè)有共鳴管18，兩者頻率在諧振的條件下，共鳴管18產(chǎn)生振動(dòng)。
利用一片壓電陶瓷片16，固定于共振棒15上，當(dāng)共振棒15產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，會(huì)感應(yīng)另一片壓電陶瓷片17，輸出信號(hào)電壓，無振動(dòng)時(shí)無信號(hào)電壓輸出。
本實(shí)用新型的工作原理如下所述當(dāng)共鳴管18無物料接觸的情況下，共鳴管18內(nèi)部的共振棒15壓電陶瓷片16振動(dòng)影響產(chǎn)生振動(dòng)。共振棒15上的另一壓電陶瓷片17因此也感應(yīng)信號(hào)電壓輸出，經(jīng)電位高低比較器比較、判斷振動(dòng)。當(dāng)有物料接觸到共鳴管18的金屬時(shí)，共鳴管18負(fù)載變大，與內(nèi)部共振棒15無法產(chǎn)生諧振，故振動(dòng)停止，共振棒15上的壓電陶瓷片17將無信號(hào)輸出。經(jīng)電位高低比較器比較、判斷無振動(dòng)。經(jīng)此電位高低比較器比較的信號(hào)加以放大后，此信號(hào)就可當(dāng)作物料有無的檢測(cè)，以上述原理，可設(shè)計(jì)出一種用于監(jiān)測(cè)桶槽內(nèi)物料的有無判定開關(guān)，安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低廉的物位檢測(cè)器。
為了降低壓電陶瓷片16的驅(qū)動(dòng)電壓及縮短共鳴管18的長(zhǎng)度，將振動(dòng)棒固定座11一端設(shè)置一膜片塞蓋10，此膜片塞蓋10與共鳴管18結(jié)合，如在膜片焊接處20結(jié)合。
共振棒15為了提高振動(dòng)靈敏度及降低驅(qū)動(dòng)電壓，在共振棒15與振動(dòng)棒固定座11中間設(shè)計(jì)一具細(xì)小頸部的彈性增強(qiáng)軸14，使共振棒15起振力量更小，就能達(dá)到振動(dòng)效果。
本實(shí)用新型使原先必須使用100伏特以上的驅(qū)動(dòng)電壓，改變成只要50伏特就可正常的振動(dòng)，本實(shí)用新型的使用安全性更佳，變壓器的成本也可降低。
本實(shí)用新型是在螺紋部25與共鳴管18間設(shè)計(jì)共鳴管彈性頸21、共鳴管彈性面22、避振管23，共鳴管彈性面22與共振棒15間呈垂直狀，振動(dòng)不會(huì)再傳遞到螺紋部25。螺紋部25無論如何安裝鎖緊，皆不會(huì)影響共鳴管18的振動(dòng)，即使有小部分的振動(dòng)力由共鳴管彈性面22傳出，傳至避振管23處也會(huì)被吸收而不會(huì)傳到螺紋部25。
故本實(shí)用新型的共鳴管18的長(zhǎng)度比現(xiàn)有的共鳴管縮短10公分以上，對(duì)應(yīng)用于管路或小容器桶槽皆無問題，在膜片塞蓋10與共鳴管18焊接或檢測(cè)時(shí)物料的沖擊或重壓，壓電陶瓷片不會(huì)受到損壞，物料檢測(cè)器的壽命及可靠性相對(duì)可以提高。
如圖4、圖5所示，為本實(shí)用新型中的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置使用于桶槽或容器內(nèi)作物位的有無檢測(cè)，其是在桶槽或容器30上選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量位置，然后在桶槽或容器30上開孔，并焊接法蘭片或牙口管，再將壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置鎖固，以檢測(cè)物料的有無。
如圖6所示，可在共鳴管18兩側(cè)加焊兩片金屬片，或一片與螺紋部25等寬的金屬片26，以增加于液體料位使用的阻尼效果。
權(quán)利要求1.一種壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，具有一共振棒，設(shè)于共鳴管內(nèi)，共振棒上設(shè)有產(chǎn)生振動(dòng)及信號(hào)接收的數(shù)片壓電陶瓷片，固設(shè)于共振棒上，共振棒一側(cè)設(shè)有共振棒固定座；其特征在于在一桶槽或容器鎖固端螺紋部或法蘭側(cè)焊接使避振管、共鳴管彈性面及共鳴管彈性頸與共鳴管組合，共鳴管彈性面與共振棒間呈垂直狀；共振棒與共振棒固定座之間設(shè)有具細(xì)小頸部的彈性增強(qiáng)軸及固定共振棒的膜片塞蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，其特征在于可在共鳴管兩側(cè)焊接兩片金屬片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，其特征在于在所述共鳴管兩側(cè)焊接一片與螺紋部等寬的金屬片。
專利摘要一種壓電陶瓷振動(dòng)物位檢測(cè)裝置，是于桶槽或容器鎖固端螺紋部或法蘭側(cè)焊接避振管、共鳴管彈性面及共鳴管彈性頸與共鳴管的組合，共鳴管內(nèi)設(shè)共振棒，共鳴管彈性面與共振棒間呈垂直狀，共振棒與共振棒固定座之間設(shè)計(jì)具細(xì)小頸部的彈性增強(qiáng)軸，使共鳴管與共振棒的振動(dòng)更為容易，產(chǎn)生振動(dòng)及信號(hào)接收的壓電陶瓷片，都固定于共振棒上，振動(dòng)信號(hào)的有無直接從共振棒上感測(cè)。本實(shí)用新型在起振時(shí)可減少起振電壓，增加靈敏度，共鳴管長(zhǎng)度可以縮短，共振棒的零件更少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，達(dá)到降低成本目的。
文檔編號(hào)G01B21/00GK2634431SQ0326607
公開日2004年8月18日 申請(qǐng)日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者林密 申請(qǐng)人:汎宜控制企業(yè)股份有限公司