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专利名称：压电陶瓷振动物位检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理检测领域，尤其涉及一种在起振时可减少起振电压，增加灵敏度，共鸣管长度可以缩短，降低成本的压电陶瓷振动物位检测装置。
背景技术：
单棒式的振动物位检测装置，常见的结构有二种，第一种如图7所示，其是将压电陶瓷片116固定在振动管弹性面122，当压电片产生形变时，振动管弹性颈121与共振管110一起产生振动。共振管110与内部共鸣管115振动频率是谐振的，在最低的功率消耗下一直振动。另一压电陶瓷片117用于信号接收。只要有振动，压电陶瓷片117就一直有信号输出，此种结构的物位检测装置，其缺点为1.压电陶瓷片117、116都固定在振动管弹性面122，使物位检测装置与桶槽或容器要固定的螺纹部125必须变大，增加成本。
2.为使物位检测装置容易起振，振动管弹性面122会比共振管110薄，压电陶瓷片116、117是固定于振动管弹性面122处，使用者不小心用力过大碰到共振管110或被过重的物料压到时，都会使压电陶瓷片116、117破裂，使物料检测装置发生故障。
3.压电陶瓷片116、117固定在振动管弹性面122，此部分的结构要利用压电陶瓷片116产生振动，必须使用很高的电压驱动，否则无法使共振管110振动。
另一种结构如图8中所示，振动方式由管内的共振棒215产生振动，在共振棒215上，在适当间隔位置固定一压电陶瓷216，并在共振棒215的底部钻一固定孔，装置振动信号检测压电陶瓷棒220，共振棒215一端与外部共鸣管218强迫产生振动，其缺点为1.振动信号拾取的压电陶瓷棒217固定在振动棒固定座211中，此方式的安装，在共鸣管218与振动棒固定座211焊接在一起时会产生高温而发生故障。
2.振动棒固定座211与共鸣管218的组合，要起振的电压必需很高，且要以强迫方式振动，故灵敏度较差而且共鸣管必须加长否则无法振动。
3.共鸣管218直接与螺纹部焊接在一起，共鸣管218的刚性强，若整组结构要维持振动，共鸣管218则必需要加长，否则无法振动，安装时螺纹部锁紧在桶槽或容器上也会影响其振动效果。
实用新型内容为了克服现有压电陶瓷振动物位检测装置存在的上述缺点，本实用新型提供一种改进的压电陶瓷振动物位检测装置，其在起振时可减少起振电压，增加灵敏度，共鸣管长度可以缩短，以达到降低成本目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种压电陶瓷振动物位检测装置，具有一共振棒，设于共鸣管内，共振棒上设有产生振动及信号接收的数片压电陶瓷片，固设于共振棒上，振动信号的有无直接由共振棒感测，共振棒一侧设有共振棒固定座；其特征在于在一桶槽或容器锁固端螺纹部或法兰侧焊接使避振管、共鸣管弹性面、共鸣管弹性颈与共鸣管组合，共鸣管弹性面与共振棒间呈垂直状；共振棒与共振棒固定座之间设有具细小颈部的弹性增强轴及固定共振棒的膜片塞盖。借此，使共鸣管与共振棒间的振动更容易。
前述的压电陶瓷振动物位检测装置，其中可在共鸣管两侧焊接两片金属片，增加于液体料位使用的阻尼效果。
前述的压电陶瓷振动物位检测装置，其中在所述共鸣管两侧焊接一片与螺纹部等宽的金属片，可增加于液体料位使用的阻尼效果。
本实用新型与现有压电陶瓷振动物位检测装置相比，更为简单，使用的材料更少，压电陶瓷片驱动电压更低，安装时不会影响原来的设定特性，压电陶瓷正常使用下不会发生破裂问题。
本实用新型功效包括1.共鸣管底部作较薄结构焊接，振动时可减少起振电压，增加灵敏度。
2.弹性增强轴为具细小颈部结构及膜片塞盖，可减少起振电压，增加灵敏度。
3.振动及接收信号的压电陶瓷片全部安装在具细小颈部的振动棒上。
4.与振动有关的结构都经过容易产生振动的方式设计，所以起振电压可以降到50伏特左右，远比现有的压电陶瓷振动物位检测装置低，共鸣管长度可缩短，降低成本。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。


图1是本实用新型的分解立体示意图。
图2是本实用新型的纵向结合剖面图。
图3是本实用新型的横向结合剖面图。
图4是本实用新型的实施例的平面示意图。
图5是本实用新型的实施例的局部剖视放大图。
图6是本实用新型的另一实施例剖面图。
图7是第一种现有压电陶瓷振动物位检测装置的剖面图。
图8是第二种现有压电陶瓷振动物位检测装置的剖面放大图。
图中标号说明10膜片塞盖11共振棒固定座14弹性增强轴15共振棒16压电陶瓷片17压电陶瓷片18共鸣管20膜片焊接处
21共鸣管弹性颈22共鸣管弹性面23避振管25螺纹部26金属片110共振管115共鸣管116压电陶瓷片117压电陶瓷片121振动管弹性颈122振动管弹性面125螺纹部211振动棒固定座215共振棒216压电陶瓷片217压电陶瓷棒218共鸣管21共鸣管弹性颈22共鸣管弹性面23避振管25螺纹部26金属片30桶槽或容器具体实施方式
请参阅图1、2、3所示，本实用新型一种压电陶瓷振动物位检测装置，包括二压电陶瓷片16、17以适当间隔固定于一共振棒15上，外加电能，使压电陶瓷片产生形变的机械能，此机械能驱动金属共振棒15，共振棒15外部套设有共鸣管18，两者频率在谐振的条件下，共鸣管18产生振动。
利用一片压电陶瓷片16，固定于共振棒15上，当共振棒15产生振动时，会感应另一片压电陶瓷片17，输出信号电压，无振动时无信号电压输出。
本实用新型的工作原理如下所述当共鸣管18无物料接触的情况下，共鸣管18内部的共振棒15压电陶瓷片16振动影响产生振动。共振棒15上的另一压电陶瓷片17因此也感应信号电压输出，经电位高低比较器比较、判断振动。当有物料接触到共鸣管18的金属时，共鸣管18负载变大，与内部共振棒15无法产生谐振，故振动停止，共振棒15上的压电陶瓷片17将无信号输出。经电位高低比较器比较、判断无振动。经此电位高低比较器比较的信号加以放大后，此信号就可当作物料有无的检测，以上述原理，可设计出一种用于监测桶槽内物料的有无判定开关，安全可靠、结构简单、加工成本低廉的物位检测器。
为了降低压电陶瓷片16的驱动电压及缩短共鸣管18的长度，将振动棒固定座11一端设置一膜片塞盖10，此膜片塞盖10与共鸣管18结合，如在膜片焊接处20结合。
共振棒15为了提高振动灵敏度及降低驱动电压，在共振棒15与振动棒固定座11中间设计一具细小颈部的弹性增强轴14，使共振棒15起振力量更小，就能达到振动效果。
本实用新型使原先必须使用100伏特以上的驱动电压，改变成只要50伏特就可正常的振动，本实用新型的使用安全性更佳，变压器的成本也可降低。
本实用新型是在螺纹部25与共鸣管18间设计共鸣管弹性颈21、共鸣管弹性面22、避振管23，共鸣管弹性面22与共振棒15间呈垂直状，振动不会再传递到螺纹部25。螺纹部25无论如何安装锁紧，皆不会影响共鸣管18的振动，即使有小部分的振动力由共鸣管弹性面22传出，传至避振管23处也会被吸收而不会传到螺纹部25。
故本实用新型的共鸣管18的长度比现有的共鸣管缩短10公分以上，对应用于管路或小容器桶槽皆无问题，在膜片塞盖10与共鸣管18焊接或检测时物料的冲击或重压，压电陶瓷片不会受到损坏，物料检测器的寿命及可靠性相对可以提高。
如图4、图5所示，为本实用新型中的压电陶瓷振动物位检测装置使用于桶槽或容器内作物位的有无检测，其是在桶槽或容器30上选择适当的测量位置，然后在桶槽或容器30上开孔，并焊接法兰片或牙口管，再将压电陶瓷振动物位检测装置锁固，以检测物料的有无。
如图6所示，可在共鸣管18两侧加焊两片金属片，或一片与螺纹部25等宽的金属片26，以增加于液体料位使用的阻尼效果。
权利要求1.一种压电陶瓷振动物位检测装置，具有一共振棒，设于共鸣管内，共振棒上设有产生振动及信号接收的数片压电陶瓷片，固设于共振棒上，共振棒一侧设有共振棒固定座；其特征在于在一桶槽或容器锁固端螺纹部或法兰侧焊接使避振管、共鸣管弹性面及共鸣管弹性颈与共鸣管组合，共鸣管弹性面与共振棒间呈垂直状；共振棒与共振棒固定座之间设有具细小颈部的弹性增强轴及固定共振棒的膜片塞盖。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷振动物位检测装置，其特征在于可在共鸣管两侧焊接两片金属片。
3.根据权利要求1所述的压电陶瓷振动物位检测装置，其特征在于在所述共鸣管两侧焊接一片与螺纹部等宽的金属片。
专利摘要一种压电陶瓷振动物位检测装置，是于桶槽或容器锁固端螺纹部或法兰侧焊接避振管、共鸣管弹性面及共鸣管弹性颈与共鸣管的组合，共鸣管内设共振棒，共鸣管弹性面与共振棒间呈垂直状，共振棒与共振棒固定座之间设计具细小颈部的弹性增强轴，使共鸣管与共振棒的振动更为容易，产生振动及信号接收的压电陶瓷片，都固定于共振棒上，振动信号的有无直接从共振棒上感测。本实用新型在起振时可减少起振电压，增加灵敏度，共鸣管长度可以缩短，共振棒的零件更少、结构简单，达到降低成本目的。
文档编号G01B21/00GK2634431SQ0326607
公开日2004年8月18日 申请日期2003年6月26日 优先权日2003年6月26日
发明者林密 申请人:汎宜控制企业股份有限公司