一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)及其組裝定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)及其組裝定位方法，屬于聲學(xué)、傳感技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是：包含管段體（1）、超聲傳感器（2）、中心套管（4），管段體（1）上設(shè)有傳感器安裝孔（6），中心套管（4）上設(shè)有與傳感器安裝孔（6）相匹配的中心套管固定孔，中心套管（4）設(shè)置在管段體（1）內(nèi)，傳感器安裝孔內(nèi)的超聲傳感器（2）通過中心套管固定孔（11），將中心套管固定并定位在管段體（1）內(nèi)。本發(fā)明簡(jiǎn)化了定位結(jié)構(gòu)、減少了整體零部件數(shù)量、降低了各部件之間的裝配難度、并提高了整體組裝效率，從整體上使流量傳感器結(jié)構(gòu)更合理、更簡(jiǎn)單，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)還大大提高了生產(chǎn)效率，可廣泛應(yīng)用于超聲水表、熱表、流量計(jì)的流量傳感器中。
【專利說明】
一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)及其組裝定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)及其組裝定位方法，特別是利用超聲檢測(cè)技 術(shù)，計(jì)量管道內(nèi)液體流量或液體熱量的流量計(jì)，屬于聲學(xué)、傳感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，現(xiàn)有超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，特別是小口徑超聲流量傳感器通常都采用依靠 反射體反射進(jìn)行超聲傳播的方式進(jìn)行測(cè)量，反射體有片狀的、柱狀的等各種形式，反射體一 般依靠嵌件固定或直接依靠反射體本身與管段體配合固定，如本人申請(qǐng)的專利:《具有束流 功能的超聲流量、熱量計(jì)轉(zhuǎn)換器用測(cè)量管段》，中國專利號(hào)ZL201020275319.2,就是依靠反 射體與管段體之間過盈配合固定的;還有反射體是依靠?jī)蓚€(gè)在縱向上剖開的兩個(gè)半件抱緊 固定，例如中國專利號(hào)200810176267.0;還有反射體是柱狀的，依靠柱狀反射體的圓柱與管 段體上相匹配的圓孔固定。上述超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)在使用中存在裝配要求精度高、流量 傳感器組成部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)及其組裝定位方法，簡(jiǎn)單實(shí)用，結(jié)構(gòu) 合理、安裝方便，定位可靠，組成部件少，解決【背景技術(shù)】中存在的問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，包含管段體、超聲傳感器、中心套管，管段體上設(shè)有傳感器 安裝孔，中心套管上設(shè)有與傳感器安裝孔相匹配的中心套管固定孔，中心套管設(shè)置在管段 體內(nèi)，傳感器安裝孔內(nèi)的超聲傳感器通過中心套管固定孔，將中心套管固定并定位在管段 體內(nèi)。
[0005] 所述的管段體內(nèi)設(shè)有反射體，超聲傳感器與管段體內(nèi)的反射體相匹配，反射體固 定在中心套管。
[0006] 所述的管段體上至少設(shè)置一對(duì)傳感器安裝孔，并分別安裝超聲傳感器，中心套管 設(shè)置在兩個(gè)超聲傳感器之間，反射體分別設(shè)置在與超聲傳感器位置相匹配的中心套管上。
[0007] 所述中心套管，可以是完整的管狀，兩端部平齊，其長度大于一對(duì)傳感器安裝孔中 心線的距離，傳感器安裝孔對(duì)應(yīng)的中心套管壁上開有孔，反射體固定在傳感器安裝孔對(duì)應(yīng) 的中心套管管壁上。
[0008] 所述中心套管，可以是不完整的管狀，至少一個(gè)端部不平齊，該端部的管壁延伸至 傳感器安裝孔對(duì)應(yīng)的位置，反射體固定在中心套管延伸至傳感器安裝孔處的管壁上，中心 套管連同其延伸管壁的長度，大于一對(duì)傳感器安裝孔中心線的距離。
[0009] 所述中心套管的中間部分，部分內(nèi)徑縮小，縮小部分構(gòu)成一個(gè)測(cè)量通道，超聲傳感 器置在縮小部分的兩側(cè)，便于提高測(cè)量精度。中心套管與管段體之間設(shè)有〇型密封圈。
[0010] 所述中心套管為一體結(jié)構(gòu)，中間的縮小部分與兩端部一體成型。例如:一體注塑成 型。
[0011] 所述中心套管為分體結(jié)構(gòu)，沿中心套管徑向分為兩段或三段，中心套管中間的縮 小部分是一個(gè)整體，不可分割，兩段或三段之間通過插接、卡扣連接等方式連接在一起。中 心套管分為三段：中間的縮小部分為一段，縮小部分前端的管壁為一段，縮小部分后端的管 壁為一段。中心套管分為兩段:縮小部分與其中一端的管壁為一段，另一端管壁為一段。
[0012] 所述反射體可以是片狀的也可以是其它形狀的，如凸面半球狀。
[0013] 所述反射體兩側(cè)設(shè)有卡片，中心套管的管壁上設(shè)有與卡片匹配的凹槽9,反射體兩 側(cè)的卡片分別卡在中心套管上的凹槽內(nèi)，完成反射體的固定，凹槽在中心套管上的位置、角 度，根據(jù)超聲傳感器與反射體匹配的位置角度確定。
[0014] 反射體與中心套管之間，還可以是通過其它方式固定，如通過粘接、焊接、注塑嵌 件固定等方式固定。
[0015] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，包含管段體、超聲傳感器、中心套管，管段體上設(shè)有傳 感器安裝孔，中心套管上設(shè)有與傳感器安裝孔相匹配的中心套管固定孔，中心套管設(shè)置在 管段體內(nèi)，傳感器安裝孔與中心套管固定孔之間設(shè)有定位體，定位體將中心套管固定并定 位在管段體內(nèi)；超聲傳感器設(shè)置在傳感器安裝孔內(nèi)。
[0016] 所述定位體，包括定位套、或定位銷、或定位片等。
[0017] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，包含管段體、超聲傳感器、中心套管，管段體上設(shè)有傳 感器安裝孔，中心套管上設(shè)有與傳感器安裝孔相匹配的中心套管固定孔，中心套管設(shè)置在 管段體內(nèi)，管段體與中心套管之間通過功能部件或結(jié)構(gòu)部件固定，將中心套管定位在管段 體內(nèi)；超聲傳感器設(shè)置在傳感器安裝孔內(nèi)。
[0018] 所述功能部件，包括溫度傳感器等，傳感器安裝孔和中心套管上的中心套管固定 孔，都是與管段體的軸線垂直并通透的，也就是傳感器安裝孔中心線對(duì)應(yīng)的管段體管段壁 上也開有孔一，中心套管上的中心套管固定孔中心線對(duì)應(yīng)的中心套管壁上也開有孔二，溫 度傳感器穿過孔一和孔二布置，同時(shí)將中心套管固定在管段體上。
[0019] 所述結(jié)構(gòu)部件，包括固定銷釘、或卡扣、或螺紋等，將中心套管固定在管段體上。
[0020] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)的組裝定位方法，包含如下工藝步驟： 2需要組裝的部件包括:一個(gè)管段體、兩個(gè)超聲傳感器、一個(gè)中心套管、一個(gè)0型密封 圈、兩個(gè)反射體； (g兩個(gè)反射體分別固定在中心套管兩端的管壁上； (D然后將〇型密封圈裝配于中心套管上，形成半成品組件； (|)然后將該半成品組件裝入管段體內(nèi)，管段體上設(shè)有一對(duì)傳感器安裝孔，中心套管上 設(shè)有與傳感器安裝孔相匹配的中心套管固定孔，傳感器安裝孔內(nèi)裝入超聲傳感器，超聲傳 感器通過中心套管上的中心套管固定孔，將中心套管固定并定位在管段體內(nèi)，完成超聲流 量傳感器的裝配。
[0021] 所述中心套管的中間部分，部分內(nèi)徑縮小，縮小部分構(gòu)成一個(gè)測(cè)量通道，超聲傳感 器設(shè)置在縮小部分的兩側(cè)，便于提高測(cè)量精度。
[0022] 所述反射體兩側(cè)設(shè)有卡片，中心套管的管壁上設(shè)有與卡片匹配的凹槽，反射體兩 側(cè)的卡片分別卡在中心套管上的凹槽內(nèi)，完成反射體的固定，凹槽在中心套管上的位置、角 度，根據(jù)超聲傳感器與反射體匹配的位置角度確定;兩個(gè)反射體分別固定在中心套管兩端 的管壁上。
[0023] 本發(fā)明中心套管定義及作用:所述中心套管，主要作用有兩個(gè):一是中心套管兩端 提供固定反射體的載體;二是將管段體局部過流面積縮小，提高經(jīng)過其通道的被測(cè)介質(zhì)的 流速，提高儀表測(cè)量分辨率。其中間部分是用于測(cè)量被測(cè)介質(zhì)流速的固定長度的縮小部分 通道，一般位于兩個(gè)超聲傳感器或兩反射體之間，縮小部分長度不會(huì)超過兩超聲傳感器或 兩反射體最近距離的外輪廓之間長度;其縮小部分的截面積可以等面積變化也可以是變面 積變化。
[0024] 本發(fā)明簡(jiǎn)化了中心套管的定位，簡(jiǎn)化了反射體固定結(jié)構(gòu)、減少了整體零部件數(shù)量、 降低了各部件之間的裝配難度、并提高了整體組裝效率，從整體上使流量傳感器結(jié)構(gòu)更合 理、更簡(jiǎn)單。
[0025] 本發(fā)明的有益效果：由于簡(jiǎn)化了中心套管的定位，反射體直接組裝在一體結(jié)構(gòu)的 中心套管上，使得整個(gè)流量傳感器結(jié)構(gòu)和組裝更為簡(jiǎn)單、可靠，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)還大 大提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明專利具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、安裝方便、可靠性高、測(cè)量精度高、適應(yīng) 性強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于超聲水表、熱表、流量計(jì)的流量傳感器中。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例一軸側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一、二管段體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例一、二中心套管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例一反射體立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明實(shí)施例一反射體側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明實(shí)施例三依靠溫度傳感器固定中心套管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是本發(fā)明實(shí)施例四依靠固定銷釘固定中心套管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：管段體1、超聲傳感器2、反射體3、中心套管4、管段壁5、傳感器安裝孔6、0型密封 圈7、0型密封圈安裝槽8、凹槽9、縮小部分10、中心套管固定孔11、溫度傳感器12、固定銷釘 13、孔一 14、孔二 15。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0028] 實(shí)施例一，參照附圖1-6。
[0029] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，包含管段體1、超聲傳感器2、中心套管4,管段體1上設(shè) 有傳感器安裝孔6，中心套管4上設(shè)有與傳感器安裝孔6相匹配的中心套管固定孔，中心套管 4設(shè)置在管段體1內(nèi)，傳感器安裝孔6內(nèi)的超聲傳感器2通過中心套管固定孔11，將中心套管4 固定并定位在管段體1內(nèi)。
[0030] 所述的管段體內(nèi)設(shè)有反射體3,超聲傳感器2與管段體內(nèi)的反射體3相匹配，反射體 固定在中心套管4。
[0031] 所述的管段體上至少設(shè)置一對(duì)傳感器安裝孔6,并分別安裝超聲傳感器，中心套管 4設(shè)置在兩個(gè)超聲傳感器2之間，反射體3分別設(shè)置在與超聲傳感器2位置相匹配的中心套管 4上。
[0032] 所述中心套管4,可以是完整的管狀，兩端部平齊，其長度大于一對(duì)傳感器安裝孔6 中心線的距離，傳感器安裝孔對(duì)應(yīng)的中心套管壁上開有孔，反射體固定在傳感器安裝孔對(duì) 應(yīng)的中心套管4管壁上。
[0033] 所述中心套管4,可以是不完整的管狀，至少一個(gè)端部不平齊，該端部的管壁延伸 至傳感器安裝孔6對(duì)應(yīng)的位置，反射體固定在中心套管4延伸至傳感器安裝孔6處的管壁上， 中心套管連同其延伸管壁的長度，大于一對(duì)傳感器安裝孔6中心線的距離。
[0034] 所述中心套管的中間部分，部分內(nèi)徑縮小，縮小部分10構(gòu)成一個(gè)測(cè)量通道，超聲傳 感器2設(shè)置在縮小部分10的兩側(cè)，便于提高測(cè)量精度。中心套管與管段體之間設(shè)有0型密封 圈。
[0035] 所述中心套管為一體結(jié)構(gòu)，中間的縮小部分與兩端部一體成型。例如:一體注塑成 型。
[0036] 所述中心套管為分體結(jié)構(gòu)，沿中心套管徑向分為兩段或三段，中心套管中間的縮 小部分是一個(gè)整體，不可分割，兩段或三段之間通過插接、卡扣連接等方式連接在一起。中 心套管分為三段：中間的縮小部分為一段，縮小部分前端的管壁為一段，縮小部分后端的管 壁為一段。中心套管分為兩段:縮小部分與其中一端的管壁為一段，另一端管壁為一段。
[0037] 所述反射體3可以是片狀的也可以是其它形狀的，如凸面半球狀。
[0038] 所述反射體3兩側(cè)設(shè)有卡片，中心套管的管壁上設(shè)有與卡片匹配的凹槽9,反射體3 兩側(cè)的卡片分別卡在中心套管上的凹槽9內(nèi)，完成反射體的固定，凹槽在中心套管上的位 置、角度，根據(jù)超聲傳感器與反射體匹配的位置角度確定。
[0039] 反射體3與中心套管4之間，還可以是通過其它方式固定，如通過粘接、焊接、注塑 嵌件固定等方式固定。
[0040] 實(shí)施例二:參照附圖3、4。
[0041 ] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，包含管段體1、超聲傳感器2、中心套管4,管段體1上設(shè) 有傳感器安裝孔6，中心套管4上設(shè)有與傳感器安裝孔6相匹配的中心套管固定孔11，中心套 管4設(shè)置在管段體1內(nèi)，傳感器安裝孔6與中心套管固定孔11之間設(shè)有定位體，定位體將中心 套管4固定并定位在管段體1內(nèi)；超聲傳感器2設(shè)置在傳感器安裝孔6內(nèi)。
[0042]所述定位體，包括定位套、或定位銷、或定位片等。
[0043]實(shí)施例三、四，參照附圖7、8。
[0044] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，包含管段體1、超聲傳感器2、中心套管4，管段體1上設(shè) 有傳感器安裝孔6，中心套管4上設(shè)有與傳感器安裝孔6相匹配的中心套管固定孔11，中心套 管4設(shè)置在管段體1內(nèi)，管段體1與中心套管4之間通過功能部件或結(jié)構(gòu)部件固定，將中心套 管4定位在管段體1內(nèi)；超聲傳感器2設(shè)置在傳感器安裝孔6內(nèi)。
[0045] 實(shí)施例三，參照附圖7;所述功能部件，包括溫度傳感器12,傳感器安裝孔6和中心 套管上的中心套管固定孔，都是與管段體的軸線垂直并通透的，也就是傳感器安裝孔6中心 線對(duì)應(yīng)的管段體管段壁上也開有孔一 14,中心套管上的中心套管固定孔中心線對(duì)應(yīng)的中心 套管壁上也開有孔二15,溫度傳感器穿過孔一和孔二布置，同時(shí)將中心套管固定在管段體 上。
[0046] 實(shí)施例四，參照附圖8;所述結(jié)構(gòu)部件，包括固定銷釘13,將中心套管4固定在管段 體1上。固定銷釘13還可以配合溫度傳感器12-起對(duì)中心套管4定位。
[0047] -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)的組裝定位方法，包含如下工藝步驟： 需要組裝的部件包括:一個(gè)管段體1、兩個(gè)超聲傳感器、一個(gè)中心套管、一個(gè)〇型密封 圈7、兩個(gè)反射體； 緩::兩個(gè)反射體分別固定在中心套管兩端的管壁上； (f然后將0型密封圈7裝配于中心套管4上，形成半成品組件； (6)然后將該半成品組件裝入管段體1內(nèi)，管段體上設(shè)有一對(duì)傳感器安裝孔，中心套管4 上設(shè)有與傳感器安裝孔6相匹配的中心套管固定孔，傳感器安裝孔內(nèi)裝入超聲傳感器2,超 聲傳感器2通過中心套管4上的中心套管固定孔，將中心套管4固定并定位在管段體1內(nèi)，完 成超聲流量傳感器的裝配。
[0048] 所述中心套管的中間部分，部分內(nèi)徑縮小，縮小部分10構(gòu)成一個(gè)測(cè)量通道，超聲傳 感器2設(shè)置在縮小部分10的兩側(cè)，便于提高測(cè)量精度。
[0049] 所述反射體3兩側(cè)設(shè)有卡片，中心套管的管壁上設(shè)有與卡片匹配的凹槽9,反射體3 兩側(cè)的卡片分別卡在中心套管上的凹槽9內(nèi)，完成反射體的固定，凹槽在中心套管上的位 置、角度，根據(jù)超聲傳感器與反射體匹配的位置角度確定;兩個(gè)反射體分別固定在中心套管 兩端的管壁上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:包含管段體（1)、超聲傳感器(2)、中屯、套管 (4)，管段體（1)上設(shè)有傳感器安裝孔(6)，中屯、套管(4)上設(shè)有與傳感器安裝孔(6)相匹配的 中屯、套管固定孔(11)，中屯、套管(4)設(shè)置在管段體(1)內(nèi)，傳感器安裝孔(6)內(nèi)的超聲傳感器 (2) 通過中屯、套管固定孔(11)，將中屯、套管(4)固定并定位在管段體(1)內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:管段體內(nèi)設(shè)有反射體 (3) ，超聲傳感器(2)與管段體內(nèi)的反射體(3)相匹配，反射體固定在中屯、套管(4)上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的管段體上 至少設(shè)置一對(duì)傳感器安裝孔(6)，并分別安裝超聲傳感器，中屯、套管(4)設(shè)置在兩個(gè)超聲傳 感器(2)之間，反射體(3)分別設(shè)置在與超聲傳感器(2)位置相匹配的中屯、套管(4)上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述中屯、套管的 中間部分，部分內(nèi)徑縮小，縮小部分（10)構(gòu)成一個(gè)測(cè)量通道，超聲傳感器(2)設(shè)置在縮小部 分（10)的兩側(cè)；中屯、套管上設(shè)有0型密封圈安裝槽(8)，0型密封圈安裝槽(8)內(nèi)設(shè)有0型密封 圈（7)，作為管段體與中屯、套管之間的密封。5. -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:包含管段體（1)、超聲傳感器(2)、中屯、套管 (4) ，管段體（1)上設(shè)有傳感器安裝孔(6)，中屯、套管(4)上設(shè)有與傳感器安裝孔(6)相匹配的 中屯、套管固定孔(11)，中屯、套管(4)設(shè)置在管段體(1)內(nèi)，傳感器安裝孔(6)與中屯、套管固定 孔(11)之間設(shè)有定位體，定位體將中屯、套管(4)固定并定位在管段體(1)內(nèi)；超聲傳感器(2) 設(shè)置在傳感器安裝孔(6)內(nèi)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述定位體，包括定 位套、或定位銷、或定位片。7. -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:包含管段體（1)、超聲傳感器(2)、中屯、套管 (4)，管段體（1)上設(shè)有傳感器安裝孔(6)，中屯、套管(4)上設(shè)有與傳感器安裝孔(6)相匹配的 中屯、套管固定孔（11)，中屯、套管(4)設(shè)置在管段體（1)內(nèi)，管段體（1)與中屯、套管(4)之間通 過功能部件或結(jié)構(gòu)部件固定，將中屯、套管(4)定位在管段體(1)內(nèi)；超聲傳感器(2)設(shè)置在傳 感器安裝孔(6)內(nèi)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述功能部件，包括 溫度傳感器(12)，傳感器安裝孔(6)和中屯、套管上的中屯、套管固定孔，都是與管段體的軸線 垂直并通透的，也就是傳感器安裝孔(6)中屯、線對(duì)應(yīng)的管段體管段壁上也開有孔一（14)，中 屯、套管上的中屯、套管固定孔中屯、線對(duì)應(yīng)的中屯、套管壁上也開有孔二（15)，溫度傳感器穿過 孔一和孔二布置，同時(shí)將中屯、套管固定在管段體上。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)部件，包括 固定銷釘(13)、或卡扣、或螺紋，將中屯、套管(4)固定在管段體(1)上。10. -種超聲流量傳感器結(jié)構(gòu)的組裝方法，其特征在于包含如下工藝步驟： Φ需要組裝的部件包括:一個(gè)管段體(1)、兩個(gè)超聲傳感器、一個(gè)中屯、套管、一個(gè)0型密封 圈（7)、兩個(gè)反射體； 藥兩個(gè)反射體分別固定在中必套管兩端的管壁上； 壤、然后將0型密封圈（7)裝配于中屯、套管(4)上，形成半成品組件； 惠然后將該半成品組件裝入管段體（1)內(nèi)，管段體上設(shè)有一對(duì)傳感器安裝孔，中屯、套管 (4)上設(shè)有與傳感器安裝孔(6)相匹配的中屯、套管固定孔，傳感器安裝孔內(nèi)裝入超聲傳感器 (2)，超聲傳感器(2)通過中屯、套管(4)上的中屯、套管固定孔，將中屯、套管(4)固定并定位在 管段體(1)內(nèi)，完成超聲流量傳感器的裝配。
【文檔編號(hào)】G01F1/66GK105973326SQ201610542465
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】張力新
【申請(qǐng)人】匯中儀表股份有限公司