一种超声流量传感器及其组装方法
【专利摘要】本发明涉及一种超声流量传感器及其组装方法，特别是利用超声检测技术，计量管道内液体流量或液体热量的流量计，属于声学、传感技术领域。技术方案是：包含管段体（1）、中心套管（4）和反射体（3），管段体内设有中心套管（4），反射体（3）直接固定在中心套管（4）上。本发明简化了反射体（3）固定结构、减少了整体零部件数量、降低了各部件之间的装配难度、并提高了整体组装效率，从整体上使流量传感器结构更合理、更简单，在降低生产成本的同时还大大提高了生产效率，具有结构简单合理、安装方便、可靠性高、测量精度高、适应性强等特点，可广泛应用于超声水表、热表、流量计的流量传感器中。
【专利说明】
一种超声流量传感器及其组装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种超声流量传感器及其组装方法，特别是利用超声检测技术，计量 管道内液体流量或液体热量的流量计，属于声学、传感技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，现有超声流量传感器，特别是小口径超声流量传感器通常都采用依靠反射 体反射进行超声传播的方式进行测量，反射体有片状的、柱状的等各种形式，反射体一般依 靠嵌件固定或直接依靠反射体本身与管段体配合固定，如本人申请的专利:《具有束流功能 的超声流量、热量计转换器用测量管段》，中国专利号ZL201020275319.2,就是依靠反射体 与管段体之间过盈配合固定的；还有反射体是依靠两个在纵向上剖开的两个半件抱紧固 定，例如中国专利号200810176267.0;还有反射体是柱状的，依靠柱状反射体的圆柱与管段 体上相匹配的圆孔固定。上述超声流量传感器在使用中存在装配要求精度高、流量传感器 组成部件多、结构复杂等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种超声流量传感器及其组装方法，反射体固定简洁，结构简 单，组装方便快捷，牢固可靠，组成部件少，解决【背景技术】中存在的问题。
[0004] 本发明的技术方案是： 一种超声流量传感器，包含管段体、中心套管和反射体，管段体内设有中心套管，反射 体直接固定在中心套管上。
[0005] 所述管段体上设有传感器安装孔，超声传感器设置在管段体上的传感器安装孔 内，超声传感器与反射体相匹配。
[0006] 所述的管段体上至少设置一对传感器安装孔，并分别安装超声传感器，中心套管 设置在两个超声传感器之间，中心套管上设有与传感器安装孔匹配的中心套管固定孔;反 射体设置在与超声传感器位置相匹配的中心套管上。
[0007] 所述中心套管，可以是完整的管状，两端部平齐，其长度大于一对传感器安装孔中 心线的距离，传感器安装孔对应的中心套管壁上开有孔，反射体固定在传感器安装孔对应 的中心套管管壁上。
[0008] 所述中心套管，可以是不完整的管状，至少一个端部不平齐，该端部的管壁延伸至 传感器安装孔对应的位置，反射体固定在中心套管延伸至传感器安装孔处的管壁上，中心 套管连同其延伸管壁的长度，大于一对传感器安装孔中心线的距离。
[0009] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分构成一个测量通道，超声传感 器设置在缩小部分的两侧，便于提高测量精度。中心套管上设有〇型密封圈安装槽，〇型密封 圈安装槽内设有〇型密封圈，作为管段体与中心套管之间的密封。
[0010] 本发明中心套管定义及作用:所述中心套管，主要作用有两个:一是中心套管两端 提供固定反射体的载体;二是将管段体局部过流面积缩小，提高经过其通道的被测介质的 流速，提高仪表测量分辨率。其中间部分是用于测量被测介质流速的固定长度的缩小部分 通道，一般位于两个超声传感器或两反射体之间，缩小部分长度不会超过两超声传感器或 两反射体最近距离的外轮廓之间长度;其缩小部分的截面积可以等面积变化也可以是变面 积变化。
[0011] 所述中心套管为一体结构，中间的缩小部分与两端部一体成型。例如:一体注塑成 型。
[0012] 所述中心套管为分体结构，沿中心套管径向分为两段或三段，中心套管中间的缩 小部分是一个整体，不可分割，两段或三段之间通过插接、卡扣连接等方式连接在一起。中 心套管分为三段：中间的缩小部分为一段，缩小部分前端的管壁为一段，缩小部分后端的管 壁为一段。中心套管分为两段:缩小部分与其中一端的管壁为一段，另一端管壁为一段。
[0013] 所述中心套管是通过设置在管段体上的超声传感器固定并定位的，也可以是通过 设置在管段体上的其他功能部件和结构件固定并定位，如温度传感器、固定销钉、卡扣、螺 纹等。
[0014] 所述反射体可以是片状的也可以是其它形状的，如凸面半球状。
[0015] 所述反射体两侧设有卡片，中心套管的管壁上设有与卡片匹配的凹槽，反射体两 侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽内，完成反射体的固定，凹槽在中心套管上的位置、角 度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定。
[0016] 反射体与中心套管之间，还可以是通过其它方式固定，如通过粘接或焊接或注塑 嵌件固定等方式将反射体固定在中心套管上。
[0017] -种超声流量传感器的组装方法，包含如下工艺步骤： (D需要组装的部件包括:一个管段体、两个超声传感器、一个中心套管、一个〇型密封 圈、两个反射体； 在完成中心套管和两个反射体之间的装配:反射体两侧设有卡片，中心套管的管壁上 设有与卡片匹配的凹槽，反射体两侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽内，完成反射体的 固定，凹槽在中心套管上的位置、角度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定;两 个反射体分别固定在中心套管两端的管壁上； ③然后将0型密封圈装配于中心套管上，形成半成品组件； Φ然后将该半成品组件装入管段体内，管段体上设有一对传感器安装孔，传感器安装 孔内装入超声传感器，即完成超声流量传感器的装配。
[0018] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分构成一个测量通道，超声传感 器设置在缩小部分的两侧，便于提高测量精度。
[0019] 所述中心套管上与传感器安装孔对应的位置设置中心套管固定孔，超声传感器 或其它功能部件通过该通孔对中心套管进行固定和定位。
[0020] 本发明简化了反射体固定结构、减少了整体零部件数量、降低了各部件之间的装 配难度、并提高了整体组装效率，从整体上使流量传感器结构更合理、更简单。
[0021 ]本发明的有益效果：由于反射体直接组装在一体结构的中心套管上，使得整个流 量传感器结构和组装更为简单、可靠，在降低生产成本的同时还大大提高了生产效率。本发 明专利具有结构简单合理、安装方便、可靠性高、测量精度高、适应性强等特点，可广泛应用 于超声水表、热表、流量计的流量传感器中。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例一结构示意图； 图2是本发明实施例一轴侧剖视结构示意图； 图3是本发明实施例一管段体结构示意图； 图4是本发明实施例一中心套管结构示意图； 图5是本发明实施例一反射体立体结构示意图； 图6是本发明实施例一反射体侧视结构示意图； 图7是本发明实施例二反射体与中心套管组装后结构示意图； 图8是本发明实施例二反射体与中心套管组装前结构示意图； 图9是本发明实施例一中心套管组装结构示意图； 图10是本发明实施例三其它结构形式反射体侧视结构示意图； 图11是本发明实施例三其它结构形式反射体立体结构示意图； 图中：管段体1、超声传感器2、反射体3、中心套管4、管段壁5、传感器安装孔6、0型密封 圈7、0型密封圈安装槽8、凹槽9、缩小部分10、中心套管固定孔11。
【具体实施方式】
[0023] 以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明 实施例一:参照附图卜6、9。
[0024] -种超声流量传感器，包含管段体1、中心套管4和反射体3，管段体内设有中心套 管4，反射体3直接固定在中心套管4上。
[0025] 所述管段体上设有传感器安装孔6,超声传感器2设置在管段体1上的传感器安装 孔6内，超声传感器2与反射体3相匹配。
[0026] 所述的管段体上至少设置一对传感器安装孔6，并分别安装超声传感器，中心套管 4设置在两个超声传感器2之间，中心套管4上设有与传感器安装孔6匹配的中心套管固定孔 11;反射体3设置在与超声传感器2位置相匹配的中心套管4上。
[0027] 所述中心套管4，可以是完整的管状，两端部平齐，其长度大于一对传感器安装孔6 中心线的距离，传感器安装孔对应的中心套管壁上开有孔，反射体固定在传感器安装孔对 应的中心套管4管壁上。
[0028] 所述中心套管4,可以是不完整的管状，至少一个端部不平齐，该端部的管壁延伸 至传感器安装孔6对应的位置，反射体固定在中心套管4延伸至传感器安装孔6处的管壁上， 中心套管连同其延伸管壁的长度，大于一对传感器安装孔6中心线的距离。
[0029] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分10构成一个测量通道，超声传 感器2设置在缩小部分10的两侧，便于提高测量精度。中心套管上设有0型密封圈安装槽8,0 型密封圈安装槽8内设有0型密封圈7,作为管段体与中心套管之间的密封。
[0030] 本发明中心套管定义及作用:所述中心套管，主要作用有两个:一是中心套管两端 提供固定反射体的载体;二是将管段体局部过流面积缩小，提高经过其通道的被测介质的 流速，提高仪表测量分辨率。其中间部分是用于测量被测介质流速的固定长度的缩小部分 通道，一般位于两个超声传感器或两反射体之间，缩小部分长度不会超过两超声传感器或 两反射体最近距离的外轮廓之间长度;其缩小部分的截面积可以等面积变化也可以是变面 积变化。
[0031]所述中心套管为一体结构，中间的缩小部分与两端部一体成型。例如:一体注塑成 型。
[0032]实施例二：参照附图7、8。
[0033] 所述中心套管为分体结构，沿中心套管径向分为两段或三段，中心套管中间的缩 小部分是一个整体，不可分割，两段或三段之间通过插接、卡扣连接等方式连接在一起。中 心套管分为三段：中间的缩小部分为一段，缩小部分前端的管壁为一段，缩小部分后端的管 壁为一段。中心套管分为两段:缩小部分与其中一端的管壁为一段，另一端管壁为一段。
[0034] 所述中心套管4是通过设置在管段体1上的超声传感器2固定并定位的，也可以是 通过设置在管段体1上的其他功能部件和结构件固定并定位，如温度传感器、固定销钉、卡 扣、螺纹等。
[0035] 实施例三:参照附图10、11。
[0036] 所述反射体3可以是片状的也可以是其它形状的，如凸面半球状。
[0037] 所述反射体3两侧设有卡片，中心套管的管壁上设有与卡片匹配的凹槽9,反射体3 两侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽9内，完成反射体的固定，凹槽在中心套管上的位 置、角度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定。
[0038] 反射体3与中心套管4还可以是通过其它方式固定，如通过粘接或焊接或注塑嵌件 固定等方式将反射体固定在中心套管上。
[0039] -种超声流量传感器的组装方法，包含如下工艺步骤： ①需要组装的部件包括:一个管段体1、两个超声传感器、一个中心套管、一个〇型密封 圈7、两个反射体； ③完成中心套管和两个反射体之间的装配:反射体3两侧设有卡片，中心套管的管壁上 设有与卡片匹配的凹槽9,反射体3两侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽9内，完成反射体 的固定，凹槽在中心套管上的位置、角度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定； 两个反射体分别固定在中心套管两端的管壁上； ③然后将0型密封圈7装配于中心套管4上，形成半成品组件； Φ然后将该半成品组件装入管段体1内，管段体上设有一对传感器安装孔，传感器安装 孔内装入超声传感器2，即完成超声流量传感器的装配。
[0040] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分10构成一个测量通道，超声传 感器2设置在缩小部分10的两侧，便于提高测量精度。
[0041] 所述中心套管上与传感器安装孔对应的位置设置中心套管固定孔11，超声传感 器2或其它功能部件通过该通孔对中心套管进行固定和定位。
【主权项】
1. 一种超声流量传感器，其特征在于:包含管段体（1)、中屯、套管(4)和反射体(3)，管段 体内设有中屯、套管(4)，反射体(3)直接固定在中屯、套管(4)上。2. 根据权利要求1所述的一种超声流量传感器，其特征在于:管段体上设有传感器安装 孔(6)，超声传感器(2)设置在管段体（1)上的传感器安装孔(6)内，超声传感器(2)与反射体 (3)相匹配。3. 根据权利要求2所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述的管段体上至少设置 一对传感器安装孔(6)，并分别安装超声传感器，中屯、套管(4)设置在两个超声传感器(2)之 间，中屯、套管(4)上设有与传感器安装孔(6)匹配的中屯、套管固定孔（11);反射体(3)设置在 与超声传感器(2)位置相匹配的中屯、套管(4)上。4. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述中屯、套管(4)，是 完整的管状，两端部平齐，其长度大于一对传感器安装孔(6)中屯、线的距离，传感器安装孔 对应的中屯、套管壁上开有孔，反射体固定在传感器安装孔对应的中屯、套管(4)管壁上。5. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述中屯、套管(4)，是 不完整的管状，至少一个端部不平齐，该端部的管壁延伸至传感器安装孔(6)对应的位置， 反射体固定在中屯、套管(4)延伸至传感器安装孔(6)处的管壁上，中屯、套管连同其延伸管壁 的长度，大于一对传感器安装孔(6)中屯、线的距离。6. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述中屯、套管的中间 部分，部分内径缩小，缩小部分（10)构成一个测量通道，超声传感器（2)设置在缩小部分 (10)的两侧；中屯、套管上设有0型密封圈安装槽(8)，0型密封圈安装槽(8)内设有0型密封圈 (7)，作为管段体与中屯、套管之间的密封。7. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述中屯、套管为一体 结构，中间的缩小部分与两端部一体成型。8. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述中屯、套管为分体 结构，沿中屯、套管径向分为两段或Ξ段，中屯、套管中间的缩小部分是一个整体，不可分割， 两段或Ξ段之间通过插接、卡扣连接等方式连接在一起。9. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器，其特征在于:所述反射体(3)是如凸 面半球状。10. -种超声流量传感器的组装方法，其特征在于包含如下工艺步骤： 懇需要组装的部件包括:一个管段体（1)、两个超声传感器、一个中必套管(4)、一个0型 密封圈（7)、两个反射体； 參完成中必套管和两个反射体之间的装配，反射体(3)两侧设有卡片，中必套管的管壁 上设有与卡片匹配的凹槽(9)，反射体(3)两侧的卡片分别卡在中屯、套管上的凹槽(9)内，完 成反射体的固定，凹槽在中屯、套管上的位置、角度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角 度确定;两个反射体分别固定在中屯、套管两端的管壁上； 露;然后将0型密封圈（7)装配于中必套管(4)上，形成半成品组件； #然后将该半成品组件装入管段体（1)内，管段体上设有一对传感器安装孔，传感器安 装孔内装入超声传感器(2)，即完成超声流量传感器的装配。
【文档编号】G01F1/66GK105973327SQ201610542512
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】张力新
【申请人】汇中仪表股份有限公司