专利名称：带有标准的胶囊型超声波测量单元的计量器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有胶嚢(capsule)型超声波测量单元的计量器。更确切地涉及一种流体计量器，特别是一种水表，该流体计量器包括胶嚢型超声波测量单元，该测量单元包括装有超声波传感器的测量通道，且该测量单元安装在包括入口管和出口管的容器(bache)上，所述入口管与测量通道的入口连通，所述出口管与该测量通道的出口连通。
在本文中，术语胶嚢型测量单元是指这样一种可拆除测量单元该可拆除测量单元可以安装到所述容器上或从所述容器拆除而与所述容器的安装不干涉，即，无需拆下或重新安装所述容器。
背景技术：
在专利文献EP 1227 303中描述了这种类型的计量器。
在这种现有技术的计量器中，容器是同轴型的，即，出口管具有肘形部，以便流体沿该容器的中心轴线在中央排放，且入口管通过孔使流体排到同轴的环形空间中。
在上述文献中提出的测量单元仅用于这种类型的容器。
如今已广泛使用另 一种容器。
此第二种容器包括入口管和出口管，该入口管和出口管都是直的且彼此对齐，流体直接排入该容器的内部。
很明显，要在第二种容器上安装超声波测量单元需专门设计一种合适的测量单元。此外，很明显，对于每种类型的容器必须对应有专门的测量单元，这增加了维护负担以及用于这种计量器的零部件的总量。
发明内容
本发明通过提供以下这样一种胶嚢型超声波测量单元计量器解决了这
个问题该计量器包括可以安装到第一种容器或第二种容器上的标准测量单元。
为此，本发明提出一种安装胶囊型超声波测量单元的方法，该测量单元包括装有超声波传感器的测量通道，且该测量单元用于安装在包括不同类型的入口管和出口管的容器上，所述超声波传感器设置在盖中，所述入口管用于与所述测量通道的入口连通，所述出口管用于与所述测量通道的出口连通，其特征在于，该方法包括使用针对容器类型的附加适配器，且将所述入口管与所述测量通道的入口相连，将所述出口管与所述测量通道的出口相连。
在用于同轴型容器的第一实施例中，该容器的第一 (出口或入口)管包括肘形部，以便流体沿该容器的中心轴线在中央排放，第二(相应地入口或出口)管使流体排入同轴的环形空间，该适配器包括喇叭形管状部分，该喇叭形管状部分用于安装在所述第一管的口部上且以密封的方式连接到所述测量单元上。
该适配器优选还包括用于将所述容器夹持在测量单元上的中间环。所述喇叭形管状部分和所述中间环有利地形成为一体件。在用于对齐型容器的第二实施例中，该容器的入口管和出口管是直的且彼此对齐，流体直接排入所述容器的内部，适配器包括肘形管状部分，该肘形管状部分用于安装到所述管中的一个的口部上且以密封的方式连接到所述测量单元上。
在这种情况下，所述适配器优选用于安装在入口管上。本发明还涉及一种用于实施上述方法的测量单元，其特征在于，该测量单元包括用于承载所述测量通道的板和用于将该板固定到所述容器上的夹持环，所i^il包括入口孔和出口孔，所述适配器用于以密封的方式连接到这些孔中的一个。
在一个实施例中，所述板、所述测量通道和用于所述传感器的壳体是一体件。
该测量单元优选包括至少一个温度探头。
本发明还涉及一种包括组装在一起的上述类型的测量单元和上述类型的适配器的胶嚢组件。
下面结合附图更加详细地描述本发明，这些附图示出本发明的优选实施例。
图1、 6和11是根据本发明的测量单元的立体图、沿中心轴线切去一部分的立体图和剖视图2A、 7A和12A是根据本发明的第一实施例的适配器的立体图、沿平面Pl切去一部分的立体图和剖^f见图2B、 7B和12B是根据本发明的第二实施例的适配器的立体图、沿平面P2切去一部分的立体图和剖视图3A、 8A和13A是根据本发明的第一实施例的安装在测量单元上的适配器的立体图、沿平面P1切去一部分的立体图和剖视图3B、 8B和13B是根据本发明的第二实施例的安装在测量单元上的适配器的立体图、沿平面P2切去一部分的立体图和剖视图4A、 9A和14A是才艮据本发明的第一实施例的容器的立体图、沿平面Pl切去一部分的立体图和剖-f见图4B、 9B和14B是根据本发明的第二实施例的容器的立体图、沿平面P2切去一部分的立体图和剖视图5A、 IOA和15A是根据本发明的第一实施例的计量器的立体图、沿平面Pl切去一部分的立体图和剖^L图5B、 IOB和15B是根据本发明的第二实施例的计量器的立体图、沿平面P2切去一部分的立体图和剖视图16A至16D是根据本发明的测量腔体的立体图、沿平面P'的横剖图、沿平面P〃切去一部分的立体图和纵剖图；图17A至17D分別是根据本发明的第一实施例的计量器的沿第一平面 切去一部分的立体图和剖视图以及沿垂直于第一平面的第二平面切去一部 分的立体图和剖视图。
图18是根据本发明的第二实施例的第一变型的计量器的切去一部分 的立体图。
图19A和19B是根据本发明的第二实施例的第二变型的计量器的沿两 个垂直的平面切去一部分的立体图。
具体实施例方式
如图l至5所示，本发明使用于安装在包括不同类型的入口管和出口 管的容器上的超声波测量单元1标准化。
此处，图4A和4B分别示出同轴型容器2和对齐型容器3。在该同轴 型容器2中，出口管2B具有一肘形部，以便流体沿该容器的中心轴线在 中央排放，入口管2A使流体通过一孔排放到同轴的环形空间中。该对齐 型容器3包括入口管3A和出口管3B，该入口管和出口管都是直的且彼此 对齐，流体直接排到该容器的内部。
标准化需要使用适配器，该适配器将所述入口管与所述测量通道的入 口相连，将所述出口管与所述测量通道的出口相连。此适配器连接到该容 器的管中的一个上，4吏得能够在测量单元1的测量通道中流动流体。
第一种适配器4在同轴型容器的情况下使用，第二种适配器5在对齐 型容器的情况下使用。
此适配器4、 5首先紧固到测量单元上以形成称为胶嚢的子组件，如图 3A和3B所示。然后，该子组件连接到对应的容器2、 3上以形成如图5A 和5B所示的计量器。
在随后的附图中，通过剖视图更详细地示出各部件。
如图6和图11所示，超声波测量单元1包括测量通道1A，该测量通 道在其两端部处装有超声波传感器1B的发送器和接收器。
该超声波测量单元包括一用于承载测量通道的板1C和一夹持环1D，此板包括入口孔IE和出口孔1F，适配器4或5用于以密封的方式连接到 这些孔中的一个。在顶部安置有保护盖1G。
容器的入口管2A或3A用于与对应于入口孔IE的测量通道的入口连 通，容器的出口管2B或3B用于与对应于出口孔IF的测量通道的出口连 通。在容器上的各适配器4或5与该容器的管中的一个相连，并〗吏得能够 在测量单元的测量通道1A中流动流体。
如图7A、 8A、 9A、 IOA、 12A、 13A、 14A和15A所示，首先考虑将 测量单元1安装在同轴型容器2上。
第一种适配器4包括喇叭形管状部分4A，该喇叭形管状部分用于安装 在该容器的出口管2B的口部上且以密封的方式连接到测量单元的出口孔 1F。此适配器还包括中间夹持环4B，该中间夹持环通过将其旋拧到测量单 元1而将容器2夹持到测量单元1上，且有利地该中间夹持环和喇叭形管 状部分4A形成一体件。
首先，如图8A所示，通过将中间环4B旋拧到设置在测量单元上的夹 持环1D上，将测量单元1紧固到适配器4上。这样通过旋拧而夹持具有 两种功能将测量单元1的板1C夹持到此中间环4B上，在板1C与中间 环4B之间在测量单元1上设置有密封件Jl;将喇叭形管状部分4A夹持 抵靠在测量单元的板1C的出口孔1F的外围，在该喇叭形管状部分与出口 孔的外围之间在适配器4的喇叭形管状部分4A的一端设置有密封件4D。
通过将适配器4的中间环4B旋柠到容器上的内螺紋2C中，将形成称 为胶嚢的子组件的测量单元1和适配器4固定到容器2上。这通过将喇叭 形管状部分4A的自由的另 一端抵靠在容器的出口管2B的口部外围来夹持 喇叭形管状部分4A，在所述自由的另 一端与出口管的口部外围之间在适配 器上设置有密封件4E。这同时借助于中间环4B——该中间环压在位于容 器的内螺紋2C的底部处的密封件J2上一一密封处于容器高度的水流的环 形空间。
在图15A中，箭头示出流体的流动。该流体通过容器的入口管2A进 入位于中间环4B和喇叭形管状部分4A之间的空间中。该流体沿着ii^通道1H流动，直到到达测量通道1A，该流体从该测量通道经由排出通道ll 排到喇叭形管状部分4A内，该流体从该喇叭形管状部分流到容器的出口 管2B中。
在组装过程中，布置标记可以确保测量单元1和容器2准确地相对定 位，使得容器的入口管2A和出口管2B的轴线以及测量通道的轴线对齐和 /或入口孑L 1E面向入口管2A的口部。
或者，这些轴线不对齐也是可行的。
然后，如图7B、 8B、 9B、 IOB、 12B、 13B、 14B和15B所示，考虑
将测量单元1安装在对齐型容器上。
第二种适配器5包括带有90°肘形部的管状部分，该带有90。肘形部 的管状部分用于安装在容器的入口管3A的口部上且以密封的方式连接到 测量单元的板1C的入口孑L 1E。
首先，如图8B所示，通过将螺钉5A紧固到测量单元的对应的螺紋孔 中，将测量单元1紧固到适配器5上。这种螺钉紧固将适配器5夹持抵靠 在测量单元的板1C的入口孑L 1E的外围处，在适配器5和入口孔1E的外 围之间在适配器5的一端设置有密封件5B。
通过将测量单元的夹持环1D旋柠到该容器的内螺紋3C中，将形成称 为胶嚢的子组件的测量单元1和适配器5固定到容器3上。这通过将适配 器5的仍然自由的另一端抵靠在该容器的入口管3A的口部外围来夹持适 配器5，在所述自由的另一端与入口管的口部外围之间在适配器上设置有 密封件5C。
在图15B中，箭头示出流体的流动。该流体通过该容器的入口管3A it^适配器5的内部。然后，该流体沿着进入通道1H流动，直到到达测 量通道1A,该流体从该测量通道1A经由排出通道II排到容器3内，该流 体从该容器3流入该容器的出口管3B。
图16A至16D示出测量腔体l'，该测量腔体l'是测量单元的一部分。 此腔体的一个重要特征是圆形板1C、测量通道1A和用于传感器 Cl、 C2的壳体形成为一体件，该一体件优选由塑性材料模制而成。该测量通道1A的纵轴线平行于板1C。传感器Cl和C2——该传感器 是超声波传感器一一设置在测量通道1A的端部以通过面对面发射超声波 测量流率。测量通道1A的纵轴线优选垂直于板1C的中心轴线，以便将此 测量通道安置在该板的中央，且在板1C的直径的范围内获得尽可能长的 测量通道。
此测量通道的端部经由进入通道1H与入口孔1E连通，经由排出通道 II与出口孑L 1F连通，i^通道1H和排出通道II的纵轴线垂直于测量通 道1A的轴线。此进入通道和排出通道设置成尽可能远离测量通道的中央， 即，尽可能靠近传感器Cl、 C2，以使得在超声波路径中用于测量流率的 可用长度最大。
例如在热能计量器的应用中，该测量腔体也可以包括温度测量探头， 该温度测量探头可以装配在孔A中，该孔A设置在测量腔体的壁中。
这种安装温度测量探头的方法特别适于安装到同轴型容器上，如图 17A至17D所示。
探头S的头部固定在孔A中，该孔相对于测量通道1A设置在侧面， 以便该探头的测量端位于出流(outlet flow)的芯部处，所述芯部沿计量器 的中心轴线在夹持抵靠于容器2上的适配器4的喇叭形管状部分4A的端 部附近。
在将测量单元1安装在对齐型容器3上的情况下，也可以以如图18、 19A和19B所示的方式安装温度测量探头S。
如图19A和图19B所示，可以像前文的描述一样，此探头S可以倾斜 地安装在孔A中。那么，探头的测量端位于容器3中的出流的芯部处。
或者，如图18所示，探头S可以安装在容器的出口管中。
上述实施例是优选的实施例，本发明还涉及没有具体描述的不同的实 施例。
例如，各容器的入口管和出口管可以互换。例如，在同轴型容器的情 况下，中央管可以是入口管，环形管可以是出口管。
10
权利要求
1.一种安装胶囊型超声波测量单元(1)的方法，该测量单元包括装有超声波传感器(C1、C2)的测量通道(1A)，且该测量单元用于安装在包括不同类型的入口管和出口管的容器上，所述超声波传感器设置在盖(1G)中，所述入口管用于与所述测量通道的入口连通，所述出口管用于与所述测量通道的出口连通，其特征在于，该方法包括使用针对容器类型的附加适配器(4、5)，且将所述入口管与所述测量通道的入口相连，将所述出口管与所述测量通道的出口相连。
2. —种用于实施根据权利要求l所述的方法的适配器(4)，该适配 器用于同轴型容器(2)，该同轴型容器的第一 (出口或入口 )管(2B) 包括肘形部，以便流体沿该容器的中心轴线在中央排放，第二(相应地入 口或出口 )管(2A)使流体排入同轴的环形空间，其特征在于，该适配器 包括喇叭形管状部分(4A)，该喇叭形管状部分用于安装在所述第一管的 口部上且以密封的方式连接到所述测量单元(1)上。
3. 根据前述权利要求所述的适配器，其特征在于，该适配器还包括 用于将容器(2)夹持在测量单元(1)上的中间环(4B)。
4. 根据前述权利要求所述的适配器，其特征在于，所述喇叭形管状 部分(4A)和所述中间环(4B)形成为一体件。
5. —种用于实施根据权利要求l所述的方法的适配器(5)，该适配 器用于对齐型容器(3)，该对齐型容器的入口管(3A)和出口管(3B) 是直的且彼此对齐，流体直接排入该容器的内部，其特征在于，该适配器 包括肘形管状部分，该肘形管状部分用于安装在所述管中的一个的口部上 且以密封的方式连接到所述测量单元(1)。
6. 根据前述权利要求所述的适配器，其特征在于，所述适配器(5) 用于安装在入口管(3A)上。
7. —种用于实施根据权利要求l所述的方法的测量单元(1)，其特 征在于，该测量单元包括一用于承载所述测量通道(1A)的板(1C )和一夹持环(ID)，所ii^包括入口孔(IE)和出口孑L (IF),所述适配器用 于以密封的方式连接到这些孔中的一个。
8. 根据前述权利要求所述的测量单元，其特征在于，所i^(lC)、 所述测量通道(1A)和用于所述传感器(Cl、 C2)的壳体是一体件。
9. 根据前述权利要求7或8所述的测量单元，其特征在于，该适配 器包括至少一个温度探头(S)。
10. —种包括组装在一起的根据权利要求7至9中任一项所述的测量 单元和根据权利要求2至6中任一项所述的适配器的胶嚢组件。
全文摘要
本发明涉及一种使得胶囊型超声波测量单元(1)标准化的方法，该测量单元包括装有超声波传感器(C1、C2)的测量通道(1A)，且该测量单元用于安装在包括不同类型的入口管和出口管的容器上，所述超声波传感器设置在盖(1G)中，所述入口管用于与所述测量通道的入口连通，所述出口管用于与所述测量通道的出口连通。根据本发明，此方法包括使用针对容器类型的附加适配器(4、5)，且将所述入口管与所述测量通道的入口相连，将所述出口管将所述测量通道的出口相连。
文档编号G01F1/66GK101641575SQ200880007235
公开日2010年2月3日 申请日期2008年2月29日 优先权日2007年3月6日
发明者T·布齐 申请人:阿克塔锐斯两合公司