专利名称：一种嵌入式超声流量计用传感器及其在管道上的安装方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌入式超声流量计用传感器及其在管道上的安装方法，是利用超声检 测技术来计量管道内液体流量、热量，属于声学、传感器技术领域。
背景技术：
目前，现有的超声流量计用传感器一般都由安装基座、测量传感器构成，在管道上 的主要安装方式和存在问题如下1、插入式安装方式，采用该种方式安装时，首先需要精确 测量管道外径及管道壁厚尺寸，然后根据外径及壁厚尺寸确定传感器的安装位置。此种安
装方式的缺点是①受现场管道椭圆度精度及管道外形尺寸、壁厚影响较大，且安装时以上 各项参数不易精确测量；②如果现场管道内有水，在不停流的情况下安装必须使用专用开
孔工具，操作较复杂，并要求操作人员有一定的技术水平；③该种安装方式要求安装现场必 须有一定的操作空间以便安装及日后维护。2、管段式安装方式，采用该种方式安装时，因传 感器已固定在管段体上，故安装时只将管段体与现场管道法兰用螺栓连接即可。此种安装 方式的缺点是①该种安装方式只适用于小口径仪表；较大口径仪表的加工成本、运输成 本、安装成本都较高，且大口径管段体安装时操作较困难，安装时间长。②如果现场是替换 原有管段式仪表安装的情况，那么新仪表与被替换的仪表长度及法兰尺寸必须相同，否则 无法安装，不利于产品的互换性。3、内装式安装方式，采用该种安装方式时，必须先在管道 内进行精确测量，然后根据所测管道内尺寸参数确定安装位置。此种安装方式优点是受管 道椭圆度影响较小，可在管道内部精准确定安装位置，但其缺点是①这种安装方式仅适合 于大口径管道，安装人员可在管道内进行安装操作；②安装时需精确测量确定安装位置，操 作复杂、安装时间长、对安装人员本身技术水平要求较高；③该种安装方式仪表不能使用电 池供电方式。
发明内容
本发明目的是提供一种嵌入式超声流量计用传感器及其在管道上的安装方法，安装简 便、适用范围广、可操作性强，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是
一种嵌入式超声流量计用传感器包含固定架和若干对测量传感器，若干对传感器固定 设置在固定架上，与固定架一起构成一个整体结构，每对传感器包含相互匹配的发射传感 器和接收传感器，发射传感器和接收传感器之间具有自己固定的位置关系；固定架的大小 根据安装管道的大小确定，固定架安装在管道内。 所说的传感器的对数没有限制，可以是一对或者多对，根据需要确定。 —种上述嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，包含如下步骤①在
需要安装超声流量计用传感器的管道上开口，②将超声流量计用传感器整体放入管道内预
定位置，并固定在管道内；③封闭管道上的开口。 在管道上开口包含两种方式， 一种方式是将管道整体切下一段管段，管道上形成 开口 ，便于超声流量计用传感器的安装；另一种方式是只切去管道局部而不用将整段管道 切下，管道开口能放入超声流量计用传感器的整体结构即可。
超声流量计用传感器整体固定在管道内的方式是公知的，固定牢固即可，例如采 用焊接、粘接、螺纹连接等方式。 如果现场不允许整段管道切下，或者对管道切口面积有要求，或者特殊要求不能 将整段管段切下，则只切去管道的局部，而不用将整段管道切下，将超声流量计用传感器通 过管道上的切口整体放入管道内，并固定，然后将切口通过焊接的方式封闭，恢复管道的整 体性。 将管道整体切下一段管段，管道上形成开口 ，在安装超声流量计用传感器时有如 下几种实施方式①将超声流量计用传感器通过管道上形成的开口整体放入管道内，并固 定；然后将切下的管段放回在管道上原来的位置，通过焊接的方式将管段与管道固定连接， 恢复管道的整体性。②管道整体切下一段管段后，在管道的切口处、管段的两端都焊接上连 接法兰，将超声流量计用传感器通过管道上形成的开口整体放入管道内，并固定；然后将切 下的管段放回在管道上原来的位置，通过法兰连接的方式将管段与管道固定连接，恢复管 道的整体性。③管道整体切下一段管段后，将超声流量计用传感器通过管段上形成的开口 整体放入管段内，并固定，然后将装有传感器的管段放回在管道上原来的位置，通过焊接的
方式将管段与管道固定连接，恢复管道的整体性。④管道整体切下一段管段后，在管道的切 口处、管段的两端都焊接上连接法兰，将超声流量计用传感器通过管段上形成的开口整体 放入管段内，并固定；然后将安装了超声流量计用传感器的管段放回在管道上原来的位置， 通过法兰连接的方式将管段与管道固定连接，恢复管道的整体性。 本发明将已有技术中每对测量传感器中相互独立的测量传感器，改为有固定位置 关系的一个整体结构，可在整体结构中布置一对或多对测量传感器，按照相关测量标准要 求布置各对测量传感器。安装时只需把装有测量传感器的整体框架固定在管道中即可，无 需繁琐的安装过程，这也是本发明与现有的插入式传感器的根本区别所在，插入式传感器 是部分进入管道内，管道外面总要保留一部分，而本发明是整体、全部放置在管道内。
本发明的有益效果与已有技术方案相比，本发明安装过程方便快捷，安装精度 高，适用范围广，采用本发明进行安装和检测流量时，可大大简化安装过程，节省安装时间， 保证了仪表测量精度，同时还拓宽了传感器的安装范围；本发明具有结构合理、工艺先进、 安装方便、适用范围广等特点，可以广泛应用于超声流量计、热量表的测量技术中。
附图1是本发明实施例的结构示意图； 附图2是本发明实施例安装在管道内的结构示意图； 附图3是本发明实施例一的安装步骤一示意图； 附图4是本发明实施例一的安装步骤二示意图； 附图5是本发明实施例一的安装步骤三示意图； 附图6是本发明实施例二的安装步骤一示意图； 附图7是本发明实施例二的安装步骤二示意图； 附图8是本发明实施例二的安装步骤三示意图； 附图9是本发明实施例三的安装步骤一示意图； 附图IO是本发明实施例三的安装步骤二示意图； 附图11是本发明实施例四的安装步骤一示意图；附图12是本发明实施例四的安装步骤二示意图； 附图13是本发明实施例四的安装步骤三示意图； 附图14是已有技术超声波流量计用传感器结构示意图。
附图15是本发明实施例五的安装步骤一示意图； 附图16是本发明实施例五的安装步骤二示意图； 附图17是本发明实施例五的安装步骤三示意图中管道1、测量传感器2、固定架3、管段4、安装基座5。
具体实施例方式
以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。 参照附图1、2，一种嵌入式超声流量计用传感器包含固定架3和若干对测量传感 器2，若干对传感器固定设置在固定架上，与固定架一起构成一个整体结构，每对传感器包 含相互匹配的发射传感器和接收传感器，发射传感器和接收传感器之间具有自己固定的位 置关系；固定架的大小根据安装管道1的大小确定，固定架安装在管道内，本实施例中的传 感器是八对。
实施例一
参照附图3、4、5，本实施例中八对传感器构成有固定关系的整体结构，在安装时，先将 现场管道1整体切下一段管段4，管道上形成开口，将超声流量计用传感器通过管道上形成 的开口整体放入管道内，并固定；然后将切下的管段放回在管道上原来的位置，通过焊接的 方式将管段与管道固定连接，恢复管道的整体性。 整个安装过程方便、快捷，不受管径大小制约，可操作性强、安装精度高。
实施例二
参照附图6、7、8，本实施例中八对传感器构成有固定关系的整体结构，在安装时，将现 场管道1整体切下一段管段4后，在管道的切口处、管段的两端都焊接上连接法兰，将超声 流量计用传感器通过管道上形成的开口整体放入管道内，并固定；然后将切下的管段放回 在管道上原来的位置，通过法兰连接的方式将管段与管道固定连接，恢复管道的整体性。
该实施例适用于现场已有固定安装位置或替换现场法兰连接仪表。
实施例三
参照附图9、10，本实施例中八对传感器成有固定关系的整体结构，在安装时，将现场管 道1整体切下一段管段4后，在管道的切口处、管段的两端都焊接上连接法兰，将超声流量 计用传感器通过管段上形成的开口整体放入管段内，并固定；然后将安装了超声流量计用 传感器的管段放回在管道上原来的位置，通过法兰连接的方式将管段与管道固定连接，恢 复管道的整体性。 该实施例适用于现场无焊接条件或已有固定安装位置替换现场法兰连接仪表的 情况。 实施例四
参照附图11、 12、 13，如果现场不允许整段管道切下，或者对管道切口面积有要求，则只 切去管道1的局部，而不用将整段管道切下，将超声流量计用传感器通过管道上的切口整 体放入管道内，并固定，然后将切口通过焊接的方式封闭，恢复管道的整体性。
实施例五参照附图15、16、17，本实施例中八对传感器成有固定关系的整体结构，在安装时，将现 场管道1整体切下一段管段4后，将超声流量计用传感器通过管段上形成的开口整体放入 管段内，并固定；然后将安装了超声流量计用传感器的管段放回在管道上原来的位置，通过 焊接的方式将管段与管道固定连接恢复管道的整体性。
权利要求
一种嵌入式超声流量计用传感器，其特征在于包含固定架(3)和若干对测量传感器(2)，若干对传感器固定设置在固定架上，与固定架一起构成一个整体结构，每对传感器包含相互匹配的发射传感器和接收传感器，发射传感器和接收传感器之间具有自己固定的位置关系；固定架(3)的大小根据安装管道(1)的大小确定，固定架安装在管道内。
2. —种权利要求1所限定嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于包含如下步骤①在需要安装超声流量计用传感器的管道上开口 ，②将超声流量计用传 感器整体放入管道内预定位置，并固定在管道内；③封闭管道上的开口 。
3. 根据权利要求2所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于在管道上开口方式是只切去管道局部而不用将整段管道切下，管道开口能放入超声流量 计用传感器的整体结构即可。
4. 根据权利要求3所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于只切去管道的局部，而不用将整段管道切下，将超声流量计用传感器通过管道上的切口 整体放入管道内，并固定，然后将切口通过焊接的方式封闭，恢复管道的整体性。
5. 根据权利要求2所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于在管道上开口方式是将管道整体切下一段管段，管道上形成开口 ，便于超声流量计用传 感器的安装。
6. 根据权利要求5所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于将超声流量计用传感器通过管道上形成的开口整体放入管道内，并固定；然后将切下的 管段放回在管道上原来的位置，通过焊接的方式将管段与管道固定连接，恢复管道的整体 性。
7. 根据权利要求5所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于管道整体切下一段管段后，在管道的切口处、管段的两端都焊接上连接法兰，将超声流量 计用传感器通过管道上形成的开口整体放入管道内，并固定；然后将切下的管段放回在管 道上原来的位置，通过法兰连接的方式将管段与管道固定连接，恢复管道的整体性。
8. 根据权利要求5所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于管道整体切下一段管段后，将超声流量计用传感器通过管段上形成的开口整体放入管段 内，并固定，然后将装有传感器的管段放回在管道上原来的位置，通过焊接的方式将管段与 管道固定连接，恢复管道的整体性。
9. 根据权利要求5所述之嵌入式超声流量计用传感器在管道上的安装方法，其特征在 于管道整体切下一段管段后，在管道的切口处、管段的两端都焊接上连接法兰，将超声流量 计用传感器通过管段上形成的开口整体放入管段内，并固定；然后将安装了超声流量计用 传感器的管段放回在管道上原来的位置，通过法兰连接的方式将管段与管道固定连接，恢 复管道的整体性。
全文摘要
本发明涉及一种嵌入式超声流量计用传感器及其在管道上的安装方法，是利用超声检测技术来计量管道内液体流量、热量，属于声学、传感器技术领域。技术方案是若干对传感器(2)固定设置在固定架(3)上，与固定架一起构成一个整体结构，在需要安装超声流量计用传感器的管道上开口，将超声流量计用传感器整体放入管道内预定位置，并固定在管道内，然后封闭管道上的开口。本发明的有益效果与已有技术方案相比，本发明安装过程方便快捷，安装精度高，适用范围广，采用本发明进行安装和检测流量时，可大大简化安装过程，节省安装时间，保证了仪表测量精度，同时还拓宽了传感器的安装范围；本发明具有结构合理、工艺先进、安装方便、适用范围广等特点，可以广泛应用于超声流量计、热量表的测量技术中。
文档编号G01F1/66GK101793537SQ201010158959
公开日2010年8月4日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者张力新 申请人:张力新