一种超声波水表的换能器安装结构的制作方法

本实用新型涉及超声波水表技术领域，更具体的说，涉及一种超声波水表的换能器安装结构。

背景技术：

现有技术中的超声波水表，主要包括四种金属管道结构，分别是：u型管道；w型管道；v型管道；对射型管道，其中u型管道结构主要由反射片和内衬组成，结构复杂，且量产一致性较差，难以达到高倍数。且u型管道结构中的反射片在加工及安装过程中会与一定的角度偏差，从而造成一致性的偏差。

当受大流冲击时，由于受换能器安装紧固程度及反射片受冲击力等因素影响，从而影响测量稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种超声波水表的换能器安装结构，可以提高其安装的紧固程度，提升测量的稳定性和一致性。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超声波水表的换能器安装结构，包括金属管道，所述金属管道内部中空形成流道，在所述金属管道的管壁上开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔间隔设置，在所述第一安装孔中嵌设有第一换能器，在所述第二安装孔中嵌设有第二换能器，在所述金属管道的管壁上还开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述第一安装孔上下正对，所述第二通孔与所述第二安装孔上下正对，在所述第一通孔中螺纹连接着第一安装座，在所述第二通孔中螺纹连接着第二安装座，在所述第一安装座上通过支撑杆固定着第一反射片，在所述第二安装座上通过支撑杆固定着第二反射片，所述第一反射片包括第一弧形支撑面和第一反射面，所述第一弧形支撑面连接在支撑杆的顶部，第一反射面相对于流道的中轴线倾斜设置，所述第二弧形支撑面也连接在支撑杆的顶部，第二反射面也相对于流道的中轴线倾斜设置，且第一反射面与第二反射面相对设置，从第一换能器发出的超声波经过第一反射面的折射后能以与流道的中轴线平行的方向发射到第二反射面上，再经过第二反射面的折射垂直发射到第二换能器上进行接收，在金属管道的内壁上设置有参照块，所述参照块相对于所述金属管道的内壁凸出，所述参照块与所述金属管道的内壁形成垂直的台阶面，所述参照块位于所述第一通孔和第二通孔之间，还包括定位块，所述定位块的侧面抵靠在所述台阶面上并与所述台阶面贴合，在所述定位块开设有定位孔，所述定位孔与所述第一通孔或第二通孔同心设置，且所述定位孔的孔径要小于所述第一通孔或第二通孔的孔径，所述第一安装座和第二安装座卡接在所述定位孔中。

作为本实用新型的改进，所述第一安装孔和所述第二安装孔均在所述金属管道的外壁上形成有一圈环形的垂直翻边，在所述第一换能器和第二换能器的顶部形成有支撑面，所述支撑面抵靠在所述垂直翻边上。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一安装座/第二安装座包括螺纹部和支撑台，所述螺纹部螺纹连接在所述第一通孔/第二通孔中，所述支撑台一体成型在所述螺纹部的顶部并延伸在所述定位孔中，所述支撑台的外径要小于所述定位孔的内径，在所述支撑台的外圈包裹着密封垫，密封垫采用橡胶制成，所述密封垫被夹紧在所述支撑台和所述定位孔的孔壁之间。

作为本实用新型的具体技术方案，在所述金属管道的内壁上设置有第二参照块，所述第二参照块位于所述第一参照块的正上方，所述第二参照块与所述金属管道的内壁之间也形成垂直的台阶面，在该台阶面上贴靠着第二定位块，在第二定位块上也开设有定位孔，所述第一定位块上的定位孔与所述第二定位块上的定位孔上下正对，所述第一换能器/第二换能器的底部插接在所述第二定位块的定位孔中。

作为本实用新型的更进一步改进，所述第一换能器/第二换能器包括顶盖，所述支撑面形成在所述顶盖底部，还包括罩壳，所述罩壳连接在所述顶盖的底部，在所述罩壳中形成有安装腔，所述顶盖能将安装腔密封，在所述安装腔的顶部腔口固定着密封块，在所述密封块下方支撑有填充块，在所述安装腔的腔底设置有振动片，振动片用于产生超声波，在振动片上方支承有杯壳，在杯壳上支承碟簧，所述碟簧被夹持在所述填充块与所述杯壳之间，在所述杯壳上形成有穿孔，在穿孔中穿设有导线，在所述密封块中埋设有导管，在所述顶盖上固定着接线端子，所述导线一端连接在所述振动片上，另一端经过穿孔和导管连接在所述接线端子上。

相比于现有技术，本方案的有益效果如下：

1、通过过盈配合的方式将支撑台固定在通孔中，使得支撑台与通孔之间不会发生相对转动，确保支撑杆的反射片不会在大流量的水流冲击下发生颤动，确保测量的稳定性；

2、通过设置第一定位块和第二定位块，使得第一/第二换能器和第一反射片/第二反射片的安装位置相对固定并且始终上下正对，从而克服现有技术中的反射片在加工及安装过程中存在的一定角度偏差，避免由此造成的一致性偏差；

3、该换能器本身具有多重密封结构，可以在保证对流速超声波精确测量的同时，还能进一步提升超声波水表的密封性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中超声波水表的测量管段外部结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图2的内部结构剖视图；

图4为图3中第一/第二换能器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本实用新型的保护范围。

本实施例公开了一种超声波水表的换能器安装结构，包括金属管道1，该金属管道一般采用黄铜或不锈钢制成，该金属管道内部中空形成流道，如附图所示，在金属管道的上部管壁上开设有第一安装孔2和第二安装孔3，第一安装孔和第二安装孔间隔设置，在第一安装孔中嵌设有第一换能器4，在第二安装孔中嵌设有第二换能器5，第一换能器和第二换能器两者的结构是相同的，具体的，第一换能器/第二换能器包括顶盖6，在顶盖底部螺纹连接着罩壳7，罩壳的外径要小于顶盖的外径，由此在罩壳顶部与顶盖底部之间形成了一圈环形的支撑面8，在罩壳中形成有安装腔，顶盖能将安装腔的顶部腔口密封，为了进一步增强密封效果，在安装腔的顶部腔口中嵌设有密封块9，密封块中埋设有导管10，在顶盖上插接着接线端子11，接线端子底部连接着导线12，导线能穿设在导管中，从而穿过密封块向下延伸，在密封块下方设置有填充块13，填充块采用弹性材料如橡胶制成，在安装腔的腔底设置有振动片14，振动片实质上为一压电元件，导线的底部连接着振动片上，振动片在压缩或张紧时能产生电压。当向振动片两端施加交流电源时，振动片在重复收缩和膨胀的同时振动，从而将振动传递给罩壳，通过罩壳的底面产生超声波。在振动片上方支承有杯壳15，在杯壳上支承碟簧16，碟簧被夹持在所述填充块与所述杯壳之间，在所述杯壳上形成有穿孔151，前述的导线穿设在该穿孔中。

此外，在金属管道的管壁上还开设有第一通孔17和第二通孔18，所述第一通孔与所述第一安装孔上下正对，所述第二通孔与所述第二安装孔上下正对，在所述第一通孔中螺纹连接着第一安装座19，在所述第二通孔中螺纹连接着第二安装座20，在所述第一安装座上通过支撑杆21固定着第一反射片22，在所述第二安装座上通过支撑杆固定着第二反射片23，所述第一反射片包括第一弧形支撑面221和第一反射面222，所述第一弧形支撑面连接在支撑杆的顶部，第一反射面相对于流道的中轴线倾斜设置，所述第二反射片包括第二弧形支撑面231和第二反射面232，所述第二弧形支撑面也连接在支撑杆的顶部，第二反射面也相对于流道的中轴线倾斜设置，且第一反射面与第二反射面相对设置，从第一换能器发出的超声波经过第一反射面的折射后能以与流道的中轴线平行的方向发射到第二反射面上，再经过第二反射面的折射垂直发射到第二换能器上进行接收。

在金属管道的内壁上设置有第一参照块24，第一参照块相对于所述金属管道的内壁凸出，所述第一参照块与所述金属管道的内壁形成垂直的台阶面241，所述第一参照块位于所述第一通孔和第二通孔之间，还包括第一定位块25，所述第一定位块的侧面抵靠在所述台阶面上并与所述台阶面贴合，在所述第一定位块开设有定位孔32，所述定位孔与所述第一通孔或第二通孔同心设置，且所述定位孔的孔径要小于所述第一通孔或第二通孔的孔径，所述第一安装座和第二安装座卡接在所述定位孔中。

第一安装孔和所述第二安装孔均在金属管道的外壁上形成有一圈环形的垂直翻边26，垂直翻边由第一安装孔/第二安装孔垂直向上延伸，垂直翻边的顶面呈现为水平面，在第一换能器和第二换能器的顶部均形成有前文所述的支撑面8，支撑面可以贴合抵靠在垂直翻边的顶面上。

所述第一安装座/第二安装座包括螺纹部27和支撑台28，所述螺纹部螺纹连接在所述第一通孔/第二通孔中，所述支撑台一体成型在所述螺纹部的顶部并延伸在所述定位孔中，所述支撑台的外径要小于所述定位孔的内径，在所述支撑台的外圈包裹着密封垫29，密封垫采用橡胶制成，所述密封垫被夹紧在所述支撑台和所述定位孔的孔壁之间。当包裹了密封垫以后，支撑台与密封垫的外径要大于定位孔的孔径，但由于密封垫是采用具有一定弹性的橡胶材料制成，使得整个支撑台可以通过过盈配合的方式被压紧在定位孔中，当流道中通过大流量的水流时，现有技术中的反射片会受到水流的冲击产生自转的趋势，这种趋势会传导给下部的支撑台，由于现有技术中的支撑台仅仅是通过螺纹连接的方式固定在定位孔中，这使得支撑台在受到前述旋转力时容易发生反向转动，造成反射片的固定松动，进而影响对流量测算的稳定性。而在本实施例中，支撑台是通过过盈配合固定在定位孔中，橡胶密封垫与定位孔内壁之间的摩擦力可以抑制支撑台发生反向转动，由此保证了流量测量的稳定性。

此外，在所述金属管道的内壁上设置有第二参照块30，所述第二参照块位于所述第一参照块的正上方，所述第二参照块与所述金属管道的内壁之间也形成垂直的台阶面，在该台阶面上贴靠着第二定位块31，在第二定位块上也开设有定位孔，所述第一定位块上的定位孔与所述第二定位块上的定位孔上下正对，所述第一换能器/第二换能器的底部插接在所述第二定位块的定位孔中。通过这种结构设计，可以在预先确保第一参照块和第二参照块沿流道的轴向长度相等的前提下，通过将第一定位块和第二定位块贴紧在第一/第二参照块的台阶面上，从而确保第一定位块和第二定位块上的定位孔上下正对，由此确保第一换能器/第二换能器位于第一反射片/第二反射片的正上方，从而克服现有技术中的反射片在加工及安装过程中存在的一定角度偏差。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。