CN101248332A - 用于构造低成本塑料超声波水量计的方法 - Google Patents

用于构造低成本塑料超声波水量计的方法 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种超声波流量计，其包括具有两个端部的管道、电子电路、容纳电子电路的第一壳体、容纳管道的第二壳体、以及在第二壳体中附连到管道的外表面的多个超声波换能器。第一壳体是防水的，而第二壳体是不防水的。管道的两个端部从第二壳体突出。每个换能器由相应的盖件覆盖并被密封以防止水进入。每个换能器通过相应的一对导线连接到电子电路。

Description

用于构造低成本塑料超声波水量计的方法
技术领域
本发明涉及用于全电子式水量计的流量计量单元和壳体的创新。
背景技术
传统的超声波流量计是工业仪表，并且封装在结实的、通常为金属制的管状换能器壳体中，所述换能器壳体具有一体式或分体式安装的电子部件。
本发明的目的在于利用塑料来包装超声波流量计，这种超声波流量计适于大量制造，同时具有类似于传统的机械式水量计的外观。
发明内容
因此，本发明包括水流过的部分，其带有用于电子部件的单独密封部分；该密封允许在浸入水中时的操作。
水量计通常由最适于该应用的工程塑料制成。通常，水量计包括：承载被测量的水流的流量管，所述流量管由适于供饮用水使用的坚固且可模制的热塑性塑料构成；和外壳，所述外壳包括多个部分，以容纳流量管、电子部件以及保护显示装置的盖子。所使用的所有材料适于在最高操作温度下使用。
总之，根据本发明，提供一种超声波流量计，其包括：具有两个端部的管道；电子电路；容纳电子电路的第一壳体，所述第一壳体是防水的；容纳管道的第二壳体，所述管道的两个端部从第二壳体突出，所述第二壳体是不防水的；以及多个超声波换能器，所述多个超声波换能器在第二壳体中附连到管道的外表面，每个换能器由相应的盖件覆盖并被密封以防止水进入，每个换能器通过相应的一对导线连接到电子电路。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的典型实施方式，其中：
图1示出通常用于最高达25mm孔径尺寸的管道的流量计量单元的U形管实现方式；
图2示出通常在超过25mm孔径尺寸的管道上使用的流量计量单元的直管、成角度安装的换能器实现方式；
图3示出内部部件(管和电子部件)如何与外部壳体装配在一起；并且
图4示出支撑管并防止管旋转且与电子部件密封的本体内的零部件。
具体实施方式
如图1所示，U形管由三个主要部件--两个端部5和7以及中央本体部6－－构成。需要能够利用注塑模制技术来模制部件。
在端部5暴露的管道段上加工有螺纹以便接收标准配件，并且该暴露的管道段还包括平坦区域，以便在装配过程中供扳手使用，从而在紧固配件时减小管/壳体组件上的应力。
两个端部5超声焊接到中央本体部6，并且通常能够经受50巴的压力。将已经附连有导线2和3的两个换能器4利用环氧树脂固定在管5端部的两个定位环中。然后将导线穿过设置在换能器上方的盖件1，并且此后用密封剂进行密封。这样密封了换能器以防止水进入。对于这种设计重要的是，允许水进入壳体的底部，同时由于换能器和电子部件被密封所以允许设备继续操作。
换能器4具有与管道的内孔相同的直径，因此超声信号经过流动液体的整个区域。
图2示出用于直通型流动管的相同过程。将管制成具有楔形物18的单件本体16，该楔形物18与单件本体16成一角度并且该角度由管道直径和所需的流量范围决定。在直通型设计上使用多个换能器对14，以便在反射(v字形)构造或对角(z字形)构造中扩大工作流量范围或者测量更宽的区域。此外，将盖件11设置在换能器14上方并进行密封以保护换能器从而防止水进入。
如图3所示，将电子部件装配到壳体本体111的顶部中。顶盖104保持LCD观察窗105(超声焊接就位以确保密封)、由螺钉107固定的电路板106。在主体111中支撑有电池108。防水连接器109连接到外部设备。这种连接器通常具有从外部紧固的螺母，以便防止篡改超声焊接在顶部上的保护盖。通过顶盖104与主体111之间的O形密封圈而利用螺钉103将组装有105、106和107的顶盖104组装到主体111。通过在顶盖104中设置螺钉孔并通过覆盖具有序列号和管理机构所需要的其它信息的标签102来实现防篡改。翻盖101夹紧封闭在组件上以保护显示装置不受直接冲击。
经组装的管(图3示出类似于直管的U形管装置112、113、114和115)装配到主体111的一部分中，并利用螺钉117和支撑件116固定。可以通过本体内的零部件提供附加的支撑，以支撑管并防止管旋转。
导线113穿过已装配的盖件112，并穿过主体111上方的壁部中的孔，以便连接到顶部中的电子部件组装件。围绕导线穿过主体111中分配器的位置使用密封剂，以便防止任何进入壳体底部的水到达顶部。
使用底部件118覆盖本体111的底部，所述底部件118利用螺钉119进行附连。螺钉孔填充有环氧树脂和塑料塞120，所述塑料塞120推入后螺钉孔就被密封。因此任何篡改对于外壳都是破坏性的并且是清楚明显的。
图4示出从上方所观察到的主体内部，包括电池支撑件21、电池位置26、用于供导线从下部的换能器组件穿过的孔25以及用于U形管的支撑结构24。此外还示出用于外壳顶部的安装位置25和确保电子部件密封以防止水进入的O形密封圈23。
图5示出从下方所观察到的主体内部，包括用于U形管的支撑件34、用于换能器穿过的孔35、用于外壳底部的安装位置38以及用于管的固定位置37。图5b示出通过支撑件38中的螺钉固定就位的管39。这通过将管固定在外壳内来防止计量表损坏。

Claims (7)

1.一种超声波流量计，包括：
具有两个端部的管道；
电子电路；
容纳所述电子电路的第一壳体，所述第一壳体是防水的；
容纳所述管道的第二壳体，所述管道的两个端部从所述第二壳体突出，所述第二壳体是不防水的；以及
多个超声波换能器，所述多个超声波换能器在所述第二壳体中附连到所述管道的外表面，每个换能器由相应的盖件覆盖并被密封以防止水进入，每个换能器通过相应的一对导线连接到所述电子电路。
2.如权利要求1所述的超声波流量计，其中，
所述管道包括U形管，所述U形管包括由中央管连接在一起的两根平行侧管；并且
所述超声波流量计包括两个超声波换能器，每个换能器附连到所述中央管相应的端部。
3.如权利要求2所述的超声波流量计，其中，所述每个换能器的直径等于所述中央管的内径。
4.如权利要求1所述的超声波流量计，其中，所述管道是直管，所述直管包括用于将所述换能器成角度地安装到所述管道的表面上的多个楔形物。
5.如前述权利要求中任一项所述的超声波流量计，其中，所述第一壳体包括用于连接到外部设备的防水连接器。
6.如前述权利要求中任一项所述的超声波流量计，其中，所述第一壳体包括LCD显示装置。
7.如前述权利要求中任一项所述的超声波流量计，其中，所述管道由热塑性塑料形成。
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