CN101680794A - 用于将测量或显示单元固定在物体上的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于将测量或显示单元(10,17,18)固定在物体(15)上的装置(1),其包括细长的引导元件(6),用于测量单元(10,17,18)或用于显示单元的定位辅助工具(2)和夹具(11)可移位地沿引导元件(6)的纵向设置在引导元件(6)上,其中定位辅助工具(2)和夹具(11)可以相对于彼此就位,使得物体(15)被夹钳保持在定位辅助工具(2)和夹具(11)或者安装的传感器(17,18)之间,并且其中提供弹性的张力调整装置(3,5),利用它可以以规定的夹钳力将测量或显示单元(17,18)压在物体(15)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将测量或显示单元固定在物体上的装置。该测量单元例如是压力或温度传感器、超声传感器或者夹钳式流量计,其例如为所谓的流料箱的形式,正如在本申请人与本专利申请同时提交的专利申请中所详细描述的。
背景技术
夹钳式超声流量计经常应用于过程及自动化技术中。由于位于管道外部,所以它们能够实现无接触地确定管道中的介质的体积和/或质量流量。例如在EP 0 686 255 B1、US-A 4,484,478或US-A 4,598,593中描述了夹钳式超声流量计。通常,超声传感器单独地利用带子固定在管道上,要确定的是该管道中的流量。
可以从申请人获得的超声流量计根据渡越时间差原理工作。在渡越时间差原理中,分析超声测量信号在介质的流向以及相反方向上的不同渡越时间。为此,超声传感器的超声测量信号在介质的流动方向以及相反方向上交替地被发送或接收。基于超声测量信号的渡越时间差,可以确定流速,并且由此,在已知管道的直径的情况下可以确定体积流速,或者在已知介质的密度的情况下可以确定质量流量。
在根据渡越时间差原理工作的夹钳式流量计的情况中,超声测量信号被以预定的角度辐射入介质位于其中的管道内。为了由一个超声传感器接收尽可能大部分的由另一超声换能器辐射入容器的能量,两个超声传感器必须具有限定的间距。超声传感器在管道上的特定位置依赖于管道的内径以及介质中的音速。作为有时导致较大测量误差的其他应用参数,可能有管道的壁厚以及在管道材料中的音速。
从而,已知的夹钳式超声流量计不能在没有附加安装辅助装置(例如,螺丝刀)的情况下安装在管道上。此外,正如已经提到的,超声传感器就位于最佳入射/出射区域以及之后固定在那里都相当成问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种装置,其显著简化夹钳式流量计在管道上的安装。
这个目的通过以下特征实现:提供细长的引导元件,用于测量单元和/或显示单元的定位辅助工具和夹具沿引导元件的纵向可移位地设置在引导元件上;定位辅助工具和夹具可以相对于彼此就位,使得物体被夹钳保持在定位辅助工具和夹具之间;提供弹性的张力调整装置,利用它可以以规定的压下力将测量或显示单元压在物体上。定位辅助装置优选地是棱柱,其在彼此对称且平行于管道纵轴延伸的两条接触线的区域中抵靠着管道。通过利用定位辅助工具对夹持装置进行预定的定位及对中心,夹持装置仅仅仍然可以围绕管道的纵轴旋转。两个保留的自由度是预先限定的。另外,具有优点地,在具有较小标称直径的管道的情况中,重量分布得到平衡。而且,不稳定的管道不会由于本发明的装置固定在管道上而变形。
正如已经在背景技术中描述的,测量单元优选地是具有至少两个超声传感器的流料箱,该超声传感器根据渡越时间差原理确定流经管道的介质的流量。当然,超声传感器还可以是通过多普勒原理确定流量的超声传感器。在第一种情况中,两个超声传感器可以相对于彼此就位,使得从一个超声传感器发送的超声测量信号的最大部分总是在第二超声传感器得到接收。当然,本发明的固定系统还可以被分配给至少两个超声传感器中的每一传感器。由于超声传感器总是简单地平行于管道纵轴就位,根据本发明,为此仅仅必须根据需要沿着它们的直的连接线移位超声传感器。由于无需附加辅助工具就可以简单地在管道上释放及固定固定装置,所以可以显著简化位置精确的安装。
特别地,本发明的装置最优地适用于将测量和/或显示单元固定在具有较小标称直径的管道上。由于在对于测量或显示单元的定位辅助装置及夹具之间的设定的压下力,可以有效防止管道的形变。另外,由于弹性的支承,即使在环境条件改变的情况下,特别是在温度条件改变的情况下,也总是保证压下力基本恒定。在一个或多个超声传感器联接在管道上的情况中,这对于良好的测量性能是必不可少的。
通常,在外部安装于管道上的超声传感器的情况中,在超声传感器的支承面和管道之间提供联接层,例如联接垫。这个联接层用于保持测量信号前反射部分尽可能小,从而大部分测量信号被射入管道及介质。由于联接层的特性可能随着其上的压力而改变,所以这里重要的还有压下力或压紧力保持基本恒定。换言之,本发明的夹具的特点在于恒定的表面压力。
在本发明的装置的一个优选实施例中,引导元件是空心轴。进一步,在空心轴中设置拉簧,其通过第一止动元件固定或可固定在上部区域以及通过第二止动元件固定或可固定在下部区域。在最简单的情况中,止动元件是销。
另外,上部销刚性地与夹具相连并且在固定的位置位于引导元件上。下部销刚性地与定位辅助工具相连并且在引导元件的表面上的细长空腔中得到引导,并因而在限定的限度内相对于引导元件可轴向移位地得到支承。为此,优选为长形孔的空腔沿引导元件的纵轴的方向定位。
另外,下部销可以通过固定单元而就位于细长空腔中的固定位置。优选地,固定单元是滚花螺钉或者压力销。
另外,本发明的装置的一个优选实施例,弹性张力调整装置由旋钮和弹簧元件构成;它们二者都布置在引导元件或空心轴的上部区域。
在一个优选变型中,弹性张力调整装置是快速夹钳闭锁,其通过杠杆的翻转而得到操作。
正如之前已经提到的,测量单元是超声传感器或其中设置了至少两个超声传感器的所谓的流料箱。
附图说明
现在根据附图详细解释本发明,附图中:
图1以透视图显示了本发明的装置的第一实施例,其在空心轴的区域包括部分四分之一剖面;
图2是图1中显示的实施例的不同视图,它们是
a)从图1的A-A方向得到的视图,
b)从图1的B-B方向得到的视图,
c)从图1的C方向得到的视图;
图3是本发明的装置的第二实施例,其具有伸展的拉簧和流料箱;和
图4是本发明的装置的第三实施例,其不具有传感器和棱柱,或者不具有定位辅助工具。
具体实施方式
图1以透视图显示了本发明的装置的第一实施例,其在引导元件6的区域中包括一部分四分之一剖面。作为补充,图2a、图2b、图2c提供了图1中所示的实施例的不同视图。即,图2a显示了从图1的A-A方向得到的视图,图2b显示了从图1的B-B方向得到的视图,图2c是从图1的C方向得到的视图。
本发明的固定装置1由引导元件6(这里是空心轴6,其中设置了弹簧元件4)、传感器夹具11、定位辅助工具2、滚花螺钉7和旋钮3构成。弹簧元件4实施为拉簧,其在两个末端区域中通过销8、9而固定或可固定于限定的位置。销8、9具有双重功能:它们一方面用作对于弹簧元件4的保持销或止动销,另一方面用于引导定位辅助工具2和夹具11,使得总是能够提供定位辅助工具2相对于传感器夹具11的正确就位。在所示情况中,定位辅助工具2是棱柱。然而,定位辅助工具2也可以是埋头销钉、角件、凹槽或者孔。
下部销9与棱柱2固定地相连并且在引导间隙12(这里是长形孔)中得到引导,该引导间隙位于空心轴6的外壁中。以这种方式,在每一位置都保证了棱柱或定位辅助工具2相对于传感器夹具11或者相对于传感器10、17、18的期望定位。
为了安装本发明的装置1,执行以下步骤:
释放滚花螺钉7,并且将棱柱2和传感器夹具11彼此分离,使得管道15就位于棱柱2和传感器夹具11之间。如果在将夹持装置11固定在管道15上之后,再没有拉力施加于弹簧元件4上,那么管道15被夹钳地保持在棱柱2和传感器夹具11或者传感器10、17、18之间。必要的是,在管道15具有较大外径的情况中以这种方式得到的压紧力比在管道15具有较小外径的情况中得到的压紧力高。已知的固定装置(例如螺旋夹)具有相反的特性。
然后,利用滚花螺钉7将拉簧4固定在这个位置。在管道15由一种使得管壁不会出现形变的材料制成的情况中,本发明的固定装置1被利用旋钮3拉紧。在旋钮3中设置盘簧5,其在会影响管道15直径的温度波动的情况中,负责保持原始设定的压紧力不变。这在将超声传感器17或流料箱18安装在管道上的情况中特别重要,因为只有这样才能够保证传感器17之后不会再一次移出其限定位置。拉簧4位于空心轴6中,其自身仅仅是安装辅助工具,使得能够迅速拉紧传感器17而无需在管道15的大致位置具有附加的辅助工具。然而,这个拉簧4并不是本发明必须的。还可以利用管道15上的螺钉来夹钳夹持装置1。盘簧5为此负责在温度改变的情况中将夹持装置1的张紧力保持不变。这是重要的,因为只有这样才能够保证传感器17在安装之后不再会移位。在管道非常敏感或者暂时安装传感器的情况中,甚至拉簧的张紧力就足够,从而不再需要盘簧。
本发明的装置1的一个主要优点是,它可以被利用仅仅一个夹钳元件以期望的压紧力安装在管道15上。安装支持装置不必需要工具。于是,可以迅速、安装且简单地实现安装。如果需要,特别是在钢管的情况中,在传感器17和管道15之间设置联接垫20或联接元件,这在超声传感器17的情况中保证了发送和/或接收的信号的尽可能高的部分经过在传感器17和管道15之间的界面。由于联接媒质20的联接特性可能依赖于压力,所以在环境条件特别是温度条件改变的情况中,保持压紧力恒定非常重要。于是,根据以上讨论,可以利用本发明的装置毫无问题地在传感器17和管道之间插入联接垫20。这例如在管道15由钢制成的情况是有意义的。
由于本发明的支持装置1弹性安装在管道15上,由温度改变而引起的管道15的直径增加不会导致管道形变;另一方面,当管道15的直径由于温度改变而减小时,期望的并且被设定的压紧力不改变。从而保证获得设定的张紧力以及保持期望的就位。
图3显示了本发明的装置的第二实施例。代替单独的传感器17或者显示单元,这里在管道15上安装所谓的流料箱18。在本申请人的一个与本申请同时提交的专利申请中,详细描述了这种流料箱。这个平行专利申请的公开内容全部合并在本专利申请的公开内容中,作为参考。在流料箱18中,设置至少两个超声传感器17,其通过渡越时间差原理确定经过管道15的介质的流量。在所示实施例中,在流料箱18上的是显示器14和接口13,其用于与例如远程的上位控制位置(图3中未示出)进行数据交换。通信可以无线地(例如,通过无线电或者光学地)或者通过光缆而进行。
图4显示了本发明的装置1的另一变型。与之前描述的两个技术方案相比,主要区别在于,为了精确安装,使用用于将本发明的装置夹钳在管道15上的快速夹钳闭锁16来代替盘簧3和旋钮5。这种快速夹钳闭锁例如应用于自行车车轮的安装。
附图标记列表
1本发明的装置
2定位辅助装置/棱柱
3旋钮
4弹簧元件/拉簧
5弹簧元件/盘簧
6引导元件/空心轴
7滚花螺钉
8第一止动元件/上部销
9第二止动元件/下部销
10测量单元/显示单元
11用于测量或显示单元的夹具/传感器夹具
12引导间隙/细长空腔/长形孔
13用于数据通信的接口
14显示器
15管道
16快速夹钳闭锁
17超声传感器
18流料箱
19附加的传感器安装位置
20联接媒质,这里是联接垫
Claims (11)
1.一种用于将测量或显示单元(10,17,18)固定在物体(15)上的装置(1),包括:
细长的引导元件(6),用于所述测量单元(10,17,18)或用于所述显示单元的定位辅助工具(2)和夹具(11)以沿所述引导元件(6)的纵向可移位的方式设置在该引导元件(6)上;
其中所述定位辅助工具(2)和所述夹具(11)能够相对于彼此就位,使得所述物体(15)被夹钳保持在所述定位辅助工具(2)和所述夹具(11)之间;并且
其中提供弹性的张力调整装置(3,5),利用它能够以规定的压下力将所述测量或显示单元(17,18)压在所述物体(15)上。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,引导元件(6)是空心轴。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其中,在空心轴(6)中设置拉簧(4),该拉簧通过第一止动元件(8)固定或能够固定在上部区域以及通过第二止动元件(9)固定或能够固定在下部区域。
4.根据权利要求3所述的装置,其中,上部销(8)刚性地与夹具(11)相连并且在引导元件(6)或空心轴中的间隙内得到引导。
5.根据权利要求3或4所述的装置,其中,下部销(9)刚性地与定位辅助工具(2)相连,并且下部销(9)在沿引导元件(6)的纵轴方向定向的细长空腔(12)中得到引导。
6.根据权利要求3或5所述的装置,其中,下部销(9)能够通过固定单元(7)而固定在相对于细长空腔(12)的固定位置。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,固定单元(7)是滚花螺钉或者压力销。
8.根据权利要求1所述的装置,其中,所述弹性的张力调整装置(3,5)由布置在所述引导元件(6)或所述空心轴的上部区域内的旋钮(5)和弹簧元件(3)构成。
9.根据权利要求所述的装置,其中,弹性的张力调整装置是快速夹钳闭锁(16)。
10.根据权利要求1所述的装置,其中,测量单元是超声传感器(17)。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,所述测量单元是其中设置了至少两个超声传感器(17)的流料箱(18)。
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