CN108603776B - 装配超声波换能器的装配装置及装配有这种装置的流量计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于装配超声波换能器(9)的装配装置(5)，所述装配装置适用于穿过流量计(1)的壁来装配所述换能器，所述流量计包括管道(2)，在所述管道内部流通有流体(19)，所述装置包括本体(6)，所述本体适用于根据封闭的轮廓线(14)通向所述管道的内表面(16)，所述轮廓线形成所述管道的内表面与所述装置的本体的称为有效表面(15)的表面之间的界面，所述有效表面采用所述管道的内表面的几何形状。所述有效表面在由轮廓线限界出的区域中连续地延伸，并且不存在开口。本发明还涉及一种使用这种装配装置的流量计。

Description

装配超声波换能器的装配装置及装配有这种装置的流量计

技术领域

本发明涉及一种用于装配超声波换能器的装配装置，并且更具体地涉及适用于将所述换能器装配在流量计的管道中的这种装置。本发明还涉及装配有这种装配装置的流量计。

背景技术

存在多个种类的超声波流量计，其中，流体流量通过超声波在流通在管道中的流体介质中的传播速度来测量。

本发明应用于流量计，在所述流量计中，换能器或至少用于装配换能器的装配装置穿过管道的壁，以与要测量流量的流体接触，这与换能器和/或用于装配换能器的装配装置安装在管道外部并且通过穿过所述管道的壁传输波来执行测量的流量计相反。

从文件US5531124(特别是图9和图10)已知一种超声波流量计，其中，换能器装配成在从管道的壁中沿对角线钻出的孔中彼此相面对。然而，除了成本较高以及(特别是在由例如不锈钢的材料制成的情况下)难以沿对角线实施具有所需精确度的这种钻孔的缺点之外，换能器的定位还具有多个缺点(无论是否包括装配装置)。事实上，如果换能器被插入所述孔中而不超出管道内部，由于倾斜度，在换能器前方形成凹腔，所述凹腔是流体的湍流和/或停滞区域的所在之处，所述湍流和/或停滞区域干扰测量并且可在换能器前方产生污渍。US5531124还提出了借助于树脂塞子(所述树脂塞子具有的超声波穿透性类似于要测量的流体的超声波穿透性)来填充该凹腔。然而，这种塞子造成需要补偿的信号衰减。而且，与流体接触的面相对于测量轴线倾斜，这例如由于折射现象而可导致其它测量误差。此外，这种塞子难以实施成使得流体通道中不具有任何溢出或回缩。

文件EP2333495提出了一种超声波流量计，其中，换能器装配在固定于流量计的管道上的“连接件”中。该连接件通过提供一种表面(所述表面具有的几何形状(除了通向换能器的开口之外)与所述流量计的管道的内表面的几何形状基本相同)来解决围绕与管道的接合部的一些湍流问题。在将换能器固定到所述管道上之前，所述换能器通过所述连接件的内部装配到该开口中。除了具有已提及的在换能器附近的流体存在湍流区域和停滞区域的问题之外，这种装配还具有使所述换能器与所述管道中流通的流体接触并且特别是当所述连接件焊接在所述管道上时极其难以维护的缺点。

还从文件US3817098或文件US5905207已知一种更具体地适用于低流量的精确测量的流量计，该种流量计包括两个换能器，所述两个换能器沿着管道的纵向轴线相面对，每个换能器安置在平缓腔室(chambre de tranquillisation)中，所述平缓腔室处于执行测量的管道部分的每个端部处。然而，这种平缓腔室的实施以及换能器的面对式安装具有例如与腔室的加工有关的多个困难。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种用于装配超声波换能器的装配装置，所述装配装置能够容易地装配换能器，同时能够使对流体流的可能干扰最小化。

本发明还旨在提供一种装配装置，该种装配装置能够控制换能器的环境的几何形状，以便管理围绕所述换能器的流体流的流速。

本发明还旨在提供一种装配装置，该种装配装置使为了确保换能器良好地对齐所需的角度调节最小化。

本发明还旨在提供一种装配装置，该种装配装置能够实施通过其它装置难以获得的管道内部形状。

本发明还旨在提供一种装配装置，该种装配装置能够承受测量流体中的强压。

本发明还旨在提供一种装配装置，该种装配装置能够使加工使所述装置装配在管道的壁上的装配开孔变得容易，尽管可能存在障碍(例如所述管道的连结压板)。

本发明还旨在提供一种装配装置，该种装配装置能够明显地节省材料和加工流量计的成本。

在本文中，关联于穿过流量计的管道使用术语“内部”或“外部”。因此，管道的内表面是与流过所述管道的流体接触的表面。同样，向所述管道外部开口的容置部是开口与流过所述管道的流体不接触的容置部。

为了达成本发明的目的，本发明涉及一种用于装配超声波换能器的装配装置，所述装配装置适用于穿过流量计的壁来装配所述换能器，所述流量计包括管道，在所述管道内部流通有流体，所述装置包括本体，所述本体适用于沿轮廓线通过开孔通向所述管道的内表面，所述轮廓线形成所述管道的内表面与和所述管道中流通的流体接触的所述本体的表面之间的界面，以使得与所述轮廓线正交并且在所述轮廓线的一点处与所述管道的内表面相切的任何直线还在该点处与所述装置的所述表面相切，其特征在于，所述装置具有称为有效表面(surface active)的表面，所述有效表面与在所述管道中流通的流体接触，并且该有效表面由与所述管道中流通的流体接触的所述本体的所述表面形成。

由于该布置，与所述管道中流通的流体接触的所述装配装置的整个表面由本体的有效表面构成。因此在该有效表面中不存在可能导致流体流中的湍流的孔、切口或不连续性。而且，该表面可与所述装置的本体例如通过模制来形成单件，该表面的形状可被完全控制。此外，所述有效表面是连续的，除了该装置与管道之间的界面之外，可不存在所述装配装置的密封性问题。然而，该界面本身是十分平滑的，并且不具有可造成湍流的任何粗糙和/或任何壁凹。而且，所述有效表面不具有能够插入换能器的孔，所述孔会导致换能器与有效表面之间的界面处的尖锐棱边以及密封性问题。

对于装配有这种装配装置的流量计的密封性由此得到改善。而且，所述装配装置的有效表面的尺寸可相对较大，这由此使材料(通常是用于管道的壁的黄铜或不锈钢)的量最小化。

有利地，根据本发明，所述有效表面至少部分地由所述本体的壁形成，所述本体的壁具有与所述有效表面相反的用于支承所述换能器的支撑面。因此所述换能器安置成与所述有效表面相反，并且不受在所述管道中流通的流体的侵袭。根据所运用的材料，夹置在换能器与流体之间的本体壁的厚度尺寸可有利地确定成在换能器和流体之间适配声学阻抗。由此可考虑直接使用裸压电晶片来代替被包覆的换能器，并因此与所述本体实施更经济的一体化的换能器。

有利地，根据本发明，所述有效表面不具有尖锐棱边。为了形成具有倒圆表面的有效表面，用于连结的圆倒角代替尖锐角等直到有效表面与管道的内表面之间的界面，流体流线的轨迹被控制，并且能够流动而不存在流体停滞区域。

有利地，根据本发明，所述换能器装配在所述本体中以便具有穿过所述有效表面的平坦面的超声波的发射/接收方向，所述平坦面称为有效面。优选地，所述有效面与所述支撑面平行。因此，换能器的发射/接收方向既垂直于支撑面又垂直于有效面。因此，换能器的发射/接收方向可由于本体的壁的定向而通过构造来固定。

根据本发明的第一有利实施例，所述装配装置适用于沿着称为测量方向的方向使所述换能器的发射/接收方向定向，所述测量方向适用于在所述管道的纵向对称平面中延伸并且适用于与所述管道的纵向轴线形成预定角度。该实施例特别适用于实施包括两个换能器的流量计，所述两个换能器沿着管道的对角线相面对以直接测量流量。该实施例还可用于通过超声波在管道的内表面上(例如沿着V形轨迹或W形轨迹)的反射来执行测量的流量计。

有利地，根据本发明，所述有效表面包括沿着纵向方向延伸的呈凹陷状的凹进部，所述凹进部适用于在所述装配装置装配在所述管道上时与所述管道的纵向轴线平行。所述凹进部的壁中的一个为由支撑面和有效面限定的壁，以便限定测量方向的预定定向角度。因此，超声波的发射和/或接收沿着测量方向直接执行，而不具有与影响所述波的入射角的可能钻角误差有关的干扰。所述凹进部的形状和深度适用于不导致流体流线的湍流或停滞。

特别是，为此，所述凹进部的外形使得与该纵向方向正交的任何平面按唯一线分割所述有效表面。因此，能够不存在回缩部分(即，形成具有流体流的后退或倒转的流体轨迹，所述后退或倒转造成停滞区域，所述停滞区域能够在流量计用于测量饮用水的流量的情况下造成杂质沉积或细菌增生)。因此，使用这种用于装配换能器的装配装置的流量计更健康并且不损害穿过所述流量计的流体的质量。

有利地，根据本发明，所述有效表面包括处于所述有效面附近的适用于改变流体流的凸起部。因此，在流体流中的纵向或翼状条纹(所述条纹安置在使有效面与在该有效面上游的有效表面连结的连结位置处)的存在可有助于在特别湍流的流速方面调节该流体流。

有利地，根据本发明，所述装置的本体包括与所述支撑面垂直的开口容置部，所述开口容置部具有定向成与所述管道的纵向轴线相对的凹面。由于该容置部并且由于该容置部所具有的支撑面，容易使超声波换能器安置在用于发射和/或接收超声波的优化位置，而不受一侧上的流体的侵袭。此外，当装配装置的本体由被注塑的合成材料制成时，支撑面与有效面之间的壁的厚度可被优化以与超声波的波长协调并且使超声波的可能的衰减最小化。

有利地，根据本发明，所述装配装置还包括封闭件，所述封闭件适用于与所述容置部配合，以便使所述超声波换能器贴靠在所述支撑面上。该封闭件可包括与容置部的支撑面平行的平坦面，所述平坦面适用于在封闭件固定在容置部中时在换能器上施加压力。此外，封闭件可包括一个或多个槽，所述一个或多个槽配备有导电接触件，所述导电接触件适用于与一侧上的换能器的接线端连接并且用作朝向外部电子装置的连接插头。

有利地，根据本发明，所述装配装置适用于沿着与所述管道的纵向轴线正交的方向装配在所述管道中。既然换能器的定向可通过装配装置的本体来固定，可有利地将装配装置配置成使得所述装配装置可径向地插入管道中并且固定在所述管道上，而不需要在所述管道上实施倾斜钻孔。由此，管道的加工约束减少并且成本降低。此外，换能器的位置的精确度得到改善。

有利地，根据本发明，所述装配装置还包括压板，所述压板适用于使所述本体固定在所述管道上，所述压板包括与所述本体相面对的呈马镫状(en forme d’étrier)的凸出部，所述凸出部适用于与所述本体的共轭形状配合，以使所述本体坚固。所述压板的呈马镫状的凸出部容置在设置于装配装置的本体中的互配形状件中，并且能够加强所述本体，以便可无变形地接受加强压的流体。

本发明还延伸到一种超声波流量计，所述超声波流量计的类型包括用于测量流体流量的管道以及至少两个超声波换能器，所述至少两个超声波换能器穿过所述管道的壁装配成在所述管道的同一个纵向对称平面中彼此相面对，所述换能器沿着测量方向定向，所述测量方向与所述管道的纵向轴线形成非零且小于90°的角度，其特征在于，每个换能器安装在具有任意其中一项上述特征的装配装置中。

有利地，根据本发明的第二实施例，所述装配装置适用于装配在包括管道的流量计上，所述管道具有在所述管道的每个端部处的平缓腔室，每个腔室包括超声波换能器，所述超声波换能器装配成使得换能器的发射/接收方向与所述管道的纵向轴线重合。所述装配装置配置成使得当装配装置安装在流量计中时与每个装置相关联的换能器沿着流体的流动轴线与另一换能器相面对。

有利地，根据本发明，所述装置的本体的有效表面形成所述平缓腔室的壁的至少一部分。因此，无论平缓腔室的形状如何，所述装配装置的本体形成用于封闭腔室开孔的塞子，换能器从该开孔插入，该塞子具有与平缓腔室连续的连续形状，所述连续形状至少围绕塞子与腔室之间的界面的轮廓线。

有利地，根据本发明，所述装置的本体的有效表面形成盖，所述盖的轮廓线至少部分地包括在由所述管道的轴线通过的所述平缓腔室的对称平面中。因此，当所述平缓腔室是球状的、桶状的或通过回转圆柱体由较大基底联接的双锥体状的时，所述腔室的凹陷形状可由两个部分形成，所述两个部分的形状或尺寸基本相同或互配，这能够简化甚至能够实施对于这种形状的加工和/或模制。

有利地，根据本发明，所述有效表面还形成称为浮子(plongeur)的至少基本圆柱形的凹陷壳，所述浮子朝向所述管道的纵向轴线径向地凸出延伸并且具有适用于分割该轴线的长度。所述浮子因此能够使超声波换能器在所述管道的纵向轴线上安装在壳的内部，并且与安装在相对的平缓腔室中的对称装配装置中的另一换能器相面对。

有利地，根据本发明，所述浮子包括至少在所述凹陷壳的内表面上的平坦部，所述平坦部与所述管道的纵向轴线正交，并且适用于形成对于超声波换能器的支撑壁。因此，所述换能器可沿着预定定向装配在所述浮子内部，并且通过电连接与平缓腔室的外部联接。

本发明还延伸到一种超声波流量计，所述超声波流量计的类型包括用于测量流体流量的管道，所述管道具有在每个端部处的平缓腔室，每个腔室包括超声波换能器，所述超声波换能器装配成沿着所述管道的纵向轴线与另一腔室的换能器相面对，其特征在于，每个换能器安装在根据本发明第二实施例的任意其中一项特征所述的装配装置中。

本发明还涉及全部或部分地组合采用上述或下述特征的用于装配超声波换能器的装配装置和超声波流量计。

附图说明

通过阅读下文的详细说明和附图，本发明的其它目的、特征和优点将更加清楚，在所述附图中：

-图1是根据本发明的第一实施例的流量计的纵向剖视图，

-图2是根据本发明的第一实施例的装配装置的纵向剖视图，

-图3是装配装置和流量计沿图1的线AA剖视的横向剖视图，

-图4是根据本发明的第一实施例的装配装置的压板的下表面的透视图，

-图5是根据本发明的第二实施例的装配有适用的装配装置的流量计的剖视图，

-图6是根据本发明的第二实施例的装配装置的透视图。

具体实施方式

图1示出了包括导管3的流量计1的纵向剖视图，所述导管3形成流通有要测量流量的流体的管道2。在所示的示例中，管道2为回转圆柱形的并且包括纵向轴线4。导管3包括两个托架20(图3)，所述两个托架在所述导管上模制或加工，并且相对于所述导管沿直径两端相反且沿着所述管道的纵向轴线彼此间隔开。每个托架20包括通向所述管道2的开孔。用于装配超声波换能器9的装配装置5安装在每个托架20的开孔中并且固定在导管3上。

图2和图3中更详细示出的装配装置5包括形成单件的本体6，所述本体为了具有温度稳定性而优选地由合成材料(例如聚醚酰亚胺(PEI))模制成型，并且所述本体的形状至少部分地与用于可固定的开孔的形状共轭。当所述本体安装在所述开孔中时，所述本体6具有称为有效表面15的表面，所述有效表面与在所述管道中流通的流体19接触。所述管道的内表面16与所述本体6的有效表面15之间的限界根据称为轮廓线14的封闭线来执行。

有效表面15是装配装置5的与流体接触的唯一部分。所述有效表面在由轮廓线14限界出的整个区域上连续地延伸，而不存在开口。

为了在管道的内表面16与装配装置的本体6的有效表面15之间的界面处避免流体19的干扰，这两个表面至少在轮廓线14附近彼此连续。因此，有效表面15使得沿着轮廓线14与管道的内表面16完全相切并且与所述轮廓线正交的任何切线还与所述有效表面15相切。通过该方式，这两个表面之间的界面非常光滑并且能够不产生流体螺纹壁凹、湍流又或流体停滞区域。例如，对于圆柱形管道，装配装置5的本体的有效表面也是圆柱形的并且具有相同的半径，至少如图3所示地在轮廓线附近。

在如图1所示的流量计1中，两个超声波换能器9安装成在管道2中沿着测量方向12相面对，所述测量方向与管道的纵向对称平面中的纵向轴线4形成非零且小于90°的预定角度。优选地，测量方向12与管道的纵向轴线4之间的角度为大约30°，但可根据流量计模型达到50°或更大。

每个换能器9由压电材料晶片形成，所述压电材料晶片包括两个电极并且通过非常扁平的平行六面体形状的由合成材料制成的外部包覆层来保护。换能器的主表面与超声波的发射/接收方向正交。每个换能器9装配在装配装置5中，所述装配装置穿过导管3并且通向管道2。装配装置5安置在导管3的两侧上，以使得换能器9安置成相面对并且使得所述换能器的各自的发射/接收方向与测量方向12重合。

由于有效表面的连续性，换能器9与在管道中流通的流体隔离。因此可代替被包覆的换能器9而直接使用压电材料晶片且不存在外部包覆层。如下文所述，压电晶片可通过能够部分地实施所述压电晶片与所述流体之间的声学阻抗适配性的粘合层或树脂层而固定在本体6中。因此，换能器的本体6和晶片一起形成一体化的换能器的至少一部分。

为了使换能器9沿着测量方向定向，本体6包括在所述本体的有效表面15上的呈凹陷状的凹进部10，所述凹进部10的凹面朝向管道2的内部(即朝向纵向轴线4)定向。该凹进部10沿着与管道的纵向轴线4平行的纵向方向延伸并且包括与测量方向12正交的至少一个平坦面(称为有效面11)。凹进部10的其它壁可具有任何形状，因为这些壁与超声波不干涉。例如，如图2上详细所示，凹进部10包括与测量方向12平行的上表面以及与包括测量方向12的管道的纵向对称平面平行的两个侧表面。

为了避免凹进部10形成流体流的干扰源或流体流的停滞区域源，与凹进部的纵向方向正交(或与所述管道的纵向轴线4正交)的任何平面仅根据唯一线分割有效表面15，即，凹进部的(在纵向剖面上的)外形不具有相对于流体流通方向的任何倒转或后退。实际上，凹进部的外形不包括任何尖锐角度，所述尖锐角度可构成流体螺纹壁凹区域或流体可停滞的死区域。

而且，有效表面15以及布置在所述有效表面处的凹进部10的所有表面通过不存在尖锐棱边的表面彼此联接并且与轮廓线14联接。例如，所有的平坦表面通过半径足以不在流体螺纹中创建湍流的圆倒角彼此联接。例如，对于深度为10mm至15mm的凹进部，圆倒角的半径为大约0.5mm至1mm。

然而，在一些情况下，流体流可非常大地变化，这导致各种流速之间的转变，例如根据流体流而从层流流速转变到湍流流速。因此，在有效表面15的预定地点处(例如在有效面11附近)设置一些凸起部是有用的，以便管理与这些流速变化有关的干扰。因此，与流体流的方向平行的条纹可设置在有效面11与相对于流体流在该有效面上游的有效表面15之间的连结部处，以便调节流体螺纹的方向。其它几何形状(例如翼状)可被运用在有效表面的不同地方处，以便修正在一些流速下的流体流中的异常。这些形状可有利地在本体6模制时形成。

本体6包括与凹进部10相反的朝向外部开口的容置部23，即，该容置部的凹面与轴线4相反地定向。该容置部包括称为支撑面21的平坦面，所述支撑面与所述凹进部10的有效面11平行并且与所述有效面限界出隔板24，换能器9固定在所述隔板上。容置部23接收形状适用于基本填充容置部23的封闭件8，所述封闭件8包括使换能器9贴靠在支撑面21上的面。封闭件8通过任何合适的固定部件例如通过螺接、卡合、焊接、粘合或铆接而固定在本体6的容置部23中。封闭件8由合成材料制成，优选地与本体6的材料相同或兼容，并且包括一个或多个槽22，所述一个或多个槽适用于接收与换能器9电接触的电接触部件，例如穿过封闭件并且与换能器9的插头接触的连接器插头18。当换能器9简单地是裸压电晶片时，该晶片通过合适的粘合剂或树脂粘合在支撑面21上(用于与声学阻抗适配)并且通过形成连接器的封闭件8贴靠在该支撑面上。因此，本体6、压电晶片和封闭件形成视作一体化的换能器的一体连接单元。

本体6还包括边缘25，所述边缘适用于完全围绕设置在托架20上的开孔而支撑在该托架上。该边缘25包括在其周边上的凹槽，所述凹槽适用于接收在边缘25与托架20之间的密封垫片26。

有利地，换能器9沿着测量方向12的定向通过隔板24以及支撑面21和有效面11的倾斜来确保。因此，可选择将装配装置和因此本体6沿着任意方向插入导管3中。优选地，装配装置5适用于沿着相对于导管3径向(即与纵向轴线4正交)的径向方向装配在所述导管上。因此，边缘25和托架20可为平行的且与装配方向正交的，这简化了导管3中的装配开孔的加工以及组装操作。

装配装置5最后包括压板7，所述压板能够借助于穿过孔13的螺钉(未示出)将本体6固定在托架20上。压板7包括中央通孔，所述中央通孔允许本体6的上部通过，以便一旦装配装置5定位在导管3上时使封闭件8和连接件18可接触外部。图4示出了压板7的仰视透视图，该图示出了在压板7的下表面上存在凸出的马镫形件17，所述马镫形件适用于与设置在所述本体中的共轭外形配合，以便于使所述本体沿着导管3的轴线定向并且加强所述本体的硬度(特别是在所述管道中流通的流体处于强压下的情况下)。压板7可由合成材料制成，所述合成材料任选地加载有玻璃纤维或碳纤维以改善硬度，或者所述压板由金属(优选地由不锈钢)制成。当然，压板7还可与本体6连成一体，例如同时模制成单件。

现在参考图5和图6示出了根据本发明的流量计的第二实施例。流量计30具有导管33的大致形状，所述导管在两个端部处终止于螺纹接头43。在所述接头43之间，导管32可由流体34穿过并且包括由两个平缓腔室31分隔的三个管状区段，所述两个平缓腔室位于中央管状区段的两侧上。两个超声波换能器39在腔室31内部安置成在导管32的纵向轴线44上在中央管状区段的两侧彼此相面对。

在所示的示例中，每个腔室31具有由圆柱形区段分隔的两个锥形柱状的外形，这三个部分彼此同轴并且与管状区段的纵向轴线44同轴。每个锥体柱的较小基底具有的直径等于管道的直径，每个锥体柱的较大基底具有的直径等于圆柱形区段的直径。如果不设置可拆卸的部分，这种形状的管道是非常困难的，甚至是不可获得的。例如对于球形或几乎球形的腔室是同样的情况。

为了便于或甚至是能够实施该类型的流量计，每个腔室31由两个部分形成，第一部分基于导管33来获得，第二部分基于装配换能器39的装配装置35的本体40来形成。腔室31的这两个部分沿着轮廓线36接合。为了使在该轮廓线附近的流体流34中的湍流生成最小化，来自导管33的腔室31部分的内表面以及来自装配装置35的腔室部分的称为有效表面38的表面与流体接触，以使沿着轮廓线36与这些表面中的一个相切并且与所述轮廓线正交的直线还与另一表面相切。因此，所述装配装置35的有效表面38形成与导管33的表面连续的连续性，以形成平缓腔室。

优选地，在腔室31中，有效表面38形成导管33的内表面的对称盖，并且轮廓线36至少部分地属于由管道32的纵向轴线44通过的对称平面。平缓腔室31因此由具有基本相同尺寸的两个半壳形成。

装配装置35还包括在有效表面中的称为浮子37的大体圆柱形的凹陷壳，所述浮子的轴线与管道的纵向轴线44正交。该浮子37包括朝向管道32外部的轴向开口，所述轴向开口适用于允许换能器39的插入和固定，以使得该换能器的发射/接收方向与管道的纵向轴线重合。为此，浮子37包括至少在其内表面上的与管道的纵向轴线正交的平坦部41。优选地，平坦部41形成在浮子的内表面和外表面上。换能器39可由此例如通过粘合而固定在平坦部41的内表面上，且不受流体的侵袭。随后，浮子的内部可通过树脂的粘合来封闭。可选地，换能器39可固定在封闭件(未示出)上，所述封闭件的形状与浮子的内部形状共轭，该封闭件随后插入浮子37中。

装配装置35的本体40具有基本圆柱形的外表面，所述外表面的轴线与管道的纵向轴线44正交并且所述外表面的直径适用于与设置在导管33中的装配开孔配合。因此可将装配装置35径向地插入导管32中。

本体40上还装配有适用于将装配装置35固定到导管32上的压板42。所述压板42包括在本体40的周边处的适用于接收密封垫片的凹槽45。

有利地，装配装置35由合成材料通过模制实施为单件，这能够获得精确且特别经济的制造。

流量计30可因此由导管33和相同的两个装配装置35构成，每个装配装置装配有换能器39，并且所述两个装配装置装配成在管道的中央管状区段的两侧相面对，每个装配装置35为导管33补充以形成平缓腔室31。

当然，该描述仅作为示意性示例给出，本领域技术人员可填加多种改变，而不超出本发明的保护范围，例如在第一实施例中，在流体流中由凸起部替换凹进部10，或者设置成使换能器9装配在有效面11上的凸起部中，该凸起部保持在凹进部10的体积中，又或在第二实施例中，设置成使两个装配装置35模制成单件。

Claims (20)

1.一种用于装配超声波换能器(9，39)的装配装置(5，35)，所述装配装置适用于穿过流量计(1，30)的壁来装配所述超声波换能器，所述流量计包括管道(2，32)，在所述管道内部流通有流体(19，34)，所述装配装置包括本体(6，40)，所述本体适用于沿轮廓线(14，36)通过开孔通向所述管道的内表面(16，46)，所述轮廓线形成所述管道的内表面与所述本体的表面之间的界面，所述界面使得与所述轮廓线正交并且在所述轮廓线的一点处与所述管道的内表面相切的任何直线还在所述点处与所述本体的所述表面相切，其特征在于，所述装配装置具有称为有效表面的表面，所述有效表面与在所述管道中流通的流体接触，并且所述有效表面

-由与在所述管道中流通的流体接触的所述本体(6，40)的所述表面形成；

-连续地延伸，而不存在孔、切口、开口或不连续性，

并且，所述超声波换能器装配在所述本体(6，40)中，并且由于所述有效表面的连续性而与在所述管道中流通的流体隔离。

2.根据权利要求1所述的装配装置，其特征在于，所述有效表面至少部分地由所述本体的壁形成，所述本体的壁具有与所述有效表面相反的用于支承所述超声波换能器的支撑面。

3.根据权利要求1或2所述的装配装置，其特征在于，所述有效表面(15)不具有尖锐棱边。

4.根据权利要求2所述的装配装置，其特征在于，所述超声波换能器装配在所述本体中以便具有穿过所述有效表面的平坦面的超声波的发射/接收方向，所述平坦面称为有效面。

5.根据权利要求4所述的装配装置，其特征在于，所述有效面与所述支撑面平行。

6.根据权利要求4所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置适用于沿着称为测量方向(12)的方向使所述超声波换能器(9)的发射/接收方向定向，所述测量方向适用于在所述管道(2)的纵向对称平面中延伸并且适用于与所述管道的纵向轴线(4)形成预定角度。

7.根据权利要求1、2、5、6中任一项所述的装配装置，其特征在于，所述有效表面包括沿着纵向方向延伸的呈凹陷状的凹进部，所述凹进部适用于在所述装配装置装配在所述管道上时与所述管道的纵向轴线平行。

8.根据权利要求7所述的装配装置，其特征在于，所述凹进部的外形使得与所述纵向方向正交的任何平面按唯一线分割所述有效表面。

9.根据权利要求4所述的装配装置，其特征在于，所述有效表面包括处于所述有效面附近的适用于改变流体流的凸起部。

10.根据权利要求5所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置的本体(6)包括与所述支撑面垂直的开口容置部(23)，所述开口容置部具有定向成与所述管道(2)的纵向轴线(4)相对的凹面。

11.根据权利要求10所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置还包括封闭件(8)，所述封闭件适用于与所述开口容置部(23)配合，以便使所述超声波换能器(9)贴靠在所述支撑面(21)上。

12.根据权利要求1、2、5、6和8至11中任一项所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置(5)适用于沿着与所述管道的纵向轴线(4)正交的方向装配在所述管道(2)中。

13.根据权利要求1、2、5、6和8至11中任一项所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置还包括压板(7)，所述压板适用于使所述本体(6)固定在所述管道(2)上，所述压板包括与所述本体相面对的呈马镫状的凸出部(17)，所述凸出部适用于与所述本体的共轭形状配合，以使所述本体坚固。

14.根据权利要求1、2、5、6和8至11中任一项所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置适用于装配在包括管道(32)的流量计(30)上，所述管道具有在所述管道的每个端部处的平缓腔室(31)，每个平缓腔室包括超声波换能器(39)，所述超声波换能器装配成使得所述超声波换能器的发射/接收方向与所述管道的纵向轴线(44)重合。

15.根据权利要求14所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置(35)的本体(40)的有效表面(38)形成所述平缓腔室(31)的壁的至少一部分。

16.根据权利要求15所述的装配装置，其特征在于，所述装配装置的本体(40)的有效表面(38)形成盖，所述盖的轮廓线(36)至少部分地包括在由所述管道(32)的纵向轴线(44)通过的所述平缓腔室(31)的对称平面中。

17.根据权利要求14所述的装配装置，其特征在于，所述有效表面还形成称为浮子(37)的至少基本圆柱形的凹陷壳，所述浮子朝向所述管道(32)的纵向轴线(44)径向地凸出延伸并且具有适用于分割所述纵向轴线的长度。

18.根据权利要求17所述的装配装置，其特征在于，所述浮子(37)包括至少在所述凹陷壳的内表面上的平坦部(41)，所述平坦部与所述管道(32)的纵向轴线(44)正交，并且适用于形成用于超声波换能器(39)的支撑壁。

19.一种超声波流量计(1)，所述超声波流量计的类型包括用于测量流体(19)的流量的管道(2)以及至少两个超声波换能器(9)，所述至少两个超声波换能器穿过所述管道的壁装配成在所述管道的同一个纵向对称平面中彼此相面对，所述超声波换能器沿着测量方向(12)定向，所述测量方向与所述管道的纵向轴线(4)形成非零且小于90°的角度，其特征在于，每个超声波换能器(9)安装在根据权利要求1至13中任一项所述的装配装置(5)中。

20.一种超声波流量计，所述超声波流量计的类型包括用于测量流体流量的管道，所述管道具有在每个端部处的平缓腔室，每个平缓腔室包括超声波换能器，所述超声波换能器装配成沿着所述管道的纵向轴线与另一平缓腔室的超声波换能器相面对，其特征在于，每个超声波换能器安装在根据权利要求14至18中任一项所述的装配装置中。

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