CN113454427A - 用于夹持式流量计量的联接构件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于流量计量装置的联接构件(20)，所述联接构件(20)被配置成用于将超声波换能器(26)声学地联接到流体导管(90)，其中所述联接构件包括适于连接到超声波换能器(26)的第一面(22)和适于连接到流体导管的第二面(24)。至少一个侧壁(30)将所述第一面(22)和第二面(24)连接，其中所述至少一个侧壁(30)包括从所述第二面(24)延伸的凹部(40)。

Description

用于夹持式流量计量的联接构件

技术领域

本公开涉及一种用于流量计量装置的联接构件，具体地但非排他地，涉及一种用于夹持式流量计量装置的联接构件。本公开还涉及一种包含本公开的联接构件的夹持式流量计量装置。本公开的其它方面涉及一种用于制造包含联接构件的流量计量装置的方法。

背景技术

在多种应用(例如由能源供应商使用的供气供水测量)中需要流体流量测量。取决于环境条件和待测量流体的特性，存在多种计量流体流的方式。一些流量测量装置(例如机械流量计)与待测量流体直接接触，并且因此至少在一定程度上影响流体流。其它流量测量装置不与流体相互作用，并且因此可认为是非侵入性的。此类非侵入式流量计的实例是磁性、光学或超声波流量计。

本公开涉及用于非侵入式流量计量装置、特别是超声波流量计的联接构件。超声波流量计利用如下事实：声波在沿与流动介质相同的方向行进时移动得更快，而在逆着流动行进时移动得更慢。这种原理不仅用于准确地测量液体和气体的流量，而且有助于导出例如流动介质的密度和粘度的参数。

超声波流量计使用两种测量原理中的一种，即，传播时间(transit-time)对多普勒效应测量。多普勒效应流量计包含连续超声波发射器和接收器，所述接收器检测从悬浮在流体介质中的粒子散射的连续超声波的部分。接收到的超声波具有与流量成正比的频移(多普勒频移)。

在传播时间流量测量中，使用一对超声波换能器，其中两者都用作发射器以及接收器。流量计通过在两个换能器之间交替地传输和接收超声波脉冲串并测量设定波在两个换能器之间行进的传播时间来操作。随流体流一起行进的超声波将导致较短的传播时间，而逆着流动行进的波将具有较长的传播时间。所测量的传播时间差与管道中的流体的速度成正比。

用于传播时间流量计的换能器可以各种不同的方式安装到流体导管，所有这些方式都包含沿着流体导管的流动轴线彼此偏移的至少一对换能器。可在流量测量中利用的三种主要布置是“Z方法”、“V方法”和“W方法”。在“Z方法”中，两个换能器安装在管道的相对侧，并且声脉冲穿过管道流量一次。这种方法可用于较大的管道尺寸。

利用“V方法”和“W方法”，两个换能器安装在管道的同一侧，并且声脉冲在管道的相对侧被反射，使得声脉冲在到达相应的另一换能器之前穿过管道两次(V方法)或四次(W方法)。

图1示出了根据V方法的流量计量装置设置的示意图。流量计量装置1包含壳体2，所述壳体附接到流体导管4用于测量所述导管4内的对应流体流6。流量测量装置1包括容纳在壳体2内的第一超声波换能器8和第二超声波换能器10。第一超声波换能器8和第二超声波换能器10两者都被配置成传输和接收超声波。

第一超声波换能器8和第二超声波换能器10联接到流体导管4。接触凝胶(未示出)通常设置在流体导管4的外表面与换能器8、10之间，以避免换能器8、10与流体导管4的所述外表面之间有气隙。通过消除换能器8、10与流体导管4之间的气隙，可减少无意的信号损失。

图1示出了超声波从第二换能器10向第一换能器8传播的第一声音路径16。从图1可直接导出，信号路径16基本上为V形。如图1所示，声信号在流体导管4的顶表面处进入流体导管4，并通过管道传播，直到它被流体导管4的相对下端反射。然后，信号被反射回第一换能器8。应当注意，超声波信号冲击流体导管4的下端时的角度α通常是预定的并且对于有效的流量测量是重要的。另一个常数是换能器8和10的直径D。直径D通常由所需要的超声波信号的强度来设定，所述强度继而取决于所测量的流体的类型。在角度α和直径D固定的情况下，第一换能器与第二换能器之间的距离d主要取决于流体导管4的直径。因此，具有较小直径的流体导管导致较短的距离d，而具有较大直径的流体导管需要增加两个换能器8、10之间的距离d。然而，应当注意，以固定距离d布置的换能器仍然可用于测量例如在10mm的范围内的各种直径的流体导管。

特别是当测量较小直径的流体导管(例如图1所示的流体导管)时，第一换能器与第二换能器之间的距离d减小到使得换能器8、10在第一换能器8与第二换能器10之间的中心12处彼此接触。这种接触可导致第一换能器8与第二换能器10之间的串扰显著增加。这种串扰导致沿着流体导管的外表面直接在第一换能器8与第二换能器10之间行进的声波形成噪声信号18。因此，噪声信号18不穿过流量导管。当然，所述噪声信号18将降低用于流量测量的超声波信号16的质量，并且因此应当避免或减少。

发明内容

鉴于上述问题，本公开的一个或多个实施例的目的是即使在小直径流体导管上测量时也减小换能器之间的无意串扰。

公开的各方面和实施例提供了一种用于流量计量装置的联接构件和如所附权利要求中所述的流量计量装置。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于流量计量装置的联接构件，所述联接构件是弹性的并且被配置成用于将超声波换能器声学地联接到流体导管。所述联接构件包括适于连接到超声波换能器的第一面和适于连接到流体导管的第二面。所述联接构件还包括将所述第一面和所述第二面连接的至少一个侧壁，其中所述至少一个侧壁包括从所述第二面延伸的第一凹部。

本发明的联接构件在对应的换能器与流体导管之间提供界面，所述界面有助于减少换能器在流体导管的外表面上产生的声波信号的反射。联接构件也是弹性的。以弹性形式生产联接构件(例如，通过使用弹性材料形成联接构件)减少了在换能器与流体导管的外表面之间形成气隙的机会。如果联接构件用在其中联接构件被挤压到所述流体导管的外表面上的夹持式流量计量装置中，尤其会出现这种情况。由于弹性联接构件在管道壁上的摩擦增加，因此所述弹性联接构件还减小了流体导管在操作中无意移位的可能性。本公开的联接构件消除了在换能器与流体导管的外表面之间添加接触凝胶、油脂、环氧树脂或胶的需要。弹性联接构件可被配置成使得联接构件在使用时将会弹性变形。具体地，可选择联接构件的弹性，使得联接构件将会在将联接构件推到/挤压到对应流体导管的外表面上的力下变形。此类变形可减少并且潜在地消除联接构件与流体导管的外表面之间的任何气隙。

布置在侧壁上并从第二面延伸的凹部可用于在用在对应流量计、特别是V法超声波流量计时、甚至在应用于例如直径为15mm或更小的非常小直径的流量管时在相邻联接构件之间形成衰减气隙。

如将在下面更详细地描述的，两个相邻联接构件的侧壁之间沿着联接构件的相应的第二面的接触可能在两个联接构件之间形成无意的或非期望的接触。沿着联接构件的第二面向侧壁添加凹部将有助于避免所述接触并形成气隙，所述气隙用于衰减第一换能器与第二换能器之间的噪声信号/串扰。

凹部可具有任何形状或形式。例如，它可以是平的、凹入的、阶梯状的、平直的或成角度的表面中的任何一者或多者的形式。如将根据以下描述显而易见的是，凹部是指将联接构件的第一面或第二面连接的侧壁的任何部分去除。它可以通过模制或通过借助于切割或机加工光滑侧壁的部分去除所述侧壁的一部分而形成。

在本公开的实施例中，联接构件被配置成使得在第一面处进入联接构件的超声波信号倾斜地传播到联接构件的第二面中。换言之，本公开的联接构件不仅用作避免流体导管的外表面与换能器之间有气隙的装置。更确切地，联接构件还用作传播辅助件，所述传播辅助件被设计成使得由相应的换能器形成的超声波在进入联接构件的第一面时被折射，以便以斜角离开第二面，所述斜角优选地也倾斜于流体导管的外表面。因此，联接构件可为位于换能器与流体管之间的唯一部分。

第一面可直接连接到换能器，而第二面可直接连接到对应流体导管的外表面。第一面可直接模制到换能器的对应表面上。在其它实施例中，第一面可借助于粘合剂(例如氰基丙烯酸酯粘合剂)连接到换能器的对应表面。然而，应当理解，只要不显著影响超声波信号，应用任何其它粘合剂也都是可行的。

在另一个实施例中，联接构件由具有与待测量流动介质的折射率基本匹配的折射率的材料制成。通过使联接构件的折射率与流动介质的折射率匹配，减少了折射量，从而使信号路径更容易控制。

从第二面延伸的凹部可为缩回平面。在一个实施例中，凹部可沿与第二面基本上正交的方向延伸。

在另一个实施例中，侧壁的至少一部分基本上正交于第一面延伸。因此，侧壁的所述正交部分与超声波信号的主传播方向对准。换言之，联接构件的侧壁沿超声波信号的优选方向延伸，以支持所述信号沿期望方向的传播，并衰减从所述优选信号路径转向的信号部分。

联接构件可为棱柱形。具体地，联接构件可为截顶圆柱形棱柱，其中第一面以斜角截顶。

联接构件可由聚合物材料制成。

在又一实施例中，凹部不与联接构件的第一面相交。形成将减小联接构件的第一面的表面积的凹部可导致大部分相关超声波信号丢失。通过形成不与第一面相交的凹部，本公开的凹入的联接构件不显著影响被引入联接构件中的超声波信号的量，并且同时避免对应的联接构件之间的无意接触。

凹部可以包括多个凹入凹部。这种布置还有助于衰减相应换能器之间的非期望噪声。

在另一个实施例中，联接构件包括防旋转构件。防旋转构件可以与联接构件形成为一体件并且可在与所述凹部相对的端部上从其侧壁突出。在一些实施例中，联接构件包括从侧壁突出的多个防旋转构件。例如，第一防旋转构件可在与凹部相对的端部上从侧壁突出，而第二防旋转构件和第三防旋转构件与第一防旋转构件周向地间隔开大约90度。第二防旋转构件和第三防旋转构件可布置在侧壁的相对端部处。

在本公开的另一方面中，提供了一种夹持式流量计量装置，其包括如上所述的第一联接构件和第二联接构件。第一联接构件和第二联接构件相对于彼此布置成使得它们相应的凹部面向彼此并且在联接构件之间形成间隙。

所述间隙可以填充有隔板元件。隔板元件可由比第一联接构件和第二联接构件的材料更硬的材料制成。可插入隔板元件以维持相应联接构件之间的距离，而不是使用气隙将第一联接构件和第二联接构件彼此分开。这样，例如当将流量计量装置固定到相应的流体导管时，即使联接构件被推向彼此，比联接构件硬的隔板元件也不会变形。

隔板元件可由任何高声音衰减材料制成。在一个实施例中，隔板元件由软木或石墨制成。隔板元件可为实心的或中空的，只要刚度足以维持联接构件之间的距离或间隙即可。

在另一个实施例中，联接构件包括从联接构件的侧壁突出的防旋转构件。防旋转构件可布置在所述联接构件的与所述凹部相对的一侧上。防旋转构件可为联接构件的一体部分。防旋转构件限制超声波流量计量装置内的凹部的正确对准。

第一联接构件和第二联接构件的防旋转构件从它们相应的侧壁沿基本相反的方向突出。

在另一个实施例中，超声波流量计量装置可为夹持式流量计。

在又一实施例中，超声波流量计量装置可为“V法”流量计。

本公开的联接构件可通过模制工艺(例如，液体注射模制)来生产。联接构件可直接模制到相应换能器的对应表面上。

替代地，本公开的联接构件可借助于增材制造装置基于分层模型数据以连续层制造。在这种情况下，可提供一种包括指令的计算机可读介质，所述指令在由增材制造装置执行时使增材制造装置执行所述增材制造方法。

可形成上述分层模型数据，其包括：

提供本公开的联接构件；

通过扫描联接构件的形状的至少部分来执行形状数据的数字捕获；

通过将形状数据划分为多个连续可印刷层来将形状数据转换为分层模型数据；

将分层模型数据存储在计算机可读介质中。

根据本公开的另一方面，提供了一种制造流量计量装置的方法，所述流量计量装置包括超声波换能器，所述方法包括：

将弹性联接构件直接模制到超声波换能器的联接表面上。

将弹性联接构件直接模制到超声波换能器的联接表面上减少了联接表面与联接构件的对应第一面之间的气隙的引入。气隙可衰减由换能器产生的声信号。由于通过上述模制工艺实现的气隙的数量或尺寸的减少，声信号的信噪比(SNR)可能增加。

弹性联接构件可注射模制到超声波换能器上。应当注意，这种方法的弹性联接构件可具有任何可模制的形状，并且因此可包含或不包含结合上述特定联接构件描述的凹部。

在一个实施例中，所述方法还可包括在模制步骤之前用底漆制备所述联接表面。底漆可为在模制工艺期间促进换能器的联接表面与联接构件的对应面之间的粘附的任何底漆。

底漆可为虫胶树脂。在一个实例中，底漆可为喷涂底漆。

在本申请的范围内，明确地意图是，在前述段落和权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施例、实例和替代方案、并且特别是其各个特征可独立地或以任何组合来采用。即，所有实施例和任何实施例的所有特征可以任何方式和/或组合来组合，除非此类特征是不兼容的。申请人保留相应地改变任何原始提交的权利要求或提交任何新的权利要求的权利，包含修改任何原始提交的权利要求以从属于和/或并入任何其它权利要求的任何特征的权利，尽管最初没有以所述方式要求保护。

附图说明

现在将参考附图仅以实例的方式描述本公开的一个或多个实施例，在附图中：

图1示出了包括本领域已知的V布置的流量计量装置的示意性截面；

图2A是根据本公开的实施例的用于流量计量装置的联接构件的透视侧视图；

图2B示出了图2A所示的实施例的侧视图；

图2C示出了图2A所示的实施例的前视图；

图2D示出了图2A所示的实施例的俯视图；

图2E示出了图2A所示的实施例的俯视图；

图3A和图3B示出了根据本公开的实施例的凹部布置的可能范围；

图4示出了图2A所示的实施例的处于压缩的侧视图；

图5示出了根据本公开的另一个实施例的联接构件的侧视图；

图6示出了根据本公开的另一个实施例的联接构件的前视图；

图7A示出了根据本公开的超声波流量计量装置的实施例；

图7B示出了根据本公开的超声波流量计量装置的另一个实施例；

图8A至图8D示意性地示出了用于制造流量计量装置的方法的步骤。

具体实施方式

转到图2A至图2E，示出了根据本公开的实施例的用于流量计量装置的联接构件的不同视图。所示的联接构件20包括第一面22。第一面22被配置成连接到超声波换能器26，如图2B中的虚线所指示。为此，第一面可具有与换能器26的对应表面匹配的形状。在一个实施例中，所述形状是与换能器26的平坦面相对应的平坦第一面22。在其它实施例中，换能器的面可以是不均匀的，例如，它可包括沿着其圆周边缘的肩部，在这种情况下，联接构件的第一表面将与肩部的形状相反地匹配。

联接构件20包括第二面24。第二面24被配置成用于将联接构件连接到流体导管(参见图7A)。图2A至图2E所示的实施例的第二面24具有弯曲形状。提供弯曲形状以与各种不同直径的管状导管的外表面匹配。如图2C所指示，第二面24的曲率半径R与待由联接构件20接触的最大导管尺寸的半径R有关。然而，应当理解，具有半径R的联接构件也可用于半径远小于R的流体导管。

第一面22和第二面24布置在联接构件20的相对端上。在图2A的图示中，第一面22是联接构件20的上表面，而第二面24是下表面。第一面22和第二面24经由侧壁30、32、34和36连接。

在图2A至图2E所示的实施例中，联接构件20为棱柱形。更具体地，联接构件20是截顶圆柱形棱柱，其中第一面22以斜角截顶。另一方面，第二面24沿流动方向基本上水平地延伸。

除了从圆周侧壁30延伸的突出部28之外，此实施例的联接构件20是基本上圆柱形的棱柱。突出部28限定将第一面22和第二面24连接的三个另外的侧壁32、34和36，这例如可从图2D导出。

转到图2B和图2C，应当理解，侧壁30的至少一部分垂直于第一面22延伸。因此，侧壁30的这些部分平行于轴线A延伸，所述轴线指示由换能器26形成的声波的主传播线。然而，侧壁30的部分(图2B中的左部/图2C中的前部)包括从第二面24延伸的凹部40，而不是侧壁30沿垂直于第一面22的方向一直延伸到第二面24。

在所示实施例中，凹部40是缩回平面。形式为缩回平面的凹部40沿基本上垂直于第二面24的方向延伸。

与图2B中的虚线所指示的完全平直的侧壁30相比，凹部40缩小了第二面24的延伸程度。如将参考图7A和图7B更详细地描述的，因此，凹部促进在布置在流体导管的同一侧上的两个联接构件之间提供气隙。

应当理解，凹部40不一定需要是缩回平面的形式。更确切地，其它实施例可包含弯曲的阶梯状表面。如图2B中的虚线高亮显示，凹部40是指将联接构件20的第一面22或第二面24连接的光滑侧壁的任何部分去除。它可以通过模制或借助于切割或机加工所述侧壁的部分以形成对应切口而形成。

在图2B中，虚线与侧壁30的左上部分(垂直于第一面22的部分)一起示出了由术语“光滑侧壁”表示的实例。在这种情况下，“光滑侧壁”将沿第一面与第二面的边缘之间的直线延伸。可以理解，光滑侧壁也可以是弯曲的而不是平直的，但不包含任何尖锐边缘。因此，术语“光滑”可在数学意义上解释。

凹部40改变侧壁的方向，并且因此在侧壁30的截面中引入尖锐的转折点41。

以替代方式表达，凹部以如下方式改变侧壁30的至少部分的方向：与侧壁的平直的或光滑延伸(如图2B的左下角上的虚线所示)相比，第二表面24的尺寸减小。

图2E示出了联接构件20的仰视平面图。从所述图示中可以看出，突出部28具有燕尾形状并且包含第二凹部38，所述第二凹部从第二面24延伸并且形成用于各种传感器(例如用于测量流体导管的外表面的温度的温度传感器，其是导管内流体的温度的衡量)的插孔。第二凹部布置在第二面24上，使得当流量计量装置附接到流体导管时，联接构件20的弹性本质将推动对应的温度传感器抵靠流体导管的外表面，由此防止温度传感器与导管之间有气隙。同时，燕尾形突出部28可用作防旋转元件，以促进联接构件20在对应的流量计量装置的壳体中的正确对准。

转到图3A和图3B，示出了凹部40的可能延伸程度的范围。所述范围由图3A和图3B所示的界限42和44限定。第一阈值42涉及其中侧壁30在第一面22与第二面24之间一直是圆柱形的情况。应当理解，在图3A所示的这种情况下，不会形成凹部。

图3B示出了根据图2A至图2E所示的实施例的凹部40，其位于第一界限42与第二界限44之间。第二界限44设定成确保凹部40不会与联接构件20的第一面22相交。如果凹部40超出第二界限44并且因此与第一面22相交，则由换能器26(图2B)形成的超声波信号将受到显著影响，从而导致增加在对应的接收换能器处接收不可用信号的风险。

当联接构件压缩时，本公开的联接构件的凹入形状也具有优点。应当理解，当对应的流量计量装置、特别是夹持式流量计量装置附接到相应的流体导管的外表面时，可发生联接构件的压缩。这将导致抵靠流体导管的外表面压缩位于换能器与流体导管之间的弹性联接构件，以封闭流体导管的第二面与流体导管的外表面之间的潜在气隙。

图4示意性地示出了根据图2A至图2E所示的实施例的压缩联接构件20的效果。当力施加在联接构件20上时，推动第一面22和第二面24更靠近在一起，侧壁30沿主要与压缩力的方向垂直的方向发生膨胀。已经发现，由于沿着侧壁30设置凹部40，因此联接构件20沿横向方向的膨胀主要发生在侧壁30的未凹入的部分中，如可从图4中的虚线导出的。换言之，大部分膨胀发生在侧壁30的不凹入且邻近第一面22布置的部分中。与侧壁30的非凹入部分相比，从第二面24延伸的凹入表面没有显著膨胀。在其中凹部40基本上垂直于第二面24延伸的实施例中，这种现象特别突出。如上文所提及的，通过抑制联接构件特别是在靠近第二面24的区域中的膨胀，可避免两个相邻联接构件之间的无意接触，否则会导致串扰增加。

转到图5，示出了根据本公开的另一实施例的用于流量计量装置的联接构件的侧视图。应当理解，除了凹部140之外，联接构件120大部分与图2a至图2E的联接构件20相同。

所示的联接构件120包括第一面122。第一面122被配置成连接到超声波换能器126，如图5中的虚线所指示。为此，第一面122可具有与换能器126的对应表面匹配的形状。在本实施例中，所述形状是与换能器126的平坦面相对应的平坦第一面122。

联接构件120包括第二面124。第二面124被配置成用于将联接构件连接到流体导管(参见图7A)。第二面124具有弯曲形状。提供弯曲形状以与各种不同直径的管状导管的外表面匹配。

第一面122和第二面124布置在联接构件120的相对端上。在图5的图示中，第一面22是联接构件120的上表面，而第二面24是下表面。第一面22和第二面124经由侧壁130连接。

侧壁130的至少一部分垂直于第一面22延伸。因此，侧壁130的这些部分平行于轴A1延伸，所述轴线指示由换能器126形成的声波的主传播线。然而，侧壁30的部分包括从第二面124延伸的凹部140，而不是侧壁130沿垂直于第一面22的方向一直延伸到第二面124。

在图5的实施例中，凹部140是弯曲凹部。与完全平直的侧壁30相比，弯曲凹部140缩小了第二面24的延伸程度。因此，凹部140促进在布置在流体导管的同一侧上的两个联接构件之间提供气隙。

应当理解，凹部140不一定需要呈图5所示的形式。在一些实施例中，凹部140可包含任何弯曲的阶梯状表面。凹部140可指代将联接构件120的第一面122和第二面124连接的光滑侧壁的任何部分去除。它可以通过模制或借助于切割或机加工所述侧壁的部分以形成对应切口而形成。

凹部140改变侧壁130的方向，并且在此实例中，在侧壁130的截面中引入尖锐的转折点141。凹部140以如下方式改变侧壁130的至少部分的方向：第二面124的尺寸与平直的或“光滑的”非凹入侧壁相比减小。凹部140也可被认为限定了相对于轴线A1倾斜地成角度的表面，所述轴线指示声波通过联接构件120的主传播线。

图6示出了根据本公开的另一实施例的联接构件50的前视图。图6所示的联接构件50包含适于连接到超声波换能器的第一面52和被配置成用于连接到流体导管的外表面的相对第二面54。侧壁56将第一面52连接到第二面54。侧壁56的至少部分包含凹部58，其类似于关于图2A至图2E中所示的实施例所描述的凹部40。然而，与凹部40相反，凹部58包括多个凹入凹部60。因此，凹部58形成与高尔夫球类似的表面，不同之处在于凹入凹部60可具有变化的直径。附加凹入凹部60进一步衰减噪声信号，并且被成形为捕获其中的噪声信号的声波。应当理解，其它形状(例如多个三角形凹部(未示出))也可以替代地用于进一步减少噪声信号。

转到图7A和图7B，示出了根据本公开的超声波流量计量装置的两个实施例。

在图7A所示的第一实施例中，超声波流量计量装置70包含壳体72，所述壳体用于支撑第一换能器74和第二换能器76以及相应的第一联接构件80和第二联接构件82。此实施例中的联接构件80和82都根据图2A至图2E所示的实施例成形。

第一换能器74以如下方式布置在壳体72内：所述第一换能器直接连接到第一联接构件80的第一面的方式。第二换能器76容纳在壳体72内，使得它直接连接到第二联接构件82的第一面。两个联接构件80、82的第二面压靠在流体导管90的外表面上。第一换能器74和第二换能器76布置在流体导管90的同一侧上并且沿着所述流体导管90的纵向方向偏移。

第一联接构件80和第二联接构件82布置在壳体72内，使得它们相应的凹部84、86面向彼此并且在其间形成间隙78。在此实施例中，间隙78是气隙，所述气隙用于减弱不需要的噪声信号87，所述噪声信号在被相应的其它换能器接收之前不会进入流量导管90。只有进入导管90并被反射回接收换能器的超声波信号89将以全信号强度穿过气隙。因此，图7A中所示的间隙78可被认为是衰减间隙，所述衰减间隙用于减少噪声信号87并改善由换能器74、76接收的超声波信号的质量。

应当理解，在流量计量期间的不同时间，换能器74和76都可作为发射器和接收器工作。因此，所示实施例的两个换能器74和76也可被描述为收发器。因此，信号87和89也沿与图7A所示的箭头相反的方向传播。

还应当理解，壳体72仅表示为透明黑盒，并且可包含用于将换能器74和76连接到未示出的控制单元的其它部件，例如电源和信号线。当然，也可以无线地实现换能器74和76与对应控制单元之间的连接，在这种情况下，壳体72还包含连接到换能器74、76的无线通信装置。

最后，图7A示出了两个联接构件80、82的突出部沿基本上相反的方向延伸。突出部固定在壳体内，使得它们用作防旋转构件，确保联接构件80和82总是以如下方式彼此对准：凹入表面面向彼此。

图7B示出了根据本公开的超声波流量计量装置100的另一个实施例。图7B的超声波流量计量装置100基本上与图7A的流量计量装置70相同。然而，在气隙78内布置隔板元件102，而不是在联接构件之间提供所述间隙。隔板元件可由比第一联接构件104和第二联接构件106的材料更硬的材料制成。因此，即使联接构件104、106压缩并试图朝向彼此膨胀，隔板元件102也将确保维持第一联接构件104与第二联接构件106之间的间隙。同时，隔板元件102由于其形状和材料而用于衰减噪声信号。隔板元件102可为空心盒并由高衰减材料(例如软木)制成。

图8A至图8D示意性地示出了用于制造流量计量装置的方法。具体地，图8A至图8C中所示的步骤示意性地示出了用于将弹性联接构件直接模制到对应的换能器上以形成换能器模块的方法。将弹性联接构件直接模制到换能器上可有利地减少换能器与联接构件之间的气隙的数量和/或体积。气隙可衰减由换能器产生的声信号。由于通过上述方法实现的气隙的数量或尺寸的减少，声信号的SNR(信噪比)可能增加。

转到图8A，示出了形成模具的部分的A板200的示意图。A板200包括第一腔体202。第一腔体202的尺寸和形状适于容纳流量计量装置的换能器226。换言之，A板200的第一腔体202的形状与换能器226的形状匹配。

换能器226插入并保持在A板200的第一腔体202内。换能器226可通过任何已知的装置(例如紧固构件，特别是布置在A板200上的紧固螺钉或螺栓)保持在第一腔体202内。当然，也可以其它方式(例如借助于腔体与换能器或几何保持结构(例如倒锥体)之间的按压配合)保持换能器。

图8B示出了第二步骤，其中用底漆210制备换能器的联接表面207以用于模制工艺。在图8B的图示中，底漆是喷涂底漆，例如虫胶树脂。底漆可自动地或手动地施加到换能器226的联接表面207。当然，可使用任何其它形式的底漆来制备联接表面207。在一些实施例中，根本不需要底漆。

转到图8C，模具的A板200与B板204连接以形成用于将弹性联接构件添加到换能器226的联接表面207的模具。B板204包括第二腔体208，所述第二腔体具有面向换能器226的联接侧207的开口。应当理解，第二腔体208的形状表示与期望的联接构件的形状相反的形状。第二腔体208可以已知方式连接到流道206以用于将弹性体材料注射到第二腔体208中。一旦弹性材料注射到第二腔体208中，就形成弹性联接构件，并且同时弹性联接构件连接到换能器226的联接表面207。

当注射的弹性体材料已经凝固时，包括换能器226和对应联接构件(例如，图8D所示的联接构件220)的换能器模块从模具中弹出。然后可将换能器模块插入流量计量装置的壳体中，如将参考图8D更详细地描述的。

图8D示意性地示出了本公开的流量计量装置的部分。图8D示出了流量计量装置的壳体272的一部分，其中容纳有包括换能器226和联接构件220的第一换能器模块。类似于参考图7A和图7B描述的实施例，壳体272还可包括第二换能器模块，为了简单起见在图8D中未示出所述第二换能器模块。通过图8A至图8C所示的注射模制工艺制造的换能器模块可插入到壳体272的对应腔体中。腔体可与换能器模块的形状匹配。

壳体272可包含处理器240，所述处理器可用作控制单元或与控制单元通信以提供和/或分析超声波信号。换能器226可经由一个或多个数据连接242连接到处理器240。

Claims (17)

1.一种用于流量计量装置的联接构件，所述联接构件是弹性的并且被配置成用于将超声波换能器声学地联接到流体导管，所述联接构件包括：

适于连接到超声波换能器的第一面和适于连接到流体导管的第二面；

将所述第一面和所述第二面连接的至少一个侧壁，其中所述至少一个侧壁包括从所述第二面延伸的凹部。

2.根据权利要求1所述的联接构件，其中所述联接构件被配置成使得在所述第一面处进入所述联接构件的超声波信号倾斜地传播到所述联接构件的所述第二面中。

3.根据权利要求1或2所述的联接构件，其中所述联接构件由具有与待测量的流动介质的折射率基本匹配的折射率的材料制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的联接构件，其中所述凹部是缩回平面。

5.根据权利要求4所述的联接构件，其中所述缩回平面沿与所述第二面基本上正交的方向延伸。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的联接构件，其中所述侧壁的至少部分基本上正交于所述第一面延伸。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的联接构件，其中所述联接构件为棱柱形。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的联接构件，其中所述联接构件由聚合物材料制成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的联接构件，其中所述凹部不与所述联接构件的所述第一面相交。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的联接构件，其中所述凹部包括多个凹入凹部。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的联接构件，其中所述联接构件包括从所述联接构件的侧壁突出的防旋转构件。

12.根据权利要求11所述的联接构件，其中所述防旋转构件为燕尾形。

13.一种超声波流量计量装置，其包括：

根据权利要求1至12中任一项所述的第一联接构件；

根据权利要求1至12中任一项所述的第二联接构件，

其中所述第一联接构件和所述第二联接构件相对于彼此布置成使得它们相应的凹部面向彼此并且在所述联接构件之间形成间隙。

14.根据权利要求12所述的超声波流量计量装置，其中所述间隙填充有隔板元件。

15.根据权利要求14所述的超声波流量计量装置，其中所述隔板元件由比所述第一联接构件和所述第二联接构件的材料更硬的材料制成。

16.根据权利要求13至15中任一项结合权利要求12的所述的超声波流量计量装置，其中所述第一联接构件和所述第二联接构件的所述防旋转构件沿基本相反的方向从它们相应的侧壁突出。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的超声波流量计量装置，其中所述超声波流量计量装置是夹持式流量计。

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