CN209318093U - 一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，包括换能器部件、换能器紧固件和管道，所述换能器部件包括换能器本体、安装部件和换能信号线，所述安装部件包括外缘带有刻度线的换能器金属杆，所述换能器本体的一端与换能器金属杆可拆卸连接，换能器本体内部与安装部件内部相连通，所述换能信号线一端固定在换能器本体内部，另一端伸入安装部件内并从配合安装在安装部件上的防水件中向外伸出，所述管道一侧由定位开孔工装确定探头安装孔的位置，所述换能器部件一端插装在探头安装孔内，并用换能器紧固件拧紧。本实用新型具有使换能器激发面之间保持一个合理间距，换能器中心对准容易，信号强度稳定，流量计算准确等优点。

Description

一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器

【技术领域】

本实用新型涉及超声波换能器的技术领域，特别是一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的技术领域。

【背景技术】

随着近年来人们对环境保护意识的提高，天然气作为一种清洁优质能源得到越来越多的应用，天然气行业的发展也越来越快。天然气行业主要计量仪表以罗茨表与涡轮表为主，但是这些传统仪表具有对计量气质要求高、维护频繁、维护费用高、智能化程度低等缺点，气体超声波流量计克服了这些缺点，被运用的越来越广泛。气体超声波流量计安装形式可以分为短截式(带管段的)、插入式、外夹式等。在工业应用领域对于气体管径大于600mm特别是大于1m的场景，出于短截式流量计管段过大不容易生产和安装而外夹式流量计信号强度过低等原因，插入式气体超声波流量计在这些场景上被广泛使用。然而传统的管道两侧插入式流量计在管段口径超过1.2m时，由于换能器间距随着管段口径变大而变长，换能器的中心很难对准，导致信号产生了因为探头安装导致的衰减，进而影响流量计的正常计量。

【发明内容】

本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，能够使换能器激发面之间保持一个合理间距，换能器中心对准容易，信号强度稳定，流量计算准确，适于安装在大口径管道上。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，包括换能器部件、换能器紧固件和管道，所述换能器部件包括换能器本体、安装部件和换能信号线，所述安装部件包括外缘带有刻度线的换能器金属杆，所述换能器本体的一端与换能器金属杆可拆卸连接，换能器本体内部与安装部件内部相连通，所述换能信号线一端固定在换能器本体内部，换能信号线另一端伸入安装部件内并从配合安装在安装部件上的防水件中向外伸出，所述管道一侧由定位开孔工装确定探头安装孔的位置，所述换能器部件带有换能器本体的一端插装在探头安装孔内，并用换能器紧固件拧紧。

作为优选，所述换能器本体包括外壳、环氧树脂填充层和压电陶瓷片，所述外壳上设有凹槽，所述环氧树脂填充层放置在凹槽内，所述压电陶瓷片插装在环氧树脂填充层内，压电陶瓷片与换能信号线一端相连接。安装部件包括外缘带有刻度线的换能器金属杆、套件、套杆和卡装件，换能器金属杆的一端固定插装有套件，套杆卡装在伸出换能器金属杆的套件上，卡装件套装在套杆和换能器金属杆的连接处，卡装件上端的垂直卡装部与套杆的阶梯槽卡装，下端与换能器金属杆卡装，卡装件的垂直卡装部与套杆的阶梯槽之间设有O型圈，套件内从下往上依次配合安装有O型圈和环氧树脂密封转接头，换能信号线另一端伸入换能器金属杆中，并穿过环氧树脂密封转接头伸入套杆中，再穿过配合安装在套杆上的防水件向外伸出。

作为优选，所述探头安装孔数量为2，探头安装孔内分别焊接有球阀安装管，所述球阀安装管上安装有球阀，所述球阀安装管一端安装有换能器紧固件，所述管道、球阀安装管和换能紧固件相连通，所述换能器部件的一端向换能器紧固件内插入直至换能器本体插入管道内的平均流速区中。

作为优选，所述定位开孔工装包括连接杆和2个定位柱，所述定位柱分别用4个螺栓固定安装在连接杆同一侧的两端。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过将安装部件与换能器本体相连接，安装部件包括外缘带有刻度线的换能器金属杆，换能器本体的一端与换能器金属杆可拆卸连接，换能器部件带有换能器本体的一端插装在探头安装孔内，可根据换能器金属杆上的刻度线调整换能器部件插装的深度，精确定位，使换能器本体激发中心对准；由定位开孔工装在管道同侧确定并开设探头安装孔，换能器部件插装在探头安装孔内，换能器激发面与安装方向成90°，使换能器激发面保持在一个合理的距离；安装部件包括换能器金属杆、套件、套杆和卡装件，换能器金属杆的一端固定插装有套件，套件内从下往上依次配合安装有O型圈和环氧树脂密封转接头，卡装件上端的垂直卡装部与套杆上相对应的阶梯槽卡装，卡装件的垂直卡装部与套杆的阶梯槽之间设有O型圈，密封性好，防止泄漏探头安装孔内焊接有球阀安装管，球阀安装管上安装有球阀，球阀安装管一端安装有换能器紧固件，管道、球阀安装管和换能紧固件相连通，换能器部件的一端向换能器紧固件内插入直至换能器本体插入管道内的平均流速区中，控制球阀开闭完成换能器部件的插入与拔出，防止泄漏拆装维护方便，该换能器信号稳定，流量计算准确。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的侧视图；

图2是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的图1A-A剖面图；

图3是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的换能器本体外壳的结构示意图；

图4是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的换能器本体剖面图；

图5是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的换能器部件剖面图；

图6是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的定位开孔工装示意图；

图7是本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器的安装示意图。

图中：1-换能器部件、2-换能器紧固件、3-管道、4-定位开孔工装、11-换能器本体、12-安装部件、13-换能信号线、111-外壳、112-环氧树脂填充层、113-压电陶瓷片、121-换能器金属杆、122-防水件、123-套件、124-套杆、125-卡装件、126-O型圈、127-环氧树脂密封转接头、31-球阀安装管、32-球阀、41-连接杆、42-定位柱。

【具体实施方式】

参阅图1至图7，本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，包括换能器部件1、换能器紧固件2和管道3，换能器部件1包括换能器本体11、安装部件12和换能信号线13，由图4可见，换能器本体11包括外壳111、环氧树脂填充层112和压电陶瓷片113，外壳111上设有凹槽，环氧树脂填充层112放置在凹槽内，压电陶瓷片113插装在环氧树脂填充层112内，压电陶瓷片113与换能信号线13一端相连接。安装部件12包括外缘带有刻度线的换能器金属杆121、套件123、套杆124和卡装件125，换能器金属杆121的一端固定插装有套件123，套杆124卡装在伸出换能器金属杆121的套件123上，卡装件125套装在套杆124和换能器金属杆121的连接处，卡装件125上端的垂直卡装部与套杆124的阶梯槽卡装，下端与换能器金属杆121卡装，卡装件125的垂直卡装部与套杆124的阶梯槽之间设有O型圈126，套件123内从下往上依次配合安装有O型圈126和环氧树脂密封转接头127，换能器金属杆121的另一端与换能器本体11的一端可拆卸连接，换能器本体11内部与安装部件12内部相连通，换能信号线13一端与压电陶瓷片113固定连接，另一端伸入安装部件12内经过环氧树脂密封转接头127并从配合安装在安装部件12上的防水件122中向外伸出。定位开孔工装4包括连接杆41，2个定位柱42，定位柱42分别用4个螺栓固定安装在连接杆41同一侧的两端，管道3一侧由定位开孔工装4确定2个探头安装孔的位置。探头安装孔内分别焊接有球阀安装管31，球阀安装管31上安装有球阀32，球阀安装管31一端安装有换能器紧固件2，管道3、球阀安装管31和换能紧固件2相连通，换能器部件1带有换能器本体11的一端向换能器紧固件2内插入直至换能器本体11插入管道3内的平均流速区中，并用换能器紧固件2拧紧。

本实用新型工作过程：

本实用新型一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器在工作过程中，将换能信号线13一端与换能器本体11内的压电陶瓷片113相连接，将换能信号线13另一端穿过换能器本体11伸入安装部件12内，并穿过防水件122向外伸出，然后将换能器本体11与安装部件12相连接，完成换能器部件1的整体安装；在管道3上合适位置画出直角坐标系，利用直角坐标系确定与管道3轴向成一定角度的方位，定位开孔工装沿此方位放置确定好两个探头安装孔的位置，然后进行开孔；将2个球阀安装管31分别焊接在打好的2个探头安装孔内，球阀安装管31上安装球阀32，球阀安装管31一端安装换能器紧固件2，此时球阀32处于关闭状态，把换能器部件1插入换能器紧固件2内，打开球阀32，将换能器部件1继续向球阀安装管31内插入直至换能器金属杆121露在外面的刻度正好是计算好插入的深度，此时换能器本体11安装在管道3内的平均流速区，然后拧紧换能器紧固件2；需要更换或维护换能器部件1时，先将换能器紧固件2松开，然后参考换能器金属杆121上的刻度将换能器部件1拔出至换能器紧固件2处，关闭球阀32，将换能器部件1完全拔出，即可进行更换维护。

本实用新型通过将安装部件12与换能器本体11相连接构成换能器部件1，安装部件12包括外缘带有刻度线的换能器金属杆121，换能器本体11的一端与换能器金属杆121可拆卸连接，换能器部件1带有换能器本体11的一端插装在探头安装孔内，可根据换能器金属杆121上的刻度线调整换能器部件1插装的深度，精确定位，使换能器本体11激发中心对准；由定位开孔工装4在管道3同侧确定并开设探头安装孔，换能器部件1插装在探头安装孔内，换能器激发面与安装方向成90°，使换能器激发面保持在一个合理的距离；安装部件12包括换能器金属杆121、套件123、套杆124和卡装件125，换能器金属杆121的一端固定插装有套件123，套件123内从下往上依次配合安装有O型圈126和环氧树脂密封转接头127，卡装件125上端的垂直卡装部与套杆124上相对应的阶梯槽卡装，卡装件125的垂直卡装部与套杆124的阶梯槽之间设有O型圈126，密封性好，防止泄漏探头安装孔内焊接有球阀安装管31，球阀安装管31上安装有球阀32，球阀安装管31一端安装有换能器紧固件2，管道3、球阀安装管31和换能紧固件2相连通，换能器部件1的一端向换能器紧固件2内插入直至换能器本体11插入管道3内的平均流速区中，控制球阀32开闭完成换能器部件1的插入与拔出，防止泄漏拆装维护方便；该换能器信号稳定，流量计算准确。

上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，包括换能器部件(1)、换能器紧固件(2)和管道(3)，其特征在于：所述换能器部件(1)包括换能器本体(11)、安装部件(12)和换能信号线(13)，所述安装部件(12)包括外缘带有刻度线的换能器金属杆(121)，所述换能器本体(11)的一端与换能器金属杆(121)可拆卸连接，换能器本体(11)内部与安装部件(12)内部相连通，所述换能信号线(13)一端固定在换能器本体(11)内部，换能信号线(13)另一端伸入安装部件(12)内并从配合安装在安装部件(12)上的防水件(122)中向外伸出，所述管道(3)一侧由定位开孔工装(4)确定探头安装孔的位置，所述换能器部件(1)带有换能器本体(11)的一端插装在探头安装孔内，并用换能器紧固件(2)拧紧。

2.如权利要求1所述的一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，其特征在于：所述换能器本体(11)包括外壳(111)、环氧树脂填充层(112)和压电陶瓷片(113)，所述外壳(111)上设有凹槽，所述环氧树脂填充层(112)放置在凹槽内，所述压电陶瓷片(113)插装在环氧树脂填充层(112)内，压电陶瓷片(113)与换能信号线(13)一端相连接。

3.如权利要求1所述的一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，其特征在于：所述探头安装孔数量为2，探头安装孔内分别焊接有球阀安装管(31)，所述球阀安装管(31)上安装有球阀(32)，所述球阀安装管(31)一端安装有换能器紧固件(2)，所述管道(3)、球阀安装管(31)和换能器紧固件(2)相连通，所述换能器部件(1)的一端向换能器紧固件(2)内插入直至换能器本体(11)插入管道(3)内的平均流速区中。

4.如权利要求1所述的一种支持同侧插入安装的新型超声波换能器，其特征在于：所述定位开孔工装(4)包括连接杆(41)，2个定位柱(42)，所述定位柱(42)分别用4个螺栓固定安装在连接杆(41)同一侧的两端。