CN211042349U - 一种超声波换能器安装装置及超声波水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波换能器安装装置，包括机芯，机芯内贯穿设置有通孔，机芯内还设置用于安装超声波换能器的第一安装孔和第二安装孔，第一安装孔和第二安装孔同轴设置在通孔的两侧，并且第一安装孔和第二安装孔均与通孔相连通。本实用新型还涉及一种超声波水表，超声波换能器安装装置、机壳、超声波换能器以及封盖。机壳内具有用于安装机芯的腔体，腔体与机壳内的流道相连通。封盖覆盖设置在腔体的口部并连接在机壳上。本实用新型中的超声波换能器安装装置有效保证超声波换能器安装孔的同轴度。本实用新型中超声波水表测量准确度高。

Description

一种超声波换能器安装装置及超声波水表

技术领域

本实用新型涉及一种超声波换能器安装装置，本实用新型还涉及一种应用有该超声波换能器安装装置的超声波水表。

背景技术

超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步计算出水的流量的一种新式水表。其特点在于:始动流速低，量程比宽，测量精度高工作稳定。内部无活动部件无阻流元件，不受水中杂质的影响，使用寿命长，输出通讯功能齐全，满足各类通讯和无线组网要求。

授权公告号为CN208109195U(申请号为201820590615.8)的中国实用新型专利《一种超声波水表》，其中公开的超声波水表包括电子表头、测量管段、超声波换能器和测量电路板，超声波换能器安装在测量管段的两侧，且其探头伸入测量管段的流道内，其引线穿过测量管段上的引线孔与测量电路板焊接；测量管段的上部具有电子器件安装腔，电子表头安装在测量管段的上端且与电子器件安装腔正对，测量电路板安装在电子器件安装腔内，测量电路板的中心开设有避让孔，一水压传感器穿过该避让孔且安装在电子器件安装腔的中心，测量电路板、水压传感器通过引线与电子表头内的主控电路板电连接；测量电路板、水压传感器和位于电子器件安装腔内的引线通过胶水封装固定。该超声波水表能实现水压检测，同时减小对测量信号的干扰，降低现场维护难度。该结构的超声波水表中超声波换能器直接安装在测量管段内，测量管段通常为金属件，在测量管段上加工超声波换能器的安装通道时，普通加工的难度高，加工精度不理想，超声波换能器安装通道同轴度无法保证，并且不同的超声波水表中的精度无法保证统一，无法保证产品测量结果的一致性。另外超声波换能器安装后，由于测量管段内部空间狭窄，一组超声波换能器之间的距离无法直接测量，则直接导致水流量的计算误差大。而若使用四轴及以上加工中心对测量管段中超声波换能器的安装通道进行精密加工，虽可保证加工精度但加工成本较高且效率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够有效保证超声波换能器安装孔的同轴度精度和一致性，同时能够实现可拆卸安装的超声波换能器安装装置。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种测量准确度高的超声波水表。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种超声波换能器安装装置，其特征在于：包括独立于机壳的机芯，所述机芯内贯穿设置有通孔，所述机芯内还设置用于安装超声波换能器的第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔同轴设置在所述通孔的两侧，并且第一安装孔和第二安装孔均与通孔相连通。

为了有效实现对电线的保护，同时方便布线，所述机芯内还设置有用于放置电线的第一过线孔和第二过线孔，所述第一过线孔的入口靠近第一安装孔设置，所述第二过线孔靠近第二安装孔设置，所述第一过线孔和第二过线孔的出口设置在机芯的外表面上。

连接方便地，所述第一过线孔和第二过线孔的出口重合设置。

为了方便固定超声波换能器，避免超声波换能器发生晃动而影响工作效果，所述机芯的侧壁上对应于每个安装孔固定设置有用于固定超声波换能器的盖板。

低成本地，所述机芯包括围板、管体以及安装板，所述围板呈环状设置，所述管体沿围板的径向连接在围板内，并且围板对应于管体两端的口部开口设置，所述管体内的腔体形成所述通孔；

安装板沿超声波换能器安装方向连接在围板内，并且所述安装板与所述管体相连接，所述第一安装孔和第二安装孔设置在安装板内。

优选地，所述机芯一体注塑成型。

可选择地，所述第一安装孔和第二安装孔至少设置有一组。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种超声波水表，其特征在于：包括超声波换能器安装装置，还包括机壳、超声波换能器以及封盖；

所述超声波换能器包括发射换能器和接收换能器，所述发射换能器、接收换能器分别设置在第一安装孔、第二安装孔内；

所述机壳内具有腔体，所述腔体与机壳内的流道相连通；

所述超声波换能器安装装置匹配设置在所述腔体内，所述机芯的通孔能与机壳内的流道相对接；

所述封盖覆盖设置在所述腔体的口部并连接在机壳上。

为了方便实现机芯在机壳腔体内的定位安装，所述机芯上设置有第一定位孔，所述封盖上设置有与所述第一定位孔相对应的定位槽；

所述封盖上设置有第二定位孔，所述机壳上设置有与第二定位孔相对应的第三定位孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型中的超声波换能器安装装置，设置了独立于机壳的机芯，机芯能拆卸的安装在机壳内。而机芯可以通过模具成型制作，参数一直行高。在机芯内直接成型同轴设置的第一安装孔和第二安装孔以用于安装超声波换能器，保证了超声波换能器安装的同轴度，进而能够提高检测的准确性，同时机芯的加工成本低，安装简单方便。而使用该超声波换能器安装装置的超声波水表相较于现有的超声波水表加工效率高，加工成本低，并且超声波换能器的安装同轴度高，测量结果准确性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中超声波水表的立体图。

图2为本实用新型实施例中超声波水表的立体分解图。

图3为本实用新型实施例中机芯的立体图。

图4为本实用新型实施例中超声波水表的剖视图。

图5为本实用新型实施例中超声波水表另一个角度的剖视图。

图6为本实用新型实施例中机芯沿第一安装孔、第二安装孔轴向的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实施例直接对超声波水表的整体结构进行描述，进而对超声波换能器安装装置的结构以及超声波水表的结构同时进行说明。

如图1至图6所示，本实施例中的超声波水表包括机壳4、超声波换能器安装装置、超声波换能器2以及封盖5。超声波换能器2包括有发射换能器以及接收换能器，发射换能器和接收换能器同轴设置而进行流量的检测工作。

其中机壳4即为现有技术中的测量管段，该机壳4整体呈管状，机壳4的内具有流道42，机壳4的两端分别设置有连接法兰以用于连接在水管中，进而对水管中流经的流量进行测量。

该机壳4的中部具有上端开口的腔体41，该腔体41的容置空间的形状、体积与超声波换能器安装装置的形状、体积相匹配。该腔体41与机壳4内的流道42相连通，具体地，流道42自腔体41侧壁相外延伸。

超声波换能器2在超声波换能器安装装置进行安装后，则超声波换能器安装装置能匹配的安装在腔体41内。封盖5可以覆盖在腔体41的口部而连接在机壳4上，如此可以将安装了超声波换能器2的超声波换能器安装装置固定在腔体41内。

超声波换能器安装装置包括机芯1以及盖板3。

其中机芯1一体注塑成型，机芯1内贯穿设置有通孔11，机芯1内还设置分别用于安装发射换能器、接收换能器的第一安装孔12、第二安装孔13，第一安装孔12和第二安装孔13同轴设置在通孔11的两侧，并且第一安装孔12和第二安装孔13均与通孔11 相连通。第一安装孔12和第二安装孔13的轴线与通孔11的轴线呈一定的夹角以实现测量。机芯1在机壳4的腔体41内安装后，则机芯1内的通孔11恰好与机壳4的流道 42相连通，进而共同构成供水流过的管道。第一安装孔12和第二安装孔13成对设置为一组，第一安装孔12和第二安装孔13的组数根据需要安装的超声波换能器2的数量相同。本实施例中的超声波换能器2设置有两组，则第一安装孔12、第二安装孔13设置有两组，两组第一安装孔12、第二安装孔13上下排列设置。

机芯1内还设置有用于放置电线的第一过线孔14和第二过线孔15，第一过线孔14的入口靠近第一安装孔12设置，第二过线孔15靠近第二安装孔13设置，第一过线孔 14和第二过线孔15的出口重合设置在机芯1的外表面上，本实施例中的第一过线孔14 和第二过线孔15的出口位于机芯1上表面的中心位置。当发射换能器、接收换能器在第一安装孔12、第二安装孔13内完成安装后，则连接发射换能器、接收换能器的电线分别通过第一过线孔14、第二过线孔15自机芯1的外表面伸出，进而与外部电路板进行连接。封盖5上对应于第一过线孔14、第二过线孔15的出口开设有供电线穿过的小孔，并且封盖5和机芯1上表面之间设置有密封圈，该密封圈位于小孔的外周。

机芯1的侧壁上对应于每个安装孔固定设置有用于固定超声波换能器2的盖板3。盖板3和机芯1侧壁之间还设置有密封圈，密封圈位于第一安装孔12、第二安装孔13 的外围。当发射换能器、接收换能器在第一安装孔12、第二安装孔13内完成安装后，则将盖板3对应于第一安装孔12、第二安装孔13在机芯1外表面上的位置盖设在超声波换能器2外，一方面实现对超声波换能器2的保护，另一方面压紧超声波换能器2，避免超声波换能器2发生晃动而影响测量结果。

本实施例中注塑成型的机芯1的具体结构为：机芯1包括围板101、管体102以及安装板103，围板101呈环状设置，管体102沿围板101的径向连接在围板101内，并且围板101对应于管体102两端的口部开口设置，而围板101上的开口边缘与管体102 的端部一体相连，管体102内的腔体41则形成通孔11。安装板103沿超声波换能器2 安装方向连接在围板101内，并且安装板103与管体102的外壁以及围板101的内壁均一体连接，第一安装孔12、第二安装孔13、第一过线孔14、第二过线孔15均设置在安装板103内。

为了保证机芯1安装入机壳4的腔体41内后，机芯1的通孔11恰好与机壳4内的流道42相对接，机芯1上设置有第一定位孔16，封盖5上设置有与第一定位孔16相对应的定位槽。封盖5上设置有第二定位孔51，机壳4上设置有与第二定位孔51相对应的第三定位孔43。

安装时，在将超声波换能器2安装入超声波换能器安装装置的第一安装孔12、第二安装孔13并利用盖板3固定后，先将机芯1连接在封盖5上，即利用螺钉穿过第一定位孔16，进而固定在定位槽内，实现机芯1在封盖5上的定位连接。然后再将连接在一起的封盖5和机芯1一起插入至机壳4的腔体41内，进而利用螺栓穿过第二定位孔51、第三定位孔43，进而实现封盖5和机壳4之间的定位连接。通过该过程则实现了机芯1 在机壳4内的定位，保证机芯1内的通道恰好与机壳4上的流道42相对接。

本实用新型中的机芯1独立于机壳4设置，能拆卸的连接在机壳4内。并且机芯1 是通过模具一体注塑成型，如此则保证了机芯1内第一安装孔12、第二安装孔13之间高精度的同轴度，保证了加工参数的一致性，进而保证了超声波换能器2的安装同轴度，提高了流量检测的准确性。同时机芯1的加工成本低，安装简单方便。而使用该超声波换能器安装装置的超声波水表相较于现有的超声波水表加工效率高，加工成本低，并且超声波换能器2的安装同轴度高，测量结果准确性高。

Claims (9)

1.一种超声波换能器安装装置，其特征在于：包括机芯(1)，所述机芯(1)内贯穿设置有通孔(11)，所述机芯(1)内还设置用于安装超声波换能器(2)的第一安装孔(12)和第二安装孔(13)，所述第一安装孔(12)和第二安装孔(13)同轴设置在所述通孔(11)的两侧，并且第一安装孔(12)和第二安装孔(13)均与通孔(11)相连通。

2.根据权利要求1所述的超声波换能器安装装置，其特征在于：所述机芯(1)内还设置有用于放置电线的第一过线孔(14)和第二过线孔(15)，所述第一过线孔(14)的入口靠近第一安装孔(12)设置，所述第二过线孔(15)靠近第二安装孔(13)设置，所述第一过线孔(14)和第二过线孔(15)的出口设置在机芯(1)的外表面上。

3.根据权利要求2所述的超声波换能器安装装置，其特征在于：所述第一过线孔(14)和第二过线孔(15)的出口重合设置。

4.根据权利要求1所述的超声波换能器安装装置，其特征在于：所述机芯(1)的侧壁上对应于每个安装孔固定设置有用于固定超声波换能器(2)的盖板(3)。

5.根据权利要求1所述的超声波换能器安装装置，其特征在于：所述机芯(1)包括围板(101)、管体(102)以及安装板(103)，所述围板(101)呈环状设置，所述管体(102)沿围板(101)的径向连接在围板(101)内，并且围板(101)对应于管体(102)两端的口部开口设置，所述管体(102)内的腔体(41)形成所述通孔(11)；

安装板(103)沿超声波换能器(2)安装方向连接在围板(101)内，并且所述安装板(103)与所述管体(102)相连接，所述第一安装孔(12)和第二安装孔(13)设置在安装板(103)内。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的超声波换能器安装装置，其特征在于：所述机芯(1)一体注塑成型。

7.根据权利要求1至5任一权利要求所述的超声波换能器安装装置，其特征在于：所述第一安装孔(12)和第二安装孔(13)至少设置有一组。

8.一种超声波水表，其特征在于：包括权利要求1至7任一权利要求所述的超声波换能器安装装置，还包括机壳(4)、超声波换能器(2)以及封盖(5)；

所述超声波换能器(2)包括发射换能器和接收换能器，所述发射换能器、接收换能器分别设置在第一安装孔(12)、第二安装孔(13)内；

所述机壳(4)内具有腔体(41)，所述腔体(41)与机壳(4)内的流道(42)相连通；

所述超声波换能器安装装置匹配设置在所述腔体(41)内，所述机芯(1)的通孔(11)能与机壳(4)内的流道(42)相对接；

所述封盖(5)覆盖设置在所述腔体(41)的口部并连接在机壳(4)上。

9.根据权利要求8所述的超声波水表，其特征在于：所述机芯(1)上设置有第一定位孔(16)，所述封盖(5)上设置有与所述第一定位孔(16)相对应的定位槽；

所述封盖(5)上设置有第二定位孔(51)，所述机壳(4)上设置有与第二定位孔(51)相对应的第三定位孔(43)。

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