CZ32197U1 - Ultrazvuková sonda pro průtokoměry do výbušného prostředí - Google Patents

Description

Ultrazvuková sonda pro průtokoměry do výbušného prostředí

Oblast techniky

Technické řešení se týká ultrazvukové sondy pro průtokoměry do výbušného prostředí, a to pro měření průtoku nebo objemu kapalin pohybujících se v uzavřených potrubích, zvláště menší světlosti.

Dosavadní stav techniky

Základem každého ultrazvukového průtokoměru jsou dva, nebo větší počet elektroakustických měničů, nazývaných ultrazvukové sondy, které z elektrického signálu generují akustickou vlnu, popřípadě akustickou vlnu zpětně transformují na elektrický signál. Uspořádání sond je podle konkrétních podmínek různé a existuje velké množství konkrétních řešení.

Většina těchto známých řešení má jednu společnou vlastnost a to, že nejsou vhodné do výbušného prostředí z důvodu možnosti vzniku výboje a následně přeskočení jiskry. K přeskoku jiskry může dojít například vlivem nárazu či změnou teploty. Samotná jiskra by potom ve výbušném prostředí způsobila nedozírné následky.

Až doposud se ultrazvukové sondy do výbušného prostředí konstruovaly velmi složitě, a to umístěné většinou ve speciálních pouzdrech vybavených potřebnou elektronickou výbavou. Známa jsou řešení firem Krone, Siemens a podobně.

Nevýhodou většiny známých řešení, díky složitosti řešení, či použití speciálních pouzder s elektronickou výbavou, je jejich velikost. Proto nejsou nejvhodnější pro měření průtoků v potrubích o malé světlosti.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry ultrazvuková sonda pro průtokoměry do výbušného prostředí podle technického řešení, sestávající z těla sondy, do jehož vnitřní dolní části je umístěn piezokeramický krystal s horním a dolním polepem, dále sestávající ze dvou rezistorů, umístěných paralelně na desce plošného spoje a dilatačního kroužku, nalisovaného na vnější horní část těla sondy. Podstata technického řešení spočívá v tom, že piezokeramický krystal, opatřený horním polepem a dolním polepem, je ve vnitřní dolní části těla sondy upevněn dnem a vodotěsně uzavřen tmelem. Dolní polep je vedením v izolační trubičce připojen k části desky plošného spoje, připojené vazebním gelem k tělu sondy, ke které je připojeno stínění stíněného vodiče. Horní polep je připojen přes rezistory k desce plošného spoje, kam je připojen vodič stíněného vodiče. Deska plošného spoje s dvěma rezistory a připojenými částmi stíněného vodiče je vložena do vnitřní horní části těla sondy a zalita zalévací hmotou.

Uvedená konstrukce ultrazvukové sondy pro průtokoměry do výbušného prostředí podle technického řešení má tu výhodu, že při změně teploty, úderu, nárazu a podobně se neobjeví napětí nebezpečné velikosti, které by mohlo způsobit vznik jiskry a zároveň umožňuje použití při měření v potrubích s poměrně malou světlostí.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí dvou výkresů. Na obr. 1 je znázorněna ultrazvuková sonda pro průtokoměry do výbušného prostředí v půdorysu. Na obr. 2 je znázorněn

- 1 CZ 32197 UI v nárysu částečný řez, vyznačený směrem šipkami a písmeny A-B.

Příklad uskutečnění technického řešení

Praktické provedení ultrazvukové sondy pro průtokoměry do výbušného prostředí podle technického řešení je patrné z přiloženého obrázku, který zobrazuje ultrazvukovou sondu pro jednopaprskové průtokoměry do výbušného prostředí od velikostí DN 15 do velikosti DN 40.

Na obr. 1 je v půdorysu zobrazena ultrazvuková sonda, sestávající z těla 1 sondy, na jejíž horní vnější část je nalisován dilatační kroužek 6 a do jejíž vnitřní horní části je umístěna deska 7 plošného spoje. Patrné je umístění stíněného vodiče 8, jehož stínění 9 je připájeno do jedné části desky 7 plošného spoje a samotný vodič 12 je připájen do druhé části desky 7 plošného spoje. Obě části desky 7 plošného spoje jsou propojeny přes dva paralelně umístěné rezistory 10, připájené vždy jedním koncem k jednotlivým částem desky 7 plošného spoje. Vnitřní horní část těla i sondy je zalita zalévací hmotou 14.

Na obr. 2 je zobrazena ultrazvuková sonda ve vyznačeném částečném řezu. Piezokeramický krystal 3, opatřený horním polepem 5 a dolním polepem 4, je vložen do vnitřní dolní části těla 1 sondy, upevněn dnem 2 a vodotěsně uzavřen tmelem 11. Dolní polep 4 je vedením v izolační trubičce 13 připojen k části desky 7 plošného spoje, připojené vazebním gelem k tělu 1 sondy. Na stejné místo je připojeno stínění 9 stíněného vodiče 8. Horní polep 5 je připojen přes rezistory 10 k desce 7 plošného spoje, kam je připojen vodič 12 stíněného vodiče 8. Deska 7 plošného spoje s dvěma rezistory 10 a připojenými částmi stíněného vodiče 8 je vložena do vnitřní horní části těla 1 sondy a zalita zalévací hmotou 14.

Tělo 1 sondy je plastové. Dno 3 sondy je tenkostěnný výlisek z kovového nerez materiálu. Zalévací hmota je na bázi epoxidové pryskyřice.

Rezistory 10 jsou v ultrazvukové sondě dva, a to ne z důvodu samotné funkce, ale z důvodu spolehlivosti, aby při selhání jednoho byla zajištěna spolehlivá činnost sondy, to je nemožnost vzniku napětí nebezpečné velikosti a tím zamezení možnosti vzniku jiskry.

Ultrazvukovou sondu pro průtokoměry do výbušného prostředí podle technického řešení lze používat jak pro vysílání, tak pro příjem.

Průmyslová využitelnost

Ultrazvukovou sondu pro průtokoměry do výbušného prostředí podle technického řešení lze s výhodou využít pro jakékoliv měření průtoku nebo objemu kapalin při měření v prostředí s možností výbuchu, zvláště výhodná je pro měření v malých světlostech potrubí.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Ultrazvuková sonda pro průtokoměry do výbušného prostředí, sestávající z těla sondy, do jehož vnitřní dolní části je umístěn piezokeramický krystal s horním a dolním polepem, ze dvou rezistorů, umístěných paralelně na desce plošného spoje a dilatačního kroužku, nalisovaného na vnější horní část těla sondy, vyznačená tím, že piezokeramický krystal (3), opatřený horním polepem (5) a dolním polepem (4), je ve vnitřní dolní části těla (1) sondy upevněn dnem (2) a vodotěsně uzavřen tmelem (11), přičemž dolní polep (4) je vedením v izolační trubičce (13), připojen k části desky (7) plošného spoje, připojené vazebním gelem k tělu (1) sondy, ke které je připojeno stínění (9) stíněného vodiče (8) a horní polep (5) je připojen přes rezistory (10) k desce

   -2CZ 32197 UI (7) plošného spoje, kam je připojen vodič (12) stíněného vodiče (8), zatímco deska (7) plošného spoje s dvěma rezistory (10) a připojenými částmi stíněného vodiče (8) je vložena do vnitřní horní části těla (1) sondy a zalita zalévací hmotou (14).