RU2012128112A - Ультразвуковой расходомер, блок преобразователя и способы их изготовления - Google Patents

Abstract

1. Блок преобразователя, содержащий:пьезоэлектрический модуль, содержащий:корпус, имеющий центральную ось, первый конец, второй конец, противоположный первому концу, и первую внутреннюю камеру, проходящую в осевом направлении от первого конца;пьезоэлемент, расположенный в первой внутренней камере соосно с ней; ираспорки, расположенные в первой внутренней камере между пьезоэлементом и корпусом, причем каждая распорка расположена в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом.2. Блок по п.1, в котором каждая распорка выполнена удлиненной и имеет центральную ось в целом параллельную центральной оси корпуса.3. Блок по п.1, в котором каждая распорка взаимодействует с корпусом и пьезоэлементом.4. Блок по п.3, в котором каждая распорока размещена в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом путем посадки с натягом.5. Блок по п.3, в котором каждая распорка сжата в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом.6. Блок по п.5, в котором каждая распорока представляет собой цилиндрическую трубку и имеет центральную ось, внешний диаметр и осевую длину, измеренную параллельно центральной оси распорки.7. Блок по п.6, в котором пьезоэлемент имеет осевую длину, измеренную параллельно центральной оси корпуса, причем осевая длина каждой распорки меньше осевой длины пьезоэлемента.8. Блок по п.1, дополнительно содержащий согласующий слой, расположенный в первой внутренней камере и окружающий распорки и пьезоэлемент.9. Блок по п.3, в котором распорки содержат по меньшей мере три распорки, равномерно расположенные по периферии вокруг пьезоэлемента.10. Блок по п.9, дополнительно содержащий трансформаторный мод

Claims (28)

1. Блок преобразователя, содержащий:

пьезоэлектрический модуль, содержащий:

корпус, имеющий центральную ось, первый конец, второй конец, противоположный первому концу, и первую внутреннюю камеру, проходящую в осевом направлении от первого конца;

пьезоэлемент, расположенный в первой внутренней камере соосно с ней; и

распорки, расположенные в первой внутренней камере между пьезоэлементом и корпусом, причем каждая распорка расположена в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом.

2. Блок по п.1, в котором каждая распорка выполнена удлиненной и имеет центральную ось в целом параллельную центральной оси корпуса.

3. Блок по п.1, в котором каждая распорка взаимодействует с корпусом и пьезоэлементом.

4. Блок по п.3, в котором каждая распорока размещена в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом путем посадки с натягом.

5. Блок по п.3, в котором каждая распорка сжата в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом.

6. Блок по п.5, в котором каждая распорока представляет собой цилиндрическую трубку и имеет центральную ось, внешний диаметр и осевую длину, измеренную параллельно центральной оси распорки.

7. Блок по п.6, в котором пьезоэлемент имеет осевую длину, измеренную параллельно центральной оси корпуса, причем осевая длина каждой распорки меньше осевой длины пьезоэлемента.

8. Блок по п.1, дополнительно содержащий согласующий слой, расположенный в первой внутренней камере и окружающий распорки и пьезоэлемент.

9. Блок по п.3, в котором распорки содержат по меньшей мере три распорки, равномерно расположенные по периферии вокруг пьезоэлемента.

10. Блок по п.9, дополнительно содержащий трансформаторный модуль, соединенный с пьезоэлектрическим модулем и содержащий:

корпус трансформатора, имеющий центральную ось, первый и второй концы и внутреннюю камеру; и

трансформатор, расположенный во внутренней камере корпуса трансформатора и электрически соединенный с пьезоэлементом.

11. Блок по п.10, в котором второй конец пьезоэлектрического модуля содержит вторую внутреннюю камеру, в которой по меньшей мере частично размещен первый конец трансформаторного модуля.

12. Ультразвуковой расходомер для измерения расхода текучей среды в трубопроводе, содержащий:

патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочное гнездо преобразователя, проходящее от внешней поверхности патрубка к сквозному отверстию;

блок преобразователя, размещенный в посадочном гнезде преобразователя, имеющий центральную ось и содержащий:

пьезоэлектрический модуль, содержащий:

корпус, имеющий первый и второй концы и внутреннюю камеру, расположенную ближе к первому концу;

пьезоэлемент, расположенный во внутренней камере; и

распорки, расположенные во внутренней камере между пьезоэлементом и корпусом;

трансформаторный модуль, содержащий трансформатор и соединенный с пьезоэлектрическим модулем.

13. Расходомер по п.12, дополнительно содержащий согласующий слой, расположенный во внутренней камере между пьезоэлементом и первым концом корпуса.

14. Расходомер по п.13, в котором каждая распорка расположена в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом и взаимодействует с корпусом и пьезоэлементом.

15. Расходомер по п.14, в котором каждая распорка сжата в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом.

16. Расходомер по п.14, в котором согласующий слой расположен в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом и по периферии между каждыми двумя расположенными по периферии соседними распорками.

17. Расходомер по п.14, в котором распорки содержат по меньшей мере три распорки, равномерно расположенные по периферии вокруг пьезоэлемента.

18. Способ создания ультразвукового расходомера, включающий:

(а) использование пьезоэлектрического корпуса, имеющего центральную ось, первый конец, второй конец, противоположный первому концу, и первое глухое отверстие, проходящее в осевом направлении от первого конца;

(b) вставку пьезоэлемента в первое глухое отверстие;

(c) вставку распорок в первое глухое отверстие;

(d) размещение каждой из распорок в радиальном направлении между пьезоэлементом и корпусом;

(e) заполнение первого глухого отверстия согласующим слоем после выполнения этапа (d).

19. Способ по п.18, дополнительно включающий соосное размещение пьезоэлемента в первом глухом отверстии и поддержание этого соосного положения пьезоэлемента в первом глухом отверстии посредством распорок перед выполнением этапа (е).

20. Способ по п.19, дополнительно включающий приведение во взаимодействие внешней поверхности пьезоэлемента и внутренней поверхности корпуса в первом глухом отверстии с каждой распоркой.

21. Способ по п.20, согласно которому этап (d) дополнительно включает поддержание положения каждой из распорок, расположенной между пьезоэлементом и корпусом путем посадки с натягом.

22. Способ по п.20, согласно которому этап (d) дополнительно включает разнесение распорок по периферии вокруг пьезоэлемента.

23. Способ по п.22, согласно которому распорки включают по меньшей мере три распорки, разнесенные по периферии вокруг пьезоэлемента на угловое расстояние, составляющее менее 180 градусов.

24. Способ по п.23, согласно которому распорки равномерно разнесены по периферии вокруг пьезоэлемента.

25. Способ по п.22, согласно которому этап (d) дополнительно включает размещение пьезоэлемента на заранее определенном осевом расстоянии от первого конца корпуса.

26. Способ по п.18, согласно которому согласующий слой представляет собой эпоксидный клей, а этап (е) включает:

заливку эпоксидного клея в жидкой форме в первое глухое отверстие; и

обеспечение возможности упрочнения и отверждения эпоксидного клея.

27. Способ по п.26, дополнительно включающий машинную обработку части эпоксидного клея, расположенной ближе к первому концу корпуса с образованием по существу плоской поверхности после выполнения этапа (е).

28. Способ по п.18, дополнительно включающий соединение трансформаторного модуля с корпусом пьезоэлемента, причем трансформаторный модуль содержит трансформаторный корпус и расположенный в нем трансформатор.