RU2012129946A - Ультразвуковой расходорер, блок преобразователя с изолированным трансформаторным модулем - Google Patents

Abstract

1. 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:держатель преобразователя, имеющий первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию патрубка, и второй конец, удаленный от сквозного отверстия патрубка,пьезоэлектрический модуль, содержащий пьезоэлемент соединенный с держателем преобразователя, и проходящий в целом в осевом направлении от первого конца держателя преобразователя, итрансформаторный модуль, содержащий трансформатор и соединенный с держателем преобразователя, и расположенный в осевом направлении на расстоянии от пьезоэлектрического модуля.2. Расходомер по п.1, в котором первый конец держателя преобразователя имеет первое осевое глухое отверстие, а второй конец держателя преобразователя имеет второе осевое глухое отверстие,причемдержатель преобразователя имеет сквозное отверстие, проходящее в осевом направлении между первым и вторым глухими отверстиями,пьезоэлектрический модуль имеет первый конец, удаленный от держателя преобразователя, и второй конец, размещенный в первом глухом отверстии держателя преобразователя, расположенном ближе к его сквозному отверстию, атрансформаторный модуль размещен во втором глухом отверстии держателя преобразователя и имеет первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию держателя преобразователя, и второй конец, удаленный от сквозного отверс�

Claims (30)

1. 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:

держатель преобразователя, имеющий первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию патрубка, и второй конец, удаленный от сквозного отверстия патрубка,

пьезоэлектрический модуль, содержащий пьезоэлемент соединенный с держателем преобразователя, и проходящий в целом в осевом направлении от первого конца держателя преобразователя, и

трансформаторный модуль, содержащий трансформатор и соединенный с держателем преобразователя, и расположенный в осевом направлении на расстоянии от пьезоэлектрического модуля.

2. Расходомер по п.1, в котором первый конец держателя преобразователя имеет первое осевое глухое отверстие, а второй конец держателя преобразователя имеет второе осевое глухое отверстие,

причем

держатель преобразователя имеет сквозное отверстие, проходящее в осевом направлении между первым и вторым глухими отверстиями,

пьезоэлектрический модуль имеет первый конец, удаленный от держателя преобразователя, и второй конец, размещенный в первом глухом отверстии держателя преобразователя, расположенном ближе к его сквозному отверстию, а

трансформаторный модуль размещен во втором глухом отверстии держателя преобразователя и имеет первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию держателя преобразователя, и второй конец, удаленный от сквозного отверстия держателя преобразователя.

3. Расходомер по п.2, дополнительно содержащий соединение, размещенное в сквозном отверстии держателя преобразователя и имеющее первый конец, соединенный со вторым концом пьезоэлектрчиеского модуля, и второй конец, соединенный с первым концом трансформаторного модуля, причем указанное соединение электрически связывает пьезоэлемент и трансформатор.

4. Расходомер по п.3, в котором каждый из первого конеца соединения и второго конца соединения содержит коаксиальный соединитель, причем каждый из второго конца пьезоэлектрического модуля первого конца трансформаторного модуля содержит коаксиальный соединитель, сопрягаемый с одним из коаксиальных соединителей соединения.

5. Расходомер по п.4, в котором каждый коаксиальный соединитель соединения представляет собой штыревой коаксиальный соединитель, а коаксиальный соединитель пьезоэлектрического модуля представляет собой гнездовой коаксиальный соединитель, взаимодействующий со штыревым коаксиальным соединителем первого конца соединения, а коаксиальный соединитель трансформаторного модуля представляет собой гнездовой коаксиальный соединитель, взаимодействующий со штыревым коаксиальным соединителем второго конца соединения.

6. Расходомер по п.4, в котором пьезоэлектрический модуль содержит радиально внешний корпус пьезоэлемента, имеющий глухое отверстие, проходящее в осевом направлении от второго конца пьезоэлектрического модуля,

причем коаксиальный соединитель пьезоэлектрического модуля установлен с помощью поверхностного монтажа на печатной плате, размещенной в глухом отверстии корпуса пьезоэлемента.

7. Расходомер по п.6, в котором трансформаторный модуль содержит радиально внешний корпус трансформаторный,

причем корпус трансформатора имеет сквозное отверстие, проходящее от первого конца к второму концу трансформаторного модуля, а коаксиальный соединитель трансформаторного модуля установлен с помощью поверхностного монтажа на печатной плате, размещенной в сквозном отверстии корпуса трансформатора.

8. Расходомер по п.4, дополнительно содержащий кольцевое уплотнение, расположенное между соединением и держателем преобразователя.

9. Расходомер по п.6, в котором кольцевое уплотнение представляет собой стеклянное уплотнение.

10. Расходомер по п.2, дополнительно содержащий блок кольцевого уплотнения, расположенный в радиальном направлении между держателем преобразователя и пьезоэлектрическим модулем.

11. Расходомер по п.10, дополнительно содержащий по меньшей мере один блок кольцевого уплотнения, расположенный в радиальном направлении между держателем преобразователя и патрубком.

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

патрубок, имеющий сквозное отверстие и посадочные гнезда преобразователей, проходящие от внешней поверхности патрубка к сквозному отверстию,

блок преобразователя, размещенный в одном из посадочных гнезд преобразователя, имеющий центральную ось и содержащий:

пьезоэлектрический модуль, имеющий первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию патрубка, и второй конец, удаленный от сквозного отверстия патрубка, и содержащий корпус пьезоэлемента, проходящий между первым концом и вторым концом,

причем корпус пьезоэлемента имеет первое глухое отверстие, проходящее в осевом направлении от первого конца, а пьезоэлектрический модуль имеет пьезоэлемент, размещенный в первом глухом отверстии, расположенном ближе к первому концу, и

трансформаторный модуль, соединенный с пьезоэлектрическим модулем, и содержащий корпус трансформатора и расположенный в нем трансформатор,

блок кольцевого уплотнения, расположенный в радиальном направлении между блоком преобразователя и патрубком и в осевом направлении между трансформаторным модулем и сквозным отверстием патрубка, и предотвращающий поток текучей среды через посадочное гнездо преобразователя между сквозным отверстием патрубка и трансформаторным модулем.

13. Расходомер по п.12, в котором корпус пьезоэлемента содержит второе глухое отверстие, проходящее в осевом направлении от второго конца, и по меньшей мере одно сквозное отверстие, проходящее между первым и вторым глухими отверстиями,

причем трансформаторный модуль размещен во втором глухом отверстии пьезоэлектрического модуля и имеет первый конец, расположенный ближе к указанному по меньшей мере одному сквозному отверстию корпуса пьезоэлемента, и второй конец, удаленный от указанного по меньшей мере одного сквозного отверстия корпуса пьезоэлемента, а

блок преобразователя дополнительно содержит соединение, размещенное в каждом сквозном отверстии корпуса пьезоэлемента, причем каждое соединение имееет первый конец, электрически соединенный с пьезоэлементом, и второй конец, электрически соединенный с трансформатором.

14. Расходомер по п.13, дополнительно содержащий кольцевое уплотнение, расположенное между каждым соединением и корпусом пьезоэлемента.

15. Расходомер по п.14, в котором кольцевое уплотнение, расположенное между каждым соединением и корпусом пьезоэлемента, представляет собой стеклянное уплотнение.

16. Расходомер по п.14, в котором каждое соединение содержит штыревой соединитель, проходящий между сопрягаемым разъемом в первом глухом отверстии и сопрягаемым разъемом в трансформаторном модуле.

17. Расходомер по п.14, в котором посадочное гнездо преобразователя имеет внутреннюю резьбу, а корпус пьезоэлемента имеет внешнюю резьбу, взаимодействующую с внутренней резьбой посадочного гнезда преобразователя.

18. Расходомер по п.17, в котором второе глухое отверстие имеет внутреннюю резьбу, а корпус трансформатора имеет внешнюю резьбу, взаимодействующую с внутренней резьбой второго глухого отверстия.

19. Расходомер по п.12, в котором по меньшей мере один уплотнительный блок расположен в радиальном направлении между корпусом пьезоэлемента и патрубком.

20. Расходомер по п.12, дополнительно содержащий держатель трансформатора, имеющий первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию патрубка, и второй конец, удаленный от сквозного отверстия патрубка,

причем пьезоэлектрический модуль соединен с блоком преобразователя и проходит в целом в осевом направлении от первого конца держателя преобразователя,

а трансформаторный модуль соединен с блоком преобразователя и расположен в осевом направлении на расстоянии от пьезоэлектрического модуля.

21. Расходомер по п.20, в котором по меньшей мере один уплотнительный блок расположен в радиальном направлении между держателем трансформатора и патрубком.

22. Расходомер по п.20, в котором первый конец держателя преобразователя имеет первое осевое глухое отверстие, а второй конец держателя преобразователя имеет второе осевое глухое отверстие,

причем держатель преобразователя имеет сквозное отверстие, проходящее в осевом направлении между первым глухим отверстием и вторым глухим отверстием держателя преобразователя,

второй конец пьезоэлектрического модуля уплотнен в первом глухом отверстии держателя преобразователя, расположенного ближе к сквозному отверстию этого держателя преобразователя,

а трансформаторный модуль уплотнен во втором глухом отверстии держателя преобразователя и содержит первый конец, расположенный ближе к сквозному отверстию держателя преобразователя и второй конец, удаленный от сквозного отверстия держателя преобразователя.

23. Расходомер по п.22, дополнительно содержащий соединение, расположенное в сквозном отверстии держателя преобразователя, причем соединение имеет первый конец, присоединенный ко второму концу пьезоэлектрического модуля, и второй конец, присоединенный к первому концу трансформаторного модуля, причем указанное соединение электрически соединяет пьезоэлемент и трансформатор.

24. Расходомер по п.23, дополнительно содержащий кольцевое стеклянное уплотнение, расположенное между соединением и держателем трансформатора.

25. Расходомер по п.23, в котором каждый из первого конца соединения и второго конца соединения содержит коаксиальный соединитель,

причем каждый из второго конца пьезоэлектрического модуля и первого конца трансформаторного модуля содержит коаксиальный соединитель, сопрягаемый с одним из коаксимальных соединителей соединения.

26. Расходомер по п.24, дополнительно содержащий кольцевой уплотнительный блок, расположенный в радиальном направлении между держателем трансформатора и пьезоэлектрическим модулем.

27. Способ измерения потока текучей среды в трубопроводе, включающий:

(a) присоединение к трубопроводу патрубка, имеющего сквозное отверстие и посадочное гнездо для преобразователя, проходящее от внешней поверхности патрубка к сквозному отверстию,

(b) перемещение текучей среды через сквозное отверстие патрубка,

(c) сборку блока газового ультразвукового преобразователя, в котором блок преобразователя имеет центральную ось и содержит:

пьезоэлектрический модуль, присоединенный к патрубку и содержащий корпус пьезоэлемента и расположенный в нем пьезоэлемент, и

трансформаторный модуль, присоединенный к пьезоэлектрическому модулю и содержащий корпус трансформатора, и расположенный в нем трансформатор, электрически присоединенный к пьезоэлементу,

(d) размещение блока преобразователя в посадочном гнезде преобразователя,

(e) воздействие на пьезоэлектрический модуль текучей средой, протекающей через сквозное отверстии патрубка, и

(f) изолирование трансформаторного модуля от текучей среды, протекающей через сквозное отверстии патрубка.

28. Способ по п.27, дополнительно включающий:

(g) удаление трансформаторного модуля от газового ультразвукового преобразователя после выполнения этапа (d) и

(f) поддержание потока текучей среды через сквозное отверстие патрубка на этапе (g).

29. Способ по п.27, согласно которому этап (f) включает ограничение протекания текучей среды в сквозном отверстии патрубка к трансформаторному модулю.

30. Способ по п.28, дополнительно включающий размещение корпуса пьезоэлемента в осевом направлении на расстоянии от корпуса трансформатора.