在一实施方式中，超声波流量计包括管段，该管段包括通孔和从该管段的外表面延伸至该通孔的换能器端口。另外，该超声波流量计包括设置在换能器端口中的换能器组件。该换能器组件具有中央轴线并且包括换能器保持器，该换能器保持器具有邻近管段的通孔的第一端部以及远离管段的通孔的第二端部。此外，换能器组件包括压电舱，该压电舱包括压电元件。压电舱联接至换能器保持器并从换能器保持器的第一端部大致轴向地延伸。此外，换能器组件包括变压器舱，该变压器舱包括变压器。变压器舱联接至换能器保持器并与压电舱轴向地间隔开。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波流量计和具有隔离的变压器舱的换能器组件 关于联邦政府资助的研究或研发的声明不适用。
技术介绍
多种实施方式涉及超声波流量计并且特别涉及在超声波流量计中使用的换能器组件。在已将碳氢化合物从地面移除之后，(液相的或气相的)流体流经由管路输送至各处。所期望的是，精确地获知该流中流动的流体的数量，并且当流体正在转手时，或在“密闭输送”期间，要求特别的精度。然而，即使是在没有发生密闭输送的地方，测量精度也是所期望的，并且在这些情形中可使用超声波流量计。超声波流量计包括两个或更多个换能器组件，每个换能器组件紧固在流量计的本体或管段中的端口的内侧。为了在流量计内容纳输送的流体，在管段中的每个换能器端口的外端上紧固有端部连接器。由此，管段和端部换能器形成压力边界，该压力边界容纳流动通过该流量计的流体。为了测量通过流量计的流体流量，沿着管段的内表面设置有一对换能器组件，使得每个换能器组件彼此面对。每个换能器组件包括压电元件，并且当将交流电施加至第一换能器组件的压电元件时，该压电元件通过在正被输送通过流量计的流体中发射超声波而作出响应。当波入射到第二换能器组件的压电元件上时，该换能器组件通过产生电信号而作出响应。一段时间之后，将交流电施加至第二换能器组件的压电元件，并且该压电元件通过将超声波发射通过流量计中的流体而作出响应。当波入射到第一换能器组件的压电元件上时，该换能器组件通过产生电信号而作出响应。这样一来，换能器组件越过流体流来回地发送和接收信号。每个换能器组件连接至缆线，该缆线穿过端部连接器延伸至管段的外部及诸如通常安装至管段的外部的电子器件罩壳之类的远程位置。缆线将由压电元件产生的信号承载至设置在电子器件罩壳内的采集板，信号可在采集板上进行处理并随后用于确定通过流量计的流体流速。当不处于使用中时，换能器组件中的压电元件可累积电荷。该电荷对在流量计上执行维护的人员存在危险。为了降低维护人员的风险，通常将每个压电元件联接至变压器，该变压器除了下述功能之外，还为由压电元件产生的电荷提供放电路径。变压器还在压电元件与最终接收由压电元件产生的信号的采集装置之间提供抗阻匹配。由此，压电元件和变压器是配对的。因此，变压器通常被设置在换能器组件内。利用大多数的传统设计，当压电元件或变压器需要更换时，整个换能器组件被从管段中的端口上移除，这在将端部连接器移除以触及换能器组件时，通常使得穿过管段的流体流的所不期望的中断成为必需。此外，在许多传统的换能器组件中，换能器组件内的变压器和/或在变压器与压电元件之间的电气连接易于受到在与压电元件所经历的条件相同的条件中的暴露的影响。当变压器或电气连接并不设计用于与压电元件相同的条件时，这种暴露并不是所期望的。例如，穿过流量计的流体可以是腐蚀性的。尽管压电元件可与腐蚀性的条件相容，但变压器可能不与腐蚀性的条件相容。在这种情况下，腐蚀性的流体会损坏变压器和相关联的布线。改善给予流体的超声波信号的质量的机构可改善测量精度。而且，流量计的部件的磨损、破裂、和部件老化(例如，由正被测量的流体的腐蚀性导致)会相当大地缩短该装置的寿命，并且由此，任何提高流量计及其部件的耐用性和/或寿命的设备、方法或系统会是所期望的。最后，超声波流量计可安装在恶劣的环境中，并且由此，任何缩短维修时间并且如果可能的话改善性能的机构会是所期望的。
技术实现思路
通过一种用于测量通过管路的流体的流量的超声波流量计在一个实施方式中满足现有技术中的这些和其它需要。在一实施方式中，该流量计包括管段，该管段包括通孔和换能器端口，该换能器端口从管段的外表面延伸至通孔。另外，该流量计包括设置在换能器端口中的换能器组件。该换能器组件具有中央轴线并且包括换能器保持器，该换能器保持器具有邻近管段的通孔的第一端部以及远离管段的通孔的第二端部。此外，换能器组件包 括压电舱，该压电舱包括压电元件。该压电舱联接至换能器保持器并从换能器保持器的第一端部大致轴向地延伸。此外，换能器组件包括变压器舱，该变压器舱包括变压器。变压器舱联接至换能器保持器并与压电舱轴向地间隔开。通过一种用于测量通过管路的流体的流量的超声波流量计在另一实施方式中满足现有技术中的这些和其它需要。在一实施方式中，该流量计包括管段，该管段包括通孔和多个换能器端口，该多个换能器端口从管段的外表面延伸至通孔。另外，该流量计包括设置在换能器端口中的一个中的换能器组件。换能器组件具有中央轴线并且包括压电舱，该压电舱具有邻近管段的通孔的第一端部以及远离管段的通孔的第二端部。该压电舱包括在第一端部与第二端部之间延伸的压电壳体。该压电壳体包括从第一端部轴向地延伸的第一沉孔。此外，该压电舱包括设置在第一沉孔中邻近第一端部的压电元件。而且，该换能器组件包括联接至压电舱的变压器舱。变压器舱包括变压器壳体和设置在变压器壳体内的变压器。此外，该换能器组件包括环形密封组件，该环形密封组件径向地设置在换能器组件与管段之间，并轴向地设置在变压器舱与管段的通孔之间。该密封组件阻止流体通过换能器端口在管段的通孔与变压器舱之间的流动。通过一种用于测量通过管路的流体的流量的超声波流量计在另一实施方式中满足现有技术中的这些和其它需要。在一实施方式中，该方法包括将管段联接至管路。该管段包括通孔和从管段的外表面延伸至通孔的换能器端口。另外，该方法包括使流体流动通过管段的通孔。此外，该方法包括组装气体超声波换能器组件。该换能器组件具有中央轴线并且包括联接至管段的压电舱。该压电舱包括压电壳体和设置在压电壳体中的压电元件。此外，换能器组件包括联接至压电舱的变压器舱。该变压器舱包括变压器壳体和设置在变压器壳体中的变压器，并且将变压器电联接至压电元件。此外，该方法包括设置组装在换能器端口中的换能器。而且，该方法包括使压电舱暴露于在管段的通孔中流动的流体。另外，该方法包括将变压器舱与在管段的通孔中流动的流体隔离。由此，于此所述的实施方式包括意在应对与某些现有装置、系统、和方法相关联的多种缺点的特征和优点的结合。一旦所属领域技术人员参照附图阅读详细的说明，上述多种特性及其它特征将易于变得明白。附图说明为了对本专利技术的示例性实施方式进行详细的说明，现将参照附图进行说明，在附图中图IA为超声波流量计的实施方式的截面俯视图；图IB为图IA的流量计的端部；图IC为图IA的流量计的俯视不意图； 图2为根据于此所述的原理的超声波流量计的实施方式的立体图；图3为设置在图2的超声波流量计的换能器端口中的一个中的气体超声波换能器组件的实施方式的放大的局部截面图；图4为图3的气体超声波换能器组件的放大的局部截面图；图5和图6为图2的压电舱的放大的截面图；图7和8为图2的变压器舱的放大的截面图；图9为图2的变压器舱衬套(spacer)的立体图；图10为图2的接受器舱的分解视图；图11和12为图2的接收器舱的放大的截面图；图13为图2的接收器舱的端视立体图；图14为设置在图2的超声波流量计的换能器端口中的一个中的气体超声波换能器组件的实施方式的放大的局部截面图；图15为图14的压电舱的放大的截面图；图16为图14的压电舱的端视图；图17为根据于此所述的原理的超声波流量计的实施方式的截面图；图18为根据于此所述的原理的超声波流量计的实施方式的截面图。具体实施例方式下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·罗伯特·阿兰，亨利·查尔斯·小斯特劳布，
申请(专利权)人：丹尼尔测量和控制公司，
类型：发明
国别省市：
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