超声波导制造技术

一种超声信号耦合器包括管道，其中具有第一超声波导和第二超声波导，其穿透管道，使得附连到超声波导的端部的超声换能器经过直接穿过经由管道行进的流体的超声波导来传递超声信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
—般来说，本专利技术涉及超声流量测量，以及更具体来说，涉及流量测量中应用的超声波导组合件。
技术介绍
超声流量计用来确定流经不同尺寸和形状的管道的多种流体(例如液体、气体等)以及不同流体的组合的流率。一种类型的超声流量计采用传播时间(transit time)法。这种技术使用一对或多对超声换能器，其附连到管道壁的外部并且位于彼此的上游和下游。换能器的每个在被激励时经过流动流体传送超声信号，其由该对的另一超声换能器来检测。管道中流动的流体的速度能够作为如(I)迎着流体流动方向从下游超声换能器到上游超声换能器向上行进的超声信号与(2)随流体流动方向从上游超声换能器到下游超声换能器向下行进的超声信号之间的超声信号的差分传播时间的函数来计算。换能器对能够安装在管道上的不同相对位置，例如，换能器对能够位于管道的相对侧、即直径上相对的，使得连接换能器的直线经过管道轴，或者它们能够相邻地位于管道的同一侧。在直径示例中，由换能器对中的换能器之一所传送的超声信号在由该对中的另一换能器来检测之前没有从管道内表面反射。在相邻换能器的后一示例中，由换能器对中的换能器之一所传送的超声信号在由该对中的另一换能器来检测之前被管道内表面反射。在一些应用中，超声流量计与其附连的管道携带使管道壁达到较高温度的流体，或者管道可携带使管道壁达到较低温度的流体。始终暴露于极端温度引入热应力，其减少换能器的有用寿命。耦合在超声换能器与管道之间的波导帮助防止极端温度损坏压电材料。但是，信号质量能够因波导与管道壁之间通过例如使用人工临时附连方法所引起的不良声耦合或者通过在发射点的污染物的积聚所引起的、超声信号进入经过管道行进的流体中的发射点之间的不良声耦合或者通过暴露于恶劣环境、例如温度极值所引起的换能器中的压电材料的退化而衰退。以上论述只是为了一般背景信息来提供，而不是意在用作帮助确定要求保护主题的范围。
技术实现思路
公开一种超声信号耦合器，超声信号耦合器包括第一和第二超声波导，其穿透管道，使得附连到超声波导端部的超声换能器直接向经过管道行进的流体传递超声信号。在这种配置中，超声换能器没有与管道或流体直接接触，并且因此没有直接暴露于流体和管道的极端温度。超声波导的一侧遭遇来自管道和流体的直接温度传递，而波导的另一侧声耦合到超声换能器。波导充当热隔离缓冲器，并且帮助保护超声换能器中的压电材料免受经过管道行进的流体的温度极值。超声波导通常由金属制成，并且通过穿透管道直接声耦合到流体。在超声信号耦合器的一些所公开实施例的实施中可实现的优点是测量流体流动速度以及因此流经管道的液体的容积方面的改进精度。在一个实施例中，超声波导组合件包括管道，其中具有外表面、内表面和管道轴。内表面限定管道(其可包括经由其中行进的流体)的内径。超声波导在第一位置穿透管道，使得超声波导与流体直接接触。超声换能器适合声耦合到该超声波导。另一个超声波导在另一个位置穿透管道，使得它也与流体直接接触。另一个超声换能器适合声耦合到那个超声波导。在另一个实施例中，超声波导组合件包括管道，其中具有外表面、内表面和管道轴。内表面限定管道(其可包括经由其中行进的流体)的内径。超声波导在第一位置穿透管道，使得超声波导与流体直接接触。超声波导包括长度、宽度和波导轴。超声波导穿透管道，使得其轴相对管道轴形成锐角。波导的长度大于其宽度，并且超声换能器适合声耦合到该超声波导。另一个超声波导在另一个位置穿透管道，使得它也与流体直接接触。另一超声波导也包括长度、宽度和波导轴，使得其波导轴相对管道轴形成锐角。其长度也大于其宽度。另一个超声换能器适合声耦合到这个超声波导，以及波导的轴是共线的。在另一个实施例中，超声波导组合件包括管道，其中具有外表面、内表面和管道轴。内表面限定管道(其可包括经由其中行进的流体)的内径。超声波导穿透管道并且突入流体中。超声波导包括长度、厚度和波导轴。超声波导穿透管道，使得其轴相对管道轴形成锐角。其长度大于其厚度，并且超声换能器适合声耦合到该超声波导。另一个超声波导穿透管道并且突入流体中。它也包括长度、厚度和波导轴，并且它穿透管道，使得其轴相对管道轴形成锐角。其长度大于其厚度，并且另一个超声换能器适合与其声耦合。本专利技术的这个概述仅意在按照一个或多个说明性实施例来提供本文所公开主题的简述，而不是用作解释权利要求书或者限定或限制仅由所附权利要求书来限定的本专利技术的范围的指南。提供本概述以便以简化形式介绍概念的说明性选择，下面在详细描述中进一步描述。本概述不是要确定要求保护主题的关键特征或基本特征，也不是要用于帮助确定要求保护主题的范围。要求保护主题并不局限于解决背景中所述的任何或全部缺点的实现。【附图说明】为了能够理解本专利技术的特征的方式，本专利技术的详细描述可通过参照某些实施例进行，其中一部分在附图中示出。但是，要注意，附图仅示出本专利技术的某些实施例，因此不是要被认为对其范围的限制，因为本专利技术的范围包含其他同样有效的实施例。附图不一定按照比例绘制，重点一般在于示出本专利技术的某些实施例的特征。附图中，相似的标号用于在各个视图中通篇表示相似的部分。因此，为了进一步了解本专利技术，能够结合附图来参照以下详细描述，附图包括: 图1是示范直径超声波导组合件的正视图； 图2是图1所示的示范直径超声波导组合件的侧视图； 图3是示范弦超声波导组合件的正视图； 图4是图3所示的示范弦超声波导组合件的侧视图；图5是示范直径突出超声波导组合件的侧视图；以及图6是示范弦突出超声波导组合件的侧视图。【具体实施方式】图1和图2分别示出超声波导组合件100的一个实施例的正视图和侧视图，其中超声换能器101、103分别附连到超声波导102、104，其又穿透并且附连到管道120，管道120携带经由其中沿方向120行进、在图1的正视图中示为由左至右行进的流体，其中方向121与管道120的轴122基本上平行。超声换能器101、103各能够相互传送超声信号，其沿典型超声信号路径段151、152、153行进。超声换能器的每个能够传送超声信号并且检测超声信号。例如，当超声换能器101发射超声信号时，它沿经过超声波导102的典型超声信号路径段151行进，然后通过经过管道120行进的流体沿典型超声信号路径段152折射，然后通过超声波导104沿经过超声波导104的典型超声信号路径段153行进，由此超声换能器101所发射的超声信号由超声换能器103来检测。类似地，当超声换能器103发射超声信号时，它沿经过超声波导104的典型超声信号路径段153行进，然后通过经过管道120行进的流体沿典型超声信号路径段152折射，然后通过超声波导102沿经过超声波导102的典型超声信号路径段151行进，由此超声换能器103所发射的超声信号由超声换能器101来检测。在一个实施例中，超声波导102、104放置在经过管道120的开口中，并且焊接到位以用于提供超声波导102、104与经过管道120行进的流体之间的高质量声耦合。超声波导202、204也能够使用夹具放置在管道120中。在这些实施例的任一个中，超声波导102、104能够由与管道120相同或不同的材料制成。超声波导102、104能够在基于挤压的制造过程中使用与管道120相同的材料、与管道12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波导组合件，包括：具有外表面和内表面的管道，所述内表面限定包括经由其中行进的流体的所述管道的内径；第一超声波导，在第一位置穿透所述管道的所述外表面和所述管道的所述内表面，使得所述第一超声波导与经由其中行进的所述流体直接接触；第一超声换能器，适合声耦合到所述第一超声波导；第二超声波导，在第二位置穿透所述管道的所述外表面和所述管道的所述内表面，使得所述第二超声波导与经由其中行进的所述流体直接接触；以及第二超声换能器，适合声耦合到所述第二超声波导。

【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：XS敖，OA赫拉科夫斯基，马玥，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US