由整体式聚合物结构形成的超声波流量计壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种超声波流量计壳体，包括：‑铸造成一件的整体式聚合物结构，其包括流管和与流管分开的腔，流管限定沿第一方向的贯穿直流区段，并且贯穿直流区段布置成位于入口和出口之间的流体通道，并且贯穿直流区段的壁的一部分是腔的内表面的一部分，从而贯穿直流区段和腔具有共用壁区域，共用壁区域是分开流管和腔的防水壁；其中，腔布置成容纳‑至少一个超声波换能器，其位于共用壁区域处；以及‑测量电路，测量电路可操作地连接到至少一个超声波换能器以便允许测量流体的流动速率，其中，腔被周边壁环绕，周边壁限定单一开口，单一开口设有盖，并且单一密封装置用于提供盖与周边壁之间的防水封装，以便提供防水的腔。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是申请日为2010年12月15日、申请号为201080061432.3的中国专利技术专利“由整体式聚合物结构形成的超声波流量计壳体”的分案申请。
本专利技术涉及一种超声波流量计壳体和涉及一种包括壳体的超声波流量计。特别地，本专利技术涉及一种具有聚合物壳体的超声波流量计。
技术介绍
用于计算水、热、冷气、气体等的消耗量的基于超声波的流量计通常具有金属的流动部分，该金属的流动部分具有形成流道的贯穿孔。具有用于容纳电子部件的腔的隔室或壳体附接到所述流道。所述壳体用于保护电子部件，例如控制所述超声波换能器的测量电路，和任何附加电子设备，例如用于计算消耗量的计算电路，用于显示代表所述消耗量的数值的显示器，用于为所述电子部件供电的电池，无线电通信模块等。流量计的制造包括许多制造步骤。为了提供成本适宜地制造的流量计，必需控制所述制造方法以限制包含的步骤数量。国际专利申请WO2009/129885 A1公开了一种超声波测量装置，其包括基于聚合物的测量管和壳体，其中，所述壳体注射模制到所述测量管上以用无密封和无缝的方式连接它们。虽然这个装置可能比基于金属测量管的流量计制造更简单，尽管如此，它也遇到需要许多模制步骤以便制造所述组件的问题。
技术实现思路
可以看出，本专利技术的目的在于提供一种超声波流量计，它能够用有限数量的步骤制造和组装。在第一方面中，本专利技术提供一种超声波流量计壳体，它的形式为铸成一件的整体式聚合物结构。所述整体式结构包括流管和与所述流管分开的腔，其中，所述流管限定贯穿的直流区段，其布置成在入口和出口之间的流体通道，并且所述流动区段壁的一部分是所述腔的内表面的一部分，从而所述流动区段和腔具有共用的壁面积；其中，所述腔布置成容纳-至少一个超声波换能器，在所述共用的壁面积；以及-测量电路，其可操作地连接到所述至少一个超声波换能器，以便允许测量所述流体的流动速率。根据本专利技术的具有壳体的流量计能够用比现有计量器减少数量的步骤制造，因为只有单一步骤用于形成整体式聚合物结构。本专利技术依赖的洞察力是流量计壳体具有直流区段，所述直流区段以它的壁的一部分是所述腔的内部的一部分的方式与腔分开，所述流量计能够一方面在单一步骤中铸造，并且另一方面能够提供适于容纳流量计的所有必需部件的壳体。在一个普通实施例中，所述共用面积可包括通到所述流管的开口以便将超声波换能器安装到所述开口，从而提供与流动的流体直接接触。这种安装需要在所述换能器和开口之间流体紧密密封，以阻止流体从所述流动区段流到所述腔中。有利地，在有利的实施例中，所述流管和腔利用防水壁分开，并且所述至少一个超声波换能器布置成利用所谓匹配层原则将超声波信号从所述腔通过所述共用面积中的壁传递到所述流动区段中。在这个实施例中，所述超声波换能器简单地定位成与所述共用面积接触，避免任何密封装置。藉此移除任何获得流体密封的组件所必需的步骤，以及提供所述流体密封的组件所需要的任何零件。所述匹配层原则例如在公开的专利申请EP 2 037 231中进一步公开了。有利地，所述腔设有只有单一的开口，它布置有用盖密封连接的装置。这样，设置在所述腔的封装空间中的任何电子设备能够仅利用单一密封结构与环境封闭隔开。而且，因为所述流动区段可以用所述共用壁/所述流动区段的内表面密封，这个单一密封将密封所述封装空间与所述流量计放置于其中的周围环境条件，但不阻止所述流动的流体。在第二方面中，本专利技术涉及一种包括根据本专利技术第一方面的壳体的超声波流量计。应当理解的是，如在所述第一方面所提及的，相同的优点和等同实施例适用于所述第二方面。所述第一和第二方面的进一步有利的实施例在实施例的说明中公开。在实施例中，所述超声波流量计可以是收费流量计的一部分，例如水表、气体流量计、量热计或冷气计。所述流量计可以是法定计量器，即遵从规章要求的流量计。这种规章要求可以是要求测量的精度。附图说明下面将参考附图，仅以实例的方式描述本专利技术的实施例，其中：图1A和1B例示流量计壳体的实施例；图2例示超声波流量计的实施例的分解视图；图3A和图3B例示处于组装状态的图2的水表；图4例示具有插入到流管中的测量管元件的流量计壳体；以及图5A和5B以未组装的透视图(图5A)和组装的横截面视图(图5B)的形式例示模制模具。具体实施方式图1A和1B例示流量计壳体10的实施例，在图1A中以透视图的形式显示，在图1B中以剖视图的形式显示。所述壳体设置为铸成一件的聚合物结构。所述壳体包括第一壁1，如图1B中最佳所示，它形成直流道2或流管，其形式为在开口3和4之间，即入口3和出口4之间，的贯穿开口。入口和出口的横截面面积沿着所述流道平行。这个第一壁1优选具有以适当尺寸朝向端部3、4的圆形外截面以装配到连接管线。所述端部区段通常设有螺纹部分9，然而可以使用其他类型的连接方式。第二壁5形成具有开口7的腔6。第一和第二壁共用一个共用壁面积8，它是所述流动区段的一部分和所述腔的内表面的一部分。所述共用壁面积，尤其在指定支持所述超声波换能器的面积中，与从所述入口流到所述出口的流动方向平行。虽然所述流量计壳体的贯穿实施例在图1A和1B中进行了例示，但应该理解所述流量计壳体能够以许多方式成形以适应关于外部尺寸和要容纳在所述腔内的部件的尺寸和形状的限制。图2例示超声波流量计的实施例的分解视图，所述超声波流量计的形式为基于根据本专利技术实施例的流量计壳体10的水表。单一单元壳体10，尤其是腔6，布置成容纳至少一个超声波换能器，在这里是两个换能器20，和电路板21，电路板21包括可操作地连接到所述换能器的测量电路，用于测量流过流道2的流体的流动速率。所例示的水表是紧凑型计量器，除所述换能器和测量电路外，它在腔6中还具有许多另外的电子部件，如下面将讨论的。所述流管壁，即所述流管和腔的共用面积8，包括两个凹下的面积22，用于容纳超声波换能器20(还参见图1A)。所述凹下的面积是指定接收所述换能器的面积。在支持所述换能器的面积中，可能在所述面积应具有保证足够强度的厚度的约束下，所述壁的厚度调整成适当的厚度以保证所述超声波换能器发射的超声波穿过所述壁传递。所述面积因而可以是凹下、突出或者所述整个共用面积可以设有适当的壁厚。在实施例中，所述壁的厚度匹配所述换能器发射的超声波的多个半波长或多个波长。在不需要重新加工的条件下，所述需要的壁厚能够设置成与所述壳体的模制相联系。此外，所述换能器以声学上的方式联接所述壁，通常利用联接材料，例如一层黏胶或油脂或其他适当材料。在组装状态下，超声波换能器20利用固定构件，例如金属夹或钎焊(未显示)，优选以机械方式和电的方式连接到电路板21。所述壳体的这种形式因而支持包括所述超声波换能器和测量电路(和可能的其他部件)的分开单元的安装，所述超声波换能器和测量电路(和可能的其他部件)在所述流量计最终组装之前能够进行组装和测试。在所例示的实施例中，两个超声波换能器20布置在电路板21的匹配开口23中。这些开口用于使所述换能器关于所述电路板及关于所述流管，相对于彼此进行定位。电路板21还包括附接到所述底部侧的电池24和附接到上部侧的一组终端25。电池24适当附接，以便当组装时，在围绕所述腔的流管对称地布置的伸长的空间100中(参见图1A和1B)，装配在流管2的每一侧上。这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波流量计壳体，包括：‑铸造成一件的整体式聚合物结构，所述整体式聚合物结构包括流管和与所述流管分开的腔，所述流管限定沿第一方向的贯穿直流区段，并且所述贯穿直流区段布置成位于入口和出口之间的流体通道，并且所述贯穿直流区段的壁的一部分是所述腔的内表面的一部分，从而所述贯穿直流区段和所述腔具有共用壁区域，所述共用壁区域是分开所述流管和腔的防水壁；其中，所述腔布置成容纳‑至少一个超声波换能器，其位于所述共用壁区域处；以及‑测量电路，所述测量电路可操作地连接到所述至少一个超声波换能器以便允许测量流体的流动速率，其中，所述腔被周边壁(5)环绕，所述周边壁限定单一开口，所述单一开口设有盖，并且所述单一密封装置用于提供所述盖与所述周边壁之间的防水封装，以便提供防水的腔。

【技术特征摘要】
2009.12.15 EP 09179317.41.一种超声波流量计壳体，包括：-铸造成一件的整体式聚合物结构，所述整体式聚合物结构包括流管和与所述流管分开的腔，所述流管限定沿第一方向的贯穿直流区段，并且所述贯穿直流区段布置成位于入口和出口之间的流体通道，并且所述贯穿直流区段的壁的一部分是所述腔的内表面的一部分，从而所述贯穿直流区段和所述腔具有共用壁区域，所述共用壁区域是分开所述流管和腔的防水壁；其中，所述腔布置成容纳-至少一个超声波换能器，其位于所述共用壁区域处；以及-测量电路，所述测量电路可操作地连接到所述至少一个超声波换能器以便允许测量流体的流动速率，其中，所述腔被周边壁(5)环绕，所述周边壁限定单一开口，所述单一开口设有盖，并且所述单一密封装置用于提供所述盖与所述周边壁之间的防水封装，以便提供防水的腔。2.根据权利要求1所述的流量计壳体，其特征在于，所述共用壁区域包括被布置成接收所述至少一个超声波换能器的至少一个区域，所述至少一个区域具有适于传递所述超声波换能器发射的超声波的壁厚。3.根据权利要求1所述的流量计壳体，其特征在于，所述贯穿直流区段在所述贯穿直流区段的内侧具有一个或更多个突出或缺刻，用于与相关的测量管元件和超声波反射器装置相接合。4.根据权利要求1所述的流量计壳体，其特征在于，所述流量计壳体还包括铸造到所述流管中的金属袋。5.根据权利要求1所述的流量计壳体，其特征在于，所述整体式聚合物结构成形为使得所述腔的一部分提供沿所述流管...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·劳尔森，S·T·尼尔森，
申请(专利权)人：卡姆鲁普股份有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK