超声波测量仪制造技术

本申请公开了一种用于检测流体流速的超声波测量仪，有流体进口(2)、流体出口(3)和使得流体进口(2)与流体出口(3)连接的流动通道(4)，其中，流动通道(4)有测量管(5、28、29、31)，所述测量管沿流动方向以直线延伸，其中界定测量管(5、28、29、31)的流动截面的侧壁(12)的内壁有至少一个槽(14)，所述槽沿流动方向延伸，所述槽(14)扩大了流动截面，其中，侧壁(12)有孔(15、24、25、26、30)和/或台阶(34)，所述孔和/或台阶只在槽(14)内，沿流动方向在正常区域(33)和凹入区域(32)之间，所述槽(14)的槽深度在凹入区域(32)中比在正常区域(33)中更大。

【技术实现步骤摘要】
超声波测量仪
本专利技术涉及一种用于检测流体的流速的超声波测量仪，所述超声波测量仪有流体进口、流体出口以及使得流体进口与流体出口连接的流动通道，其中，流动通道具有测量管，所述测量管沿流动方向成直线延伸。
技术介绍
用于检测流体(例如液体或气体，特别是水)的流速的超声波测量仪应当能够尽可能准确地检测流速，即使当流动高度动态时。特别是，相对于内部和外部干扰，流速的检测应该稳固。这里，在测量区域中的流动稳定是必要的。特别是，应该避免突然的扰动变化(例如以特殊流速)，因为这样的变化可能导致测量曲线的变化。因为转换点可能取决于大量因素，例如温度和超声波测量仪的老化状态，这种变化的可靠补偿实际上是不可能的。减少或防止流动突然变化的一种可能性是在进入测量管之前将湍流引入流动中。为此，文献EP0565851A1提出将流动引导到测量管，所述流动基本垂直于流过测量管的流动方向，且在测量管的影响区域中提供腹板(web)，所述腹板使测量管延伸，湍流通过所述腹板而引入这些流动中。
技术实现思路
本专利技术的基本目的是进一步提高在超声波测量仪的测量管区域中的流动引导，以便在测量精度和测量动力学方面满足较高标准。根据本专利技术，所述目的通过在开始处所述类型的超声波测量仪来实现，其中，界定测量管的流动截面的侧壁的内部壁有至少一个槽，所述槽沿流动方向延伸，所述槽扩大了流动截面，其中，侧壁有孔和/或台阶，所述孔和/或台阶只在槽内，沿流动方向上在正常区域和凹入区域之间，所述槽的槽深度在凹入区域中比在正常区域中更大。根据本专利技术，使用侧壁有多个沿圆周方向的槽(凸出区域在槽之间)的测量管来代替例如有基本圆形流动截面的测量管。槽能够为梯形，或者侧壁的内表面能够有梯形轮廓。这种轮廓中的边缘也能够被弄圆。内表面的轮廓也能够为波形。已经认识到，侧壁的相应形状能够有助于稳定在测量管中的流动型面。在很多情况下，最佳的流动引导将很有利，以便使用槽的较大槽深度，或者最大可能地减小这些槽的宽度。同时，测量管的流动截面不应该减小太多，以便控制横过测量管的压力降。因此，槽深度受到可用安装空间的限制。而且，槽的宽度不能减小太多，否则例如悬浮物质可能沉积在这些槽中，从而污染它们。不过，为了使得流动型面实现尽可能的最佳稳定，尽管有这些给定的设计限制，但是本专利技术表明，通过在侧壁中提供孔或通向凹入区域的台阶而改变至少一个槽。因此，槽的深度局部增加，从而能够进一步稳定流动引导。在孔的情况下，当测量管平齐地抵靠超声波测量仪的壳体或超声波测量仪的一些其它部件放置时(例如在孔的区域中)，槽的深度将增加至少测量管的壁厚。如后面详细所述，孔也能够终止于流体填充的交换容积，所述流体填充的交换容积例如与流体出口流体连接。有效结果是槽深度进一步增加，因为流动能够局部引导通过交换容积。根据本专利技术，在凸出区域中并不提供台阶或孔。在大致圆形流动截面的情况下，在相应凸出区域中在侧壁和测量管的中心线之间的距离能够恒定，或者能够沿流动方向连续变化，例如，以便形成测量管的稍微圆锥形形状。流动截面沿流动方向的变化能够为实现小于2°的梯度，特别是在0.5°和2°之间或在0.7°和1°之间的梯度。孔或凹入区域能够为狭槽形状。特别是，孔或凹入区域沿流动方向的延伸范围能够比沿测量管的圆周方向更大。在根据本专利技术的超声波测量仪中，各槽都能够有引导到凹入区域的孔和/或台阶。在全部槽的情况下，孔或凹入区域能够沿流动方向在相同测量管段上延伸。优选是，沿测量管的圆周方向在位于槽之间的凸出区域和槽之间的转换能够周期性进行。多个凸出区域和槽能够各自为彼此相同设计，或者相互不同。例如，多个槽的深度能够不同。根据本专利技术的超声波测量仪能够设计成这样，使得流动通道由超声波测量仪的管状壳体来形成。测量管能够这样插入至所述壳体中，即使得在超声波测量仪内在流体进口和流体出口之间的流体交换只能够通过测量管。通过基本平行于流动方向来发送超声波信号穿过测量管，能够检测流速。流速能够根据所述超声波信号的频移和/或传播时间来确定。这种方法在现有技术中已知，将不再详细介绍。为了发送和接收超声波信号，能够使用超声波换能器，所述超声波换能器布置在壳体的侧壁中，并基本垂直于流动方向来发送或接收超声波信号。为了偏转超声波信号，偏转超声波信号的相应反射元件能够提供在测量管的流体进口侧和/或流体出口侧。这些能够固定在壳体和/或测量管上，特别是通过相连的保持元件，或者能够与壳体或测量管形成一体。内壁能够有多个槽，其中，一个槽有孔和/或台阶，或者多个槽具有相应的孔和/或相应的台阶。这些槽能够各自有水平或圆形段形状的槽基部以及与所述槽基部成一定角度延伸的槽壁。槽基部能够基本垂直于槽壁，或者与所述壁围成钝角。特别是，孔能够是在槽基部中的孔。在这种情况下，整个槽基部能够在孔的区域中穿透，或者只能够穿透槽基部的局部区域。当提供倒角槽壁时，孔还能够另外穿透一个或两个壁的一部分。槽基部的圆形段形状能够选择为这样，即使得侧壁的内表面在槽基部部分中环绕测量管的中心线形成圆形段。孔能够使得测量容积与交换容积连接，所述测量容积由测量管的侧壁的内表面包围，所述交换容积邻接侧壁的外表面，以便能够在这些容积之间流体交换。特别是，在这种情况，超声波测量仪能够有密封元件，所述密封元件使得交换容积与流体进口分离，从而允许只通过测量管在超声波测量仪中的流体进口和交换容积之间流体交换。在超声波测量仪的流体出口侧的流体容积能够与交换容积直接相连，或者形成所述交换容积，从而能够在流体出口和交换容积(所述交换容积在超声波测量仪内在测量管外)之间进行流体交换。特别是，在流体出口侧，测量管能够自由地终止于在流体出口侧的容积中，所述容积形成交换容积。密封元件能够布置在测量管的流体进口端。因此，迫使全部流体通过测量管的进口。对于从测量管进入交换容积的流动部分并不绝对必需返回至测量管。因此，交换容积能够与流体出口直接连接，从而能够进一步降低横过测量管的压力降。特别是，密封元件能够与测量管形成一体。它能够由同样的材料制成，并能够与测量管共同生产，例如在注射模制处理中。密封元件能够设计为轴环，所述轴环在测量管的流体进口端处从测量管的侧壁径向向外延伸。孔和/或凹入区域能够延伸直至测量管的、面对流体出口的端部。这在开始所述的反射元件布置于流动通路中的情况下特别有利。由于在管的端部处的凹入区域或孔，流能够很容易地绕相应反射元件流动。总的来说，能够减少超声波测量仪中的压力降，并能够减少或避免在反射器处的流动突然变化。在可选实施例中，孔和/或凹入区域与测量管的、面对流体出口的端部以及与测量管的、面对流体进口的端部间隔开。例如，在至少一个槽中能够提供孔或凹入区域，所述孔或凹入区域沿流动方向以相对于测量管的中心基本对称的方式延伸，或者提供借助于测量管而形成的测量区域。根据超声波测量仪的具体实施例，这能够稳定在与测量特别相关的区域中的流动型面。在侧壁有多个槽(各槽有孔和/或台阶)的情况下，侧壁在至少两个孔的区域中的壁厚、和/或至少两个孔和/或至少两个凹入区域沿流动方向和/或周向方向的尺寸、和/或至少两个孔和/或至少两个台阶相对于相应槽的位置、和/或至少两个台阶的高度能够彼此不同。因此能够进一步破坏流动型面的对称性。当对称性稍微破坏时，流动型面的对本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测流体流速的超声波测量仪，具有流体进口(2)、流体出口(3)和连接所述流体进口(2)与流体出口(3)的流动通道(4)，其中流动通道(4)具有测量管(5、28、29、31)，所述测量管(5、28、29、31)沿流动方向成直线延伸，其特征在于：界定测量管(5、28、29、31)的流动截面的侧壁(12)的内壁具有至少一个槽(14)，所述槽(14)沿流动方向延伸，所述槽(14)扩大了流动截面，其中，侧壁(12)只在槽(14)内且沿流动方向在正常区域(33)和凹入区域(32)之间具有孔(15、24、25、26、30)和/或台阶(34)，所述槽(14)的槽深度在凹入区域(32)中比在正常区域(33)中大。

【技术特征摘要】
2016.11.15 DE 102016013607.31.用于检测流体流速的超声波测量仪，具有流体进口(2)、流体出口(3)和连接所述流体进口(2)与流体出口(3)的流动通道(4)，其中流动通道(4)具有测量管(5、28、29、31)，所述测量管(5、28、29、31)沿流动方向成直线延伸，其特征在于：界定测量管(5、28、29、31)的流动截面的侧壁(12)的内壁具有至少一个槽(14)，所述槽(14)沿流动方向延伸，所述槽(14)扩大了流动截面，其中，侧壁(12)只在槽(14)内且沿流动方向在正常区域(33)和凹入区域(32)之间具有孔(15、24、25、26、30)和/或台阶(34)，所述槽(14)的槽深度在凹入区域(32)中比在正常区域(33)中大。2.根据权利要求1所述的超声波测量仪，其特征在于：内壁具有多个槽(14)，其中，一个槽(14)具有孔(15、24、25、26、30)和/或台阶(34)，或者多个槽(14)具有相应的孔(15、24、25、26、30)和/或相应的台阶(34)。3.根据前述一项权利要求所述的超声波测量仪，其特征在于：在各种情况下，槽(14)具有水平或圆形段形状的槽基部(22)以及与槽基部(22)成一角度延伸的槽壁(23)。4.根据前述一项权利要求所述的超声波测量仪，其特征在于：孔(15、24、25、26、30)使得由测量管(5、28、29、31)的侧壁(12)的内表面包围的测量容积与邻接侧壁(12)的外表面的交换容积(16)连接，以便能够在测量容积和交换容积之间流体交换。5.根据权利要求4所述的超声波测量仪，其特征在于：所述超声波测量仪具有密封元件(18)，所述密封元件(18)使得交换容积(16)与流体进口(2)分离，从而使得在超声波测量仪(1)中的流体进口(2)和交换容积(16)之间只通过测量管(5、28、29、31)进行流体交换。6.根据权利要求5所述的超声波测量仪，其特征在于：密封元件(18)与测量管(5、28、29、31)一体形成。7.根据前述一项权利要求所述的超声波测量仪，其特征在于：孔(15、24、25、26、30)和/或凹入区域(32)延伸直至测量管(5、28、29、31)面对流体出口(3)的端部。8.根据权利要求1至6中的一项所述的超声波测量仪，其特征在于：孔(15、24、25、26、30)和/或凹入区域(31)与测量管(5、28、29、31)面对流体出口(3)的端部以及与测量管(5、28、29、31)面对流体进口(2)的端部间隔开。9.根据前述一项权利要求所述的超声波测量仪，其中：侧壁(12)具有多个槽(14)，各槽具有孔(15、24、25、26、30)和/或台阶(34)，其特征在于：侧壁在至少两个孔(15、24、25、26、30)的区域中的壁厚彼此不同、和/或至少两个孔(15、24、25...

【专利技术属性】
技术研发人员：HM·松嫩贝格，
申请(专利权)人：代傲表计有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE