插入式超声波传感器组件制造技术

提供了具有细长传感器本体的插入式超声波传感器组件。所述本体包括两个突出体，所述突出体从具有一对超声波收发器的远端突出。该对超声波收发器中的每个收发器被安装到相对应的突出体上。所述组件被安装成使得所述传感器本体以使得远端暴露于流动流体的方式突出到容器内，使得所述传感器本体的测量轴线相对于容器内的流体流以倾斜角度取向。

Plug-in ultrasonic sensor assembly

A plug-in ultrasonic sensor assembly with a slender sensor body is provided. The body comprises two protrusions, which are protruded from the far end with a pair of ultrasonic transceivers. Each transceiver of the pair of ultrasonic transceivers is mounted on the corresponding projection body. The assembly is mounted to make the sensor body protrude into the container in such a way that the distal end of the sensor body is exposed to the flowing fluid, so that the measurement axis of the sensor body is oriented at an inclined angle relative to the flowing fluid in the container.

【技术实现步骤摘要】
插入式超声波传感器组件
本专利技术总体涉及用于测量流体的传感器，且更具体地涉及用于流量测量的插入式传感器组件。
技术介绍
插入式传感器组件通常包括传感器本体，所述传感器本体被插入通过管中的孔从而将测量部件定位在流体中，以确定流体的参数，诸如流体流量。多种测量方法已被使用在插入式传感器中以测量流体流量。这种例子包括叶轮和电磁插入式流量传感器。尽管这种装置大体上是有效的，仍存在不足之处。例如，这种传感器组件可能遭受从其得到的测量的不足的线性度和动态范围。因此，应当理解的是，仍然存在对于解决这些问题的插入式传感器组件的需求。本专利技术满足这些需求以及其他的需求。
技术实现思路
简要地并且通常意义地，提供了一种具有细长传感器本体的插入式超声波传感器组件10。所述本体包括两个突出体16，所述突出体从具有一对超声波收发器的远端突出。该对超声波收发器中的每个收发器被安装到相应的突出体上。所述组件被安装成使得所述传感器本体以使其远端暴露于流动流体的方式突出到容器或管道内，使得所述传感器本体的测量轴线相对于容器内的流体流以倾斜角度取向。为了总结本专利技术以及相对于现有技术所取得的优势，在本文描述了本专利技术的一些优点。当然，要理解的是，根据本专利技术的任何特定实施例，并非必要所有这些优点都能实现。因此，例如，本
的技术人员将认识到的是，本专利技术可以以这样的方式被实施或被实现：其实现或者优化本文所教导的一个优点或者一组优点，而不必要实现本文所可以教导或启示的其他优点。所有这些实施例意图落入本文公开的本专利技术的范围内。根据参考附图的优选实施例的下述详细描述，本领域的技术人员将显而易见到本专利技术的这些和其他实施例，本专利技术不局限于所公开的任何特定优选实施例。附图说明为了描述能够取得本公开的优点和特征所采用的方式，通过参考在附图中所阐述的具体实施例，在下文将得到在上文中简单阐述的原理的更为具体的描述。这些图仅描述了本公开的例示性实施例，因此不会被认为限制了其范围。通过使用附图，本公开的原理以附加的特征和细节来进行描述和解释，在附图中：图1是根据本专利技术的插入式超声波传感器组件的部分分解透视图，描述了安装在传感器本体上面的电子设备外壳；图2是图1的超声波传感器组件的传感器本体的侧视图；图3是图1的超声波传感器组件的传感器本体的远端部分沿着A-A线剖开的横截面视图；图4是图1的超声波传感器组件的传感器本体的远端部分沿着B-B线(图2)剖开的横截面视图；图5是根据本专利技术的插入式超声波传感器组件的第二实施例的透视图；图6是图5的插入式超声波传感器组件的部分分解透视图，描述了安装在传感器本体内的电子设备；图7是安装到管道(以横截面示出)上的图1的传感器组件的侧视图。具体实施方式现在参考附图，并且特别参考图1和图2，超声波传感器组件10被示出，超声波传感器组件具有终止于远端14的细长传感器本体12。所述本体12包括两个突出体16，突出体从远端以纵向对齐且间隔开的关系突出。所述两个突出体限定了测量轴线Am。所述组件10还包括一对超声波收发器18(图4)。该对超声波收发器中的每个收发器安装到相对应的突出体16上。沿着测量轴线Am，该对超声波收发器在其间限定了测量区域。所述组件10还包括安装组件20，安装组件被构造成联接到流动流体的容器(例如，管道70(图7)）的壁上。所述组件被安装成使得所述传感器本体以使得所述远端暴露于流动流体的方式突出到所述容器内，以使得所述传感器本体的测量轴线相对于容器内的流体流以倾斜角度A取向。以这种方式，所述传感器组件使得能够确定流体流量。参照图3，所述超声波收发器18被定位于所述突出体的凹部内，使得所述收发器彼此面对面对齐，从而使得超声波收发器之间的通信与测量轴线Am对齐，从而在其间提供了测量区域。所述组件被安装成使得测量轴线相对于由箭头F描述的流体流方向以角度A取向。在例示性实施例中，角度A为大约45度。所述传感器本体14包括挡块22(图2)，当被安装时，挡块与安装组件20协作以固定所述传感器本体处于相对于流量来说的其取向(角度A)。在例示性实施例中，所述挡块22相对于测量轴线Am以角度A周向地隔开。所述传感器本体12大体上为圆柱形，限定了纵向轴线A1，并且突出体16在所述传感器本体的远端14处与纵向轴线对齐地延伸。所述突出体16充分地延伸超出所述远端14在其间的部分，从而超声波收发器18具有畅通无阻的通信。如在图4中最佳地看到的，所述收发器进一步与纵向轴线A1以面对面的关系对齐。所述超声波收发器被连接到外壳24中的电子设备，以建立横越时间流量测量系统，该系统使用市场上可买到的ASIC芯片来驱动所述收发器以用于在两个方向上发送超声脉冲波以及测量脉冲在流体中的飞渡时间。根据用于此类流量计的标准技术，流体的速度可以通过上游和下游横越时间之差计算得到。电子设备中的进一步计算将包含几何构型、温度以及黏度影响以及计时电子设备缺陷的标定和修正。得到的流体速度将会是在给定管道的横截面下期望的流率的测量。所述收发器是处于厚度共振模式的压电片，其可在市场上买到并且通常由锆钛酸铅(PZT)陶瓷制成。为例示性实施例所选择的共振频率高达4MHz，以实现可以被安装在所述突出体16的有限空间内的小而紧凑的片。为了实现良好的声耦合，利用环氧树脂、硅树脂或者聚氨酯树脂将所述收发器片粘合到所述突出体16的壁材料上。参照图5和图6，所述传感器本体12可以被配置成在其中容纳电子设备60，所述电子设备与收发器18通信。安装组件50将所述传感器本体12以在本文讨论的方式固定到外壳52并且固定到所述容器（管道）。缆线54从外壳延伸以向其他用户设备提供测量信号。使用上述提及的技术，经由外壳内的电子设备从收发器响应将得到这些信号。参考图1和图7，所述安装组件20将所述传感器本体12固定到外壳24上，外壳包括与所述收发器18通信的电子部件。所述安装组件还与容器（管道70）上的相对应的开口68匹配。所述开口可以包括带螺纹壁以固定所述传感器组件10到其上。挡块22协作以确保所述传感器组件相对于管道内的流体流以固定角度取向。替代性地，所述传感器组件可以具有螺纹部分，所述螺纹部分要被安装到管道上的带螺纹开口中。从前面描述应当理解的是，本专利技术提供了具有细长传感器本体的插入式超声波传感器组件。所述本体包括两个突出体，所述突出体从具有一对超声波收发器的远端突出。该对超声波收发器中的每个收发器被安装到相应的突出体上。所述组件被安装成使得所述传感器本体以使得所述远端暴露于流动流体的方式突出到容器内，使得所述传感器本体的测量轴线相对于容器内的流体流以倾斜角度取向。本专利技术已经以当前优选的实施例的方式在上文进行了描述，以便能够传达对本专利技术的理解。然而，存在在本文未作具体描述的本专利技术能够适用的其他实施例。因此，本专利技术不应被认为仅限于所示出的形式，所示出的形式要被理解为是描述性而非限制性的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种插入式超声波传感器组件(10)，包括：细长传感器本体(12)，所述传感器本体具有远端(14)，所述远端包括在远端处的两个突出体(16)，所述两个突出体限定测量轴线；一对超声波收发器(18)，该对超声波收发器中的每个收发器都被安装到所述两个突出体中的相对应的突出体上，该对超声波收发器在其间限定了沿着所述测量轴线的测量区域；以及安装组件(20)，所述安装组件被构造成联接到流动流体的容器的壁上，从而所述传感器本体以使其远端暴露于流动流体的方式突出到容器内，以使得所述传感器本体的测量轴线相对于所述容器内的流体流以倾斜角度取向。

【技术特征摘要】
2017.08.09 US 15/6727161.一种插入式超声波传感器组件(10)，包括：细长传感器本体(12)，所述传感器本体具有远端(14)，所述远端包括在远端处的两个突出体(16)，所述两个突出体限定测量轴线；一对超声波收发器(18)，该对超声波收发器中的每个收发器都被安装到所述两个突出体中的相对应的突出体上，该对超声波收发器在其间限定了沿着所述测量轴线的测量区域；以及安装组件(20)，所述安装组件被构造成联接到流动流体的容器的壁上，从而所述传感器本体以使其远端暴露于流动流体的方式突出到容器内，以使得所述传感器本体的测量轴线相对于所述容器内的流体流以倾斜角度取向。2.根据权利要求1所述的插入式超声波传感器组件，其中所述传感器本体限定内部腔体，所述内部腔体保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：G伯克哈特，
申请(专利权)人：乔治费希尔图章有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US