用于流量计的具有台阶形的侧壁的声探头制造技术

本发明专利技术涉及一种安装在流量计的量管中的用于对介质流量进行声基测量的声探头(1)。声探头包括纵轴线(2)以及：由金属的缸部材料制成的缸部(3)，该缸部具有缸侧壁(4)、声可穿透的缸底部(5)和与缸底部(5)对置的缸口(6)；机电式声转换元件(9)，该机电式声转换元件粘附在缸底(5)的内侧上；两个从缸口(6)引出的电引线(14，15)，所述电引线用于实现机电式声转换元件(9)的电接触；封闭部件(17)，该封闭部件插入缸部(3)中并封闭缸口(6)。缸侧壁(4)在缸口(6)的高度上转变为弯曲的缸边缘区域(8)，该缸边缘区域沿侧向方向远离纵轴线(2)延伸。缸侧壁(4)具有缸台阶(7)，而封闭部件(17)在封闭部件侧壁(25)中具有与缸台阶(7)相对应的封闭部件台阶(26)，其中，缸台阶(7)和封闭部件台阶(26)直接彼此贴靠。

【技术实现步骤摘要】
用于流量计的具有台阶形的侧壁的声探头
本专利技术涉及一种安装在流量计的量管中的用于对介质流量进行声基测量的声探头/超声波探头，所述声探头包括纵轴线。
技术介绍
基于(超)声波测量技术的流量计是已知的。脉冲形的(超)声波信号借助于(超)声波转换器产生，并且被发送以沿流向和反向于流向穿过介质。对声信号沿两个传输方向的传播时间的区别进行分析以得出介质的流量。这种基于超声波的流量计按照传播时间差原理工作。存在不同的设计方案。一方面已知多种实际上为流量计并且仅确定介质流量的装置。另一方面也存在能量计，例如以热量计和冷量计的形式，在其中将按照上述原理确定的流量与至少一个附加的温度测量值相关联，由此确定通过介质输送的(热或冷)能量。这种能量计也可以在此被理解为特殊构造的流量计。用于声发生和声接收的声转换器也可以根据流量计的结构形式被安装在独立的构件中。因此声转换器例如可以位于独立的壳体中。这种包括带有放置在其中的声转换器的壳体的单元在此也被称为声探头。在已知的声探头-结构形式中，壳体可以非常稳定地设计，例如设计为黄铜构件。这样，声探头可以承受由被检测的介质引起的非常高的压力负荷。但是另一方面也导致了相对高的制造成本和高重量。在DE102009046147A1、DE102009046148A1和DE102010000967A1中描述了其它结构形式的声探头，在其中，接纳相应的声转换器的壳体在其面对被声探测的介质的一侧上是打开的并且仅借助于密封膜遮盖或封闭。该声探头尤其被用于气态的介质、尤其是在环境空气中。该声探头无论如何都不受到高压力负荷，否则所使用的密封膜不能承受该高压力负荷。尽管已知许多结构形式的声探头，但是在以下方面仍存在对于改进方案的需求：操纵、操作/运行安全性、对自动化批量生产的适应性和/或这种构件的制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于安装在流量计中的声探头，该声探头对已知的设计方案作出进一步的改进。为了实现所述目的，提供具有权利要求1的特征的声探头。根据本专利技术的声探头包括：由金属的缸部材料制成的缸部，该缸部具有缸侧壁、声可穿透的缸底和与缸底对置的缸口；机电式声转换元件，该机电式声转换元件粘附在缸底的内侧上；两个从缸口引出的电引线，所述电引线用于实现机电式声转换元件的电接触；封闭部件，该封闭部件插入缸部中并封闭缸口。在此，缸侧壁在缸口的高度上转变为或者说过渡为弯曲的缸边缘区域，该缸边缘区域沿侧向方向远离纵轴线延伸。此外，缸侧壁具有缸台阶，而封闭部件在封闭部件侧壁中具有与缸台阶相对应的封闭部件台阶，其中，缸台阶和封闭部件台阶直接彼此贴靠。缸部尤其是深拉的构件并且可以相应地成本有利地制造。缸部材料此外优选是能导电的。该缸部材料尤其是金属并且例如由不锈钢组成或具有至少一种不锈钢成份。此外，缸部尤其被设计为一体的。因此尤其缸侧壁和缸底彼此连接为一体。它们由相同材料制成。相应地，在它们之间存在材料连接部。此外，缸部在其下侧上通过缸底封闭，所述下侧在声探头安装在量管中时面对要检测的介质并且尤其是与介质也直接接触。在安装状态下，缸部包封缸部的内侧和位于其中的部件、尤其是——但是不仅仅是——机电式声转换元件，以使之不受要检测的介质或要进行声传播的介质的影响。优选地，机电式声转换元件粘附在缸底的内侧上。由此尤其是实现了，缸底基本上和机电式声转换元件一同振动并且因此声能量通过缸底辐射到介质中并且相反地也从介质传输到声转换元件。就此而言，缸底和被粘入或粘上的机电式声转换元件形成了有利的组合声单元。可借助于声探头检测其流量的介质尤其是液态的介质，优选地是水。声探头被设计为用于检测介质的流量，尤其是被设计为用于对该介质进行声传播。在与同样以有利的方式台阶形构造的封闭部件侧壁相互配合的情况下，这种以有利的方式台阶形构造的缸侧壁提供对于高压力加载的特别高的抵抗能力，所述高压力加载可能在运行期间由于和介质的接触而发生。介质尤其是在管道系统中运输的液体，由此完全可能由介质对声探头传输相当大的压力负荷。声探头优选被设计为用在这种(可能在高压下的)液态的介质中。彼此贴靠的台阶、亦即缸台阶和与之相对应的封闭部件台阶以有利的方式吸收压力负荷并且排出该压力负荷，因此被放置在缸底上的机电式声转换元件被保护以避免机械损坏。此外，彼此贴靠的台阶在声探头制造期间以有利的方式用作末端挡块以限定，封闭部件被多深地插入缸部中。以这种方式，可以非常简单地、尤其非常可靠地遵守结构方面的规定。尤其因此毫无问题地确保，封闭部件(直接地或间接地)将恰好期望的压力施加到机电式声转换元件上，和/或，在机电式声转换元件和缸底之间的第一粘附材料层具有期望的层厚度。此外，缸台阶的外侧可以用于，使声反射器的保持连接部被放置到台阶棱边上，该声反射器使从声探头发出的声信号或到达声探头上的声信号转向。缸台阶因此尤其也是用于这种声反射器的装配位置或固定位置。根据本专利技术的声探头的有利的设计方案由从属于权利要求1的权利要求的特征得出。如下的设计方案是有利的：其中，封闭部件放置在缸部内部，从而封闭部件对机电式声转换元件施加压力。这种压力施加可以尤其直接地或间接地，例如借助于尤其是可压缩的减振体、尤其是阻尼元件实现。由此得到持久稳定的结构，该结构在长时间内确保始终良好的声探头功能性。压力施加此外用于实现恒定的减振和受控制的制造过程。根据另一种有利的设计方案，封闭部件具有侧向突出的并且完全环绕的连接凸缘，该连接凸缘与缸侧壁的——尤其是变形的或弯曲的——边缘区域固定连接。优选地，在连接凸缘和缸侧壁的边缘区域之间的连接是粘接或焊接。由此实现了对抗外界干扰的非常好的保护。所述连接尤其是在防止灰尘、污物和/或水或其它液体侵入方面的密封性非常好。根据另一种有利的设计方案，封闭部件具有塑料主体和加强板，其中，加强板至少有一部分被嵌入塑料主体中。缸部尤其具有在0.1mm到1mm的范围内的缸壁厚度，优选具有在0.2mm到0.5mm的范围内的缸壁厚度。所述厚度值尤其既适用于缸侧壁又适用于缸底。该厚度值无论如何都不涉及特别大的缸壁厚度。就此而言，缸部尤其是仅能承受有限的机械负荷。在作为深拉构件的实施方式中尤其如此。就此而言，封闭部件的加强板有利地为缸部、尤其是其缸侧壁和/或其缸底卸载机械负荷。加强板优选具有在0.5mm到5mm的范围内的板厚度，尤其具有在0.75mm到3mm的范围内的板厚度。因此，实现缸部和声探头整体结构的极为有效的机械加强。对于后一种情况尤其有利的是，要借助于声探头检测的或要进行声传播的介质处于高压下，例如在常规运行中在大于10bar的压力下，优选在例如16bar到例如25bar的范围内的压力下。在特殊运行情况下，可能在流量计中也出现具有更高的、尤其是直至50bar压力值的压力峰。封闭部件的塑料主体——和加强板不同——并不是主要被用于提高机械稳定性，尽管该塑料主体原则上也对此在一定的范围内作出贡献。塑料主体尤其用于封闭缸口，但是也用于引导电引线，尤其也用于保护电引线的露出的末端部段。就此而言，加强板和塑料主体作为封闭部件的两个组成部分尤其分别承担各自的、不同的任务，这两个组成部分根据所述任务被优选适宜地设计。塑料主体在此尤其也因此用于，与纯金属的实施方式相比减轻重量。因此，与仅具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安装在流量计的量管中的声探头，所述流量计用于对介质流量进行声基测量，所述声探头包括纵轴线(2)以及：a)由金属的缸部材料制成的缸部(3)，该缸部具有缸侧壁(4)、声可穿透的缸底部(5)和与缸底部(5)对置的缸口(6)，b)机电式声转换元件(9)，该机电式声转换元件粘附在缸底(5)的内侧上，c)两个从缸口(6)引出的电引线(14，15)，所述电引线用于实现机电式声转换元件(9)的电接触，d)封闭部件(17)，该封闭部件插入缸部(3)中并封闭缸口(6)，其中，e)缸侧壁(4)在缸口(6)的高度上转变为弯曲的缸边缘区域(8)，该缸边缘区域沿侧向方向远离纵轴线(2)延伸，和f)缸侧壁(4)具有缸台阶(7)，而封闭部件(17)在封闭部件侧壁(25)中具有与缸台阶(7)相对应的封闭部件台阶(26)，其中，缸台阶(7)和封闭部件台阶(26)直接彼此贴靠。

【技术特征摘要】
2017.08.17 DE 102017214370.31.一种安装在流量计的量管中的声探头，所述流量计用于对介质流量进行声基测量，所述声探头包括纵轴线(2)以及：a)由金属的缸部材料制成的缸部(3)，该缸部具有缸侧壁(4)、声可穿透的缸底部(5)和与缸底部(5)对置的缸口(6)，b)机电式声转换元件(9)，该机电式声转换元件粘附在缸底(5)的内侧上，c)两个从缸口(6)引出的电引线(14，15)，所述电引线用于实现机电式声转换元件(9)的电接触，d)封闭部件(17)，该封闭部件插入缸部(3)中并封闭缸口(6)，其中，e)缸侧壁(4)在缸口(6)的高度上转变为弯曲的缸边缘区域(8)，该缸边缘区域沿侧向方向远离纵轴线(2)延伸，和f)缸侧壁(4)具有缸台阶(7)，而封闭部件(17)在封闭部件侧壁(25)中具有与缸台阶(7)相对应的封闭部件台阶(26)，其中，缸台...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·法斯特，P·赫罗德，
申请(专利权)人：兰吉尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE