超声波流量开关制造技术

本发明专利技术提供了一种可以稳定地安装在管道上的超声波流量开关。一体地或独立地保持超声波元件的壳体部分借助于夹持部分被安装在管道的外表面上。由软质弹性体形成的声耦合剂被按压至管道的外表面，使得第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一者与管道声耦合。通过塌缩量限制部分限制声耦合剂的由管道造成的塌缩量为最大的部分处的声耦合剂的塌缩量。塌缩量为最大的部分处的声耦合剂的塌缩量。塌缩量为最大的部分处的声耦合剂的塌缩量。

【技术实现步骤摘要】
超声波流量开关
[0001]本申请是2016年5月13日提交、专利技术名称为“超声波流量开关”、申请号为201610319136.8的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种能够基于管道中流动的流体的量进行操作的超声波流量开关。

技术介绍

[0003]流量计用于准确地测量管道中流动的流体的流量值。例如，JP
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356032公开了一种具有传感器的超声波式流量计。传感器可以使用超声波测量管道中流动的流体的量。在传感器中，形成有向下突出的两个雪橇状的翼片。两个翼片之间布置有片状硅凝胶。传感器经由紧固带紧固而被固定至管道的外周面，使得两个翼片的底边与管道接触。
[0004]片状硅凝胶能够防止传感器与管道之间的超声波的反射。当传感器被固定在管道上时，片状硅凝胶塌缩成与管道的形状相符。管道的外周面的其余部分被片状硅凝胶的溢出部分填充，使得传感器与管道之间的接触面积增大。因此，传感器和管道彼此接合。
[0005]JP
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356032描述了“足以将紧固带紧固至使雪橇状翼片的底边始终与管道接触的程度，以便增强传感器的安装的均一性和再现性”。此外，JP
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356032描述了“不管传感器的安装位置(例如管道的水平部分、竖直部分或倾斜部分的上侧或下侧)如何，可以将传感器稳定地固定至管道，并且可以将传感器稳定地固定至几乎所有管道直径，除了等于或小于两个雪橇状的翼片之间的距离的管道直径之外”。
[0006]然而，在传感器的实际安装中，当将传感器固定在直径比两个雪橇状翼片之间的距离大的管道上时，片状硅凝胶的收缩程度随着管道尺寸的不同而不同。
[0007]并不总是能够获取接合传感器和管道时的均一性，因此难以以高再现性测量流量。此外，当传感器部分被紧固带过紧地紧固而使雪橇状翼片的底边与管道接触时，片状硅凝胶可能受损。
[0008]另一方面，如在控制工厂中设施的操作状态的情况下那样，可能存在如下情况：不需要管道中流动的流体的流量的准确值，检测到流体是否以固定值以上的流量在管道中流动就足够了。在该情况下，可以使用输出ON/OFF信号的流量开关替代流量计。例如，流量开关被安装在工厂内具有各种外径的管道上。因此，期望的是，流量开关可以被稳定地安装在具有各种尺寸的管道上，而不损害流量开关的性能的均一性。

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]本专利技术的目的在于提供一种可以稳定地安装在具有各种尺寸的管道上而不损害流量开关的性能的均一性的超声波流量开关。
[0011]用于解决问题的方案
[0012](1)根据本专利技术的超声波流量开关基于管道中流动的流体的流量来输出ON/OFF信
号，超声波流量开关包括：第一超声波元件，在将超声波发射至管道中流动的流体以及接收来自管道中流动的流体的超声波的操作中，第一超声波元件至少执行超声波的发射；第二超声波元件，在将超声波发射至管道中流动的流体以及接收来自管道中流动的流体的超声波的操作中，第二超声波元件至少执行超声波的接收；计算装置，其基于来自第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一者的输出信号来计算管道中的流体的流量；输出部分，其基于由计算装置计算出的流量以及预定流量阈值来输出ON/OFF信号；元件保持部，其一体地或独立地保持第一超声波元件和第二超声波元件；安装部件，其保持元件保持部，并可拆卸地安装在管道的外表面上；以及声接触介质，其由软质弹性体形成，并且布置在第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一个超声波元件与管道之间，其中，声接触介质被按压至管道的外表面，使得在安装部件安装在管道的外表面上且元件保持部被安装部件保持的状态下，至少一个超声波元件与管道声耦合，并且超声波流量开关还包括塌缩量限制部分，塌缩量限制部分限制声接触介质的由管道造成的塌缩量为最大的部分处的声接触介质的塌缩量。
[0013]在该超声波流量开关中，利用第一超声波元件将超声波发射至管道中流动的流体，并且利用第二超声波元件接收来自管道中流动的流体的超声波。基于来自第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一者的输出信号来计算管道中的流体的流量。基于计算出的流量和预定流量阈值来输出ON/OFF信号。
[0014]第一超声波元件和第二超声波元件被元件保持部一体地或独立地保持。元件保持部借助于安装部件被安装在管道的外表面上。由软质弹性体形成的声接触介质布置在第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一个超声波元件与管道之间。
[0015]当安装部件被安装在管道的外表面上且元件保持部被安装部件保持时，声接触介质被按压至管道的外表面，使得至少一个超声波元件与管道声耦合。这里，通过塌缩量限制部分限制声接触介质的由管道造成的塌缩量为最大的部分处的声接触介质的塌缩量。
[0016]利用这种构造，即使当元件保持部安装在具有相对较大外径的管道上时，声接触介质也能够被按压至管道，使得至少一个超声波元件与管道彼此可靠地声耦合。另一方面，即使当元件保持部安装在具有相对较小外径的管道上时，也能够可靠地限制声接触介质的最大塌缩量，因此，可以防止声接触介质因管道造成的过度塌缩而受损。
[0017]在这些情况中，不管管道的外径和操作者如何，声接触介质的最大塌缩量被限制成固定值，同时，声接触介质的具有最小厚度的部分处具有固定的厚度。因此，可以无变化地确定至少一个超声波元件与管道之间的声耦合。结果，可以将超声波流量开关稳定地安装在具有各种尺寸的管道上，而不损害超声波流量开关的性能的均一性。
[0018](2)软质弹性体可以包括高分子橡胶或凝胶状物质。在该情况下，通过选择具有高声阻抗的材料，能够减小软质弹性体与具有较高声阻抗的管道部件之间的声阻抗之差。利用这种构造，可以进一步减少声接触介质与管道之间的超声波的反射。结果，可以提高第一超声波元件发射超声波的效率或第二超声波元件接收超声波的效率。
[0019](3)塌缩量限制部分可以将声接触介质的由管道造成的塌缩量限制至在声接触介质未与管道的外表面接触的状态下的声接触介质的厚度的10％以上且50％以下。
[0020]在该情况下，声接触介质更充分地与管道紧密接触。利用这种构造，可以提高第一超声波元件发射超声波的效率或第二超声波元件接收超声波的效率。此外，通过将声接触
介质的由管道造成的塌缩量限制至在声接触介质未与管道的外表面接触的状态下的声接触介质的厚度的50％以下，可以防止声接触介质因声接触介质的过大塌缩而受损。
[0021](4)塌缩量限制部分可以设置在元件保持部与管道之间，并且可以通过限制管道的外表面与元件保持部的一部分之间的距离来限制声接触介质的塌缩量。在该情况下，可以用简单的构造限制声接触介质的塌缩量。
[0022](5)塌缩量限制部分可以能拆卸地或一体地安装在元件保持部上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波流量开关，其基于管道中的流体的流量输出ON/OFF信号，所述超声波流量开关包括：第一超声波元件，其构造成将超声波发射至管道中的流体；第二超声波元件，其构造成接收来自所述管道中的所述流体的超声波；计算装置，其构造成基于来自所述第二超声波元件的输出信号来计算所述管道中的所述流体的流量；输出部分，其构造成基于由所述计算装置计算出的流量以及预定流量阈值来输出所述ON/OFF信号；元件保持部，其一体地或独立地保持所述第一超声波元件和第二超声波元件，使得所述第一超声波元件和第二超声波元件沿着第一方向布置；安装部件，其能拆卸地安装在所述管道的外表面上，并构造成保持所述元件保持部；声接触介质，其由软质弹性体形成，并且布置在所述第一超声波元件和所述第二超声波元件中的至少一个超声波元件与所述管道之间，该声接触介质能拆卸地安装在所述元件保持部上；以及介质保持部件，所述介质保持部件将所述声接触介质保持在所述元件保持部中，其中，所述声接触介质(610)包括底面部分(611)和外凸缘部分(612)，在所述管道的径向上，所述底面部分(611)位于比所述外凸缘部分(612)靠下方的位置，所述外凸缘部分从所述底面部分的沿与所述第一方向正交的第二方向的两个端部的上部向外突出，所述介质保持部件的底面部分(621)的沿所述第二方向的中心部分中形成有沿所述第一方向延伸的接触介质开口(623)，所述声接触介质的底面部分(611)从所述径向的上方配合到所述接触介质开口(623)，所述声接触介质被按压至所述管道的外表面，使得在所述安装部件安装在所述管道的所述外表面上且所述元件保持部被所述安装部件保持的状态下，所述至少一个超声波元件与所述管道声耦合，并且超声波流量开关还包括塌缩量限制部分，所述塌缩量限制部分限制所述声接触介质的由所述管道造成的塌缩量为最大的部分处的所述声接触介质的塌缩量。2.根据权利要求1所述的超声波流量开关，其中，所述软质弹性体包括高分子橡胶。3.根据权利要求1所述的超声波流量开关，其中，所述塌缩量限制部分将所述声接触介质的由所述管道造成的塌缩量限制至在所述声接触介质未与所述管道的所述外表面接触的状态下所述声接触介质的厚度的10％以上且50％以下。4.根据权利要求1所述的超声波流量开关，其中，所述塌缩量限制部分设置在所述元件保持部与所述管道之间，并且通过限制所述管道的所述外表面与所述元件保持部的一部分之间的距离来限制所述声接触介质的塌缩量。5.根据权利要求4所述的超声波流量开关，其中，所述塌缩量限制部分能拆卸地或一体地安装在所述元件保持部上，并且通过与所述管道的所述外表面接触来限制所述声接触介质的塌缩量。6.根据权利要求5所述的超声波流量开关，其中，
所述塌缩量限制部分包括安装在所述元件保持部上的螺钉部件，并且所述螺钉部件通过与所述管道的所述外表面接触来限制所述声接触介质的塌缩量。7.根据权利要求4所述的超声波流量开关，其中，所述塌缩量限制部分布置在所述元件保持部与所述管道的所述外表面之间，并且通过与所述管道的所述外表面和所述元件保持部接触来限制所述声接触介质的塌缩量。8.根据权利要求1所述的超声波流量开关，其中，所述塌缩量限制部分设置在所述元件保持部与所述安装部件之间，并且通过限制所述元件保持部的一部分与所述安装部件的一部分之间的距离来限制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿岛宽士，
申请(专利权)人：株式会社基恩士，
类型：发明
国别省市：