一种超声波流量计单元，例如一种形成用于超声波测量流体流的流量计的一部分的单元。所述单元包括两个超声波探头206，具有布置成用于操作所述超声波探头206的电子电路204的电路板202，以及共同防护膜132，共同防护膜132例如是金属薄板，用于防护所述探头206。所述共同防护膜132形成水密壳体的一部分，所述水密壳体例如是IP68类型的壳体。所述两个超声波探头206和具有电子电路的电路板202定位在所述水密壳体内，并且因而防止潮气损害。玻璃密封的穿通线128能够用于提供外部电连接到所述电子电路204，即用于输出电流动速率信号。由于这种流量计单元提供了一种紧凑的、坚固的单元，所以这种流量计单元在许多应用中是非常通用的。这种单元能够与许多类型的装置一起使用，或集成到许多类型的装置中，如流量计，例如用于计费目的的消费量计或者在许多其他工业用或家用应用中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种超声波流量计单元，例如如消费量表中所使用的流体流的超声波测量。特别地，本专利技术提供了一种具有水密壳体(water-tight casing)的超声波流量计单兀。
技术介绍
超声波流量计通常适用于测量与消费量(例如热、冷气、水或气体)的计费相关的流体流，所述超声波流量计具有能够是金属的或聚合物的外罩(housing)，所述外罩具有贯通孔形式的腔以接收待测量的流体流。在所述外罩端部中的每一个上都具有连接其他流体流元件的连接装置。在外罩中安装多个超声波探头以测量流体流的速度。在多数流量计中使用两个超声波探头，分别用于发送和接收超声波信号，但也见到具有一个超声波探头的型式和具有多于两个超声波探头的型式。而且，用于操作超声波探头的电子电路通常安装在单独的套中并且固定到外罩上。大多数电子电路实施在印刷电路板(PCB)上。在典型的金属流量计外罩中，贯通孔在外罩外侧和测量管之间，能够使超声波信号从外罩的外侧通过所述孔穿透到测量管。由于超声波信号在直接穿透金属材料时很弱， 因而贯通孔是必需的。为了防止超声波探头与流过外罩的流体接触的效果，在流体和超声波探头之间插入防护膜。更具体地，每个超声波探头粘结到薄的板状金属膜上，然后放入注射模制聚合物件中，注射模制聚合物件中还包括连接到超声波探头的电连接件。这个子组件然后放置到流量计外罩中。然而，现有技术的超声波流量计的一个共同问题是其复杂程度，和因此高费用和大时间频度(timeframe)，包括制造时间太长。另一问题是所提到的制造超声波流量计的方法需要专门使用一种特定类型的外罩，这样必须为每个流量计型式制造大量的专门设计的零件。而且，问题是难于防止流量计的电子零件受潮，从而这些零件能够具有长的寿命， 例如20年，即使流量计安装在潮湿环境中。
技术实现思路
鉴于上述，可以看出本专利技术的目的在于提供一种用于超声波测量流体流的改进的超声波流量计和一种比现有技术所用的制造方法的复杂度更低水平的制造流量计的改进的方法，并且上述仪表还应当提供高通用性和长寿命。因此，在第一方面中，本专利技术提供一种超声波流量计单元，其布置成测量流体的流动速率，所述单元包括第一和第二超声波探头，以允许超声波信号通过流体在所述第一和第二超声波探头之间行进；电路板，其具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路；以及共同的防护膜，例如金属薄板，其布置成防护所述第一和第二超声波探头，其中， 所述共同防护膜形成水密壳体的一部分，例如IP68类型的壳体，并且其中，所述第一和第二超声波探头和所述具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路的电路板定位在所述水密壳体内。由于围绕所述探头和电子电路的所述水密壳体用于防止这些零件受潮，因而即使所述单元使用在冷气计中，所述敏感零件被保护以免于潮气，这保证了这些零件的长的寿命，所以，这种单元是有利的。而且，所述共同防护膜应理解为允许超声波信号在第一和第二超声波探头之间来回穿透，它们通过共同防护膜在大致彼此平行的方向上发送和接收超声波信号，并且其中该方向优选垂直于由共同防护膜延伸的平面，所述第一和第二超声波探头优选布置在所述水密壳体内。对于“水密壳体”，应理解为至少用于保护内部零件免于潮气。在用作冷气计时，在这些部件上将产生这种潮气，即在所述部件具有低温而其中周围的潮气相对高的地方。这样，至少所述水密壳体能够防止这种潮气，并且就入口保护(IP)类型而言，所述水密壳体应理解为至少遵守IP65类(防止从所有方向受限的入口允许喷入低压喷气)。优选地，所述壳体还遵守IP66类(防止从所有方向受限的入口允许直接喷洒)，IP67类(防止从15cm 到Im的浸入影响)或甚至IP68类(防止从15m或50英尺完全、连续浸没在水中)。对于所述共同防护膜布置成防止所述探头直接接触待测量流体的型式，该共同防护膜当然应能够使所述探头与所讨论的流体密封隔离，即包括将导致共同防护膜机械磨损的流体中的可能颗粒。对于布置成安装在承压外罩上的型式，所述探头将通过外罩的壁发送/接收超声波信号，即根据所谓匹配层原理操作，所述外罩用于提供所述单元和在测量管内部的流体之间的密封。这意味着共同防护膜只需要厚度和密封性能以保证所提到的密封隔离潮气。进一步地，由于这种单元能够很多不同的应用中，即安装在不同类型的外罩上和测量管装置上，无论是否形成消费量计的一部分或形成另一种类型的需要测量流体流的应用的一部分，因而这种单元提供了高通用性。所述单元还非常适用于不同应用中，并且由于一个单个型式能够适应许多应用，因而能够使用高度自动化的生产线大批量地制造，因而能够制造成低成本部件。再进一步地，所述制造因利用所需要的相对低数量的单个元件而简化，因而还减少单个制造步骤的必需数量，特别是所述探头使用自动表面安装技术直接钎焊到电路板的表面上。本专利技术提供一种非常通用的独立单元，用于测量流体的流速的许多种应用中。能够设置一种简单的电接口，例如测量的流动速率被输出为脉冲。这种接口可减少到一个单个电插脚，如参见欧洲专利申请公开No. 2042837，如具有用作电气接地器的金属的部分壳体。在这里，所述单元容易地装配到不同应用中。在一些实施例中，电池设置在所述水密壳体中，这样允许得到具有简单电接口的完全自足的流量计单元。进一步地，由于所述单元的相当紧凑的尺寸，特别是电子电路被改进以使在所述第一和第二超声波探头之间的有限距离上得到高测量精度的型式中，如欧洲专利申请EP 09180619. 0(2009年12月23日提出申请)所述的那样，应用的范围扩大。这意味着所述单元能够用在仅有限的空间可用于流速传感器的应用中。相关应用的实例是用于计费目的的消费量计、在体检或医学监护中的血流测量、食品工业中的原料流、机器(例如机动车)中的水、空气或燃料流、提供给加热/冷却元件的单个源或组(或者基于流的测量的有关加热/冷却功率)以作为反馈到加热/冷却控制系统的流。在另一个实施例中，所述水密壳体包括在其表面上的电连接器，所述电连接器可以电连接到电子电路，其具有电连接到电路板上的电子电路的至少一个插脚，例如两个插脚或多个插脚。这允许从所述水密壳体外侧电连接到存在于所述水密壳体内部的电子电路，并且因而提供所述单元的电接口。电连接器中的插脚的数量取决于所述电接口，但如上所述，来自所述单元的流速能够仅利用一个插脚接口进行通信。可优选多个插脚，例如用于向电子电路提供电功率。水密壳体的一部分可以由金属形成，并且因而提供外部电气接地连接，所述水密壳体的一部分例如是共同防护膜。所述电连接器优选穿透所述水密壳体，例如利用水密的密封穿通线，因而允许流量计单元遵守IP68分类。在有利的实施例中，密封穿通线是能够保持长期水密密封的穿通线类型的玻璃密封穿通线。然而，也可使用其他类型的密封穿通线实施，如本领域技术人员所公知的那样。优选地，所述共同防护膜形成所述水密壳体的底部部分，并且其中，所述水密壳体的顶部部分连接到底部部分，例如利用钎焊或焊接形式的热成形方法连接。能够使用不同类型的焊接，例如激光焊接或超声波焊接。这样，在这种实施例中，所述水密壳体是两个单体式的部分制成的，例如相同材料的两个部分或不同材料的两个部分。在优选实施例中，所述共同防护膜是金属制成的，例如不锈钢，并且本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种超声波流量计单元，其布置成测量流体的流动速率，所述单元包括：第一和第二超声波探头（２０６），其允许超声波信号通过所述流体在所述第一和第二超声波探头（２０６）之间行进；电路板（２０２），其具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头（２０６）的电子电路（２０４），以及共同防护膜（１３２），其布置成防护所述第一和第二探头（２０６），且其例如是金属薄板，其中，所述共同防护膜（２３２）形成水密壳体（３３８）的一部分，所述水密壳体（３３８）例如是ＩＰ６８类壳体，并且其中，所述第一和第二超声波探头（２０６）和具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头（２０６）的电子电路（２０４）的电路板（２０２）定位在所述水密壳体（３３８）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：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：DK
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