具有带可旋转的接受器和肘状连接器的换能器组件的超声波流量计制造技术

一种用于测量流体通过管路流动的超声波流量计。在实施方式中，流量计包括筒管件，筒管件包括通孔和延伸至通孔的换能器端口。此外，流量计包括设置在换能器端口中的换能器组件。换能器组件包括包含压电元件的压电容器。此外，换能器组件包括包含变压器的变压器容器。变压器容器联接于压电容器。更进一步地，换能器组件包括联接于变压器容器的接受器容器。接受器容器包括接受器壳体和共轴地设置在接受器壳体内的接受器。接受器电联接于变压器。而且，接受器可以相对于接受器壳体在第一位置和第二位置之间转动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
各实施方式涉及超声波流量计，并且特别地涉及用在超声波流量计中的换能器组件。
技术介绍
在从地面上已经移除碳氢化合物之后，流体流(无论液相还是气相)经由管路从一个地方运输至另一地方。理想的是，精确了解流体流中流动的流体的量，并且当流体被转手时或者在“密闭转移”期间，要求特别的精度。然而，即使在不发生密闭转移的地方，也希望得到测量精度，并且在这些情况下，可以使用超声波流量计。超声波流量计包括两个或者更多个换能器组件，每一个均固定于流量计的本体或筒管件中的端口的内部。为了将输送的流体保持在流量计内，端部连接器固定在筒管件中的每个换能器端口的外端部上。因此，筒管件和端部连接器产生压力边界，该压力边界容纳流过流量计的流体。为了测量流过流量计的流体，一对换能器组件沿筒管件的内表面定位，从而使得每个换能器组件面对另一个。每个换能器组件包括压电元件，当交流电作用于第一换能器组件的压电元件时，该压电元件作出如下响应发射超声波到正输送通过流量计的流体中。当该波射入在第二换能器组件的压电元件上时，该换能器组件作出如下响应产生电信号。稍后，交流电作用于第二换能器组件的压电元件，并且该压电元件作出如下响应发射超声波通过流量计中的流体。当该波射入在第一换能器组件的压电元件上时，该换能器组件作出如下响应产生电信号。以此方式，换能器组件传送和接受往复地穿过流体流的信号。每个换能器组件连接到电缆，该电缆延伸穿过端部连接器至筒管件的外部和远程位置，例如，通常安装至筒管件外部的电子器件基座封围件。电缆将由压电元件产生的信号输送至定位在电子器件基座封围件内的采集板，在采集板处对信号进行处理并且随后用于判定通过流量计的流体的流动速率。当不使用时，换能器组件中的压电元件能够积累电荷。电荷对于执行流量计的维护的人员存在危害。为了降低对于维护人员的危险，每个压电元件通常联接于变压器，该变压器除了下文中讨论的功能之外还为压电元件产生的电荷提供了放电路径。变压器还提供在压电元件和最终接收由压电元件产生的信号的采集装置之间匹配的阻抗。因此，压电元件和变压器是成对的。因此，变压器通常定位在换能器组件内。对于最传统的设计来说，当压电元件或者变压器需要更换时，需将整个换能器组件从筒管件中的端口移除，当移除端部连接器以接近换能器组件时，通常必须不期望地中断通过筒管件的流体流。此外，在许多传统的换能器组件中，换能器组件内的变压器和/或变压器和压电元件之间的电连接件易于暴露在与压电元件所经受的条件相同的条件下。当变压器或者电连接件未设计成用于与压电元件相同的条件时，这种暴露是不良的。例如，通过流量计的流体可能是腐蚀性的。尽管压电元件可以适合腐蚀性条件，但是变压器不适合。在这种环境下，腐蚀性流体可能损坏变压器以及相关的电线。提高给予流体的超声波信号的质量的机构可提高测量精度。而且，(例如，由被测量的流体的腐蚀性导致的)流量计的部件上的磨损、撕裂以及部件的退化能够大大降低装置的寿命，因此期望增加流量计及其部件的耐用性和/或寿命的任何设备、方法或系统。最后，超声波流量计可能会安装在恶劣环境中，因此期望得到能降低维护时间，以及，如果可 能，提高性能的任何机构。
技术实现思路
在一个实施方式中通过用于测量流体通过管路流动的超声波流量计来解决本领域中的这些和其他需要。在实施方式中，流量计包括筒管件，该筒管件包括通孔和从筒管件的外表面延伸至通孔的换能器端口。此外，流量计包括设置在换能器端口中的换能器组件。换能器组件具有中心轴线，并且在靠近筒管件的通孔的第一端部和远离筒管件的通孔的第二端部之间延伸。换能器组件包括邻近第一端部轴向地定位的压电容器，其中，压电容器包括压电元件。此外，换能器组件包括轴向地定位在换能器组件的第一端部和第二端部之间的变压器容器。变压器容器包括变压器并且联接于压电容器。更进一步地，换能器组件包括邻近换能器组件的第二端部轴向地定位的接受器容器。接受器容器联接于变压器容器。而且，接受器容器包括接受器壳体和共轴地设置在接受器壳体内的接受器，其中，接受器电联接于变压器。此外，接受器能够相对于接受器壳体在第一位置和第二位置之间转动。在另一实施方式中通过用于测量流体通过管路流动的超声波流量计来解决本领域中的这些和其他需要。在实施方式中，流量计包括筒管件，该筒管件包括通孔和从筒管件的外表面延伸至通孔的换能器端口。此外，流量计包括设置在端口中的换能器组件，其中，换能器组件具有中心轴线，并且换能器组件在靠近筒管件的通孔的第一端部和远离筒管件的通孔的第二端部之间轴向地延伸。换能器组件包括邻近第一端部轴向地设置的压电容器，其中，压电容器包括压电元件。此外，换能器组件包括轴向地定位在换能器组件的第一端部和第二端部之间的变压器容器。变压器容器包括变压器并且联接于压电容器。此外，换能器组件包括邻近换能器组件的第二端部轴向地定位的接受器容器。接受器容器联接于变压器容器。而且，换能器组件包括联接于接受器容器和变压器容器的至少一个圆筒形间隔件。间隔件轴向地定位在接受器容器和变压器容器之间。在另一实施方式中通过用于装配超声波流量计的方法来解决本领域中的这些和其他需求。在实施方式中，该方法包括(a)提供筒管件，该筒管件包括通孔和从筒管件的外表面延伸至通孔的换能器端口。此外，该方法包括(b)装配换能器组件，该换能器组件具有中心轴线并且在第一端部和第二端部之间轴向地延伸。换能器组件包括邻近换能器组件的第一端部轴向地设置的压电容器。压电容器包括压电元件。另外，换能器组件包括轴向地设置在换能器组件的第二端部处的接受器容器。此外，换能器组件包括轴向地设置在接受器容器和压电容器之间的变压器容器。变压器容器包括变压器，该变压器电联接于压电元件。更进一步地，该方法包括(C)将换能器组件在换能器端口内固定于筒管件。而且，该方法包括(d)在步骤(C)之后将电联接件联接于接受器容器。此外，该方法包括(e):在步骤(d)之后使电联接件围绕中心轴线转动。因此，此处所描述的实施方式包括意在解决与既定的现有装置、系统和方法相关的各缺点的特征和优点的结合。对于本领域的技术人员来说，通过参照 附图阅读下述详细说明，上文中描述的各特性以及其他特征将显而易见。附图说明为了详细地说明本专利技术的示例性实施方式，现在将参照附图，其中图IA是超声波流量计的实施方式的俯视剖视图；图IB是图IA的流量计的端部；图IC是图IA的流量计的俯视示意图；图2是根据此处所描述的原理的超声波流量计的实施方式的立体图；图3是设置在图2的超声波流量计的换能器端口中的一个内的气体超声波换能器组件的实施方式的局部放大剖视图；图4是图3的气体超声波换能器组件的局部放大剖视图；图5和6是图2的压电容器的放大剖视图；图7和8是图2的变压器容器的放大剖视图；图9是图2的变压器容器间隔件的立体图；图10是图2的接受器容器的分解视图；图11和12是图2的接受器容器的放大剖视图；图13是图2的接受器容器的立体端视图；图14是设置在图2的超声波流量计的换能器端口中的一个内的气体超声波换能器组件的实施方式的局部剖视图；图15是图14的压电容器的放大剖视图；图16是图14的压电容器的端视图；图17是根据此处所描述的原理的超声波流量计的实施方式的剖视图；图18是根据此处所描述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：查尔斯·R·阿兰，
申请(专利权)人：丹尼尔测量和控制公司，
类型：发明
国别省市：