一种超声流量传感器结构及其组装定位方法
【专利摘要】本发明涉及一种超声流量传感器结构及其组装定位方法，属于声学、传感技术领域。技术方案是：包含管段体（1）、超声传感器（2）、中心套管（4），管段体（1）上设有传感器安装孔（6），中心套管（4）上设有与传感器安装孔（6）相匹配的中心套管固定孔，中心套管（4）设置在管段体（1）内，传感器安装孔内的超声传感器（2）通过中心套管固定孔（11），将中心套管固定并定位在管段体（1）内。本发明简化了定位结构、减少了整体零部件数量、降低了各部件之间的装配难度、并提高了整体组装效率，从整体上使流量传感器结构更合理、更简单，在降低生产成本的同时还大大提高了生产效率，可广泛应用于超声水表、热表、流量计的流量传感器中。
【专利说明】
一种超声流量传感器结构及其组装定位方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种超声流量传感器结构及其组装定位方法，特别是利用超声检测技 术，计量管道内液体流量或液体热量的流量计，属于声学、传感技术领域。
【背景技术】
[0002] 目前，现有超声流量传感器结构，特别是小口径超声流量传感器通常都采用依靠 反射体反射进行超声传播的方式进行测量，反射体有片状的、柱状的等各种形式，反射体一 般依靠嵌件固定或直接依靠反射体本身与管段体配合固定，如本人申请的专利:《具有束流 功能的超声流量、热量计转换器用测量管段》，中国专利号ZL201020275319.2,就是依靠反 射体与管段体之间过盈配合固定的;还有反射体是依靠两个在纵向上剖开的两个半件抱紧 固定，例如中国专利号200810176267.0;还有反射体是柱状的，依靠柱状反射体的圆柱与管 段体上相匹配的圆孔固定。上述超声流量传感器结构在使用中存在装配要求精度高、流量 传感器组成部件多、结构复杂等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是提供一种超声流量传感器结构及其组装定位方法，简单实用，结构 合理、安装方便，定位可靠，组成部件少，解决【背景技术】中存在的问题。
[0004] 本发明的技术方案是： 一种超声流量传感器结构，包含管段体、超声传感器、中心套管，管段体上设有传感器 安装孔，中心套管上设有与传感器安装孔相匹配的中心套管固定孔，中心套管设置在管段 体内，传感器安装孔内的超声传感器通过中心套管固定孔，将中心套管固定并定位在管段 体内。
[0005] 所述的管段体内设有反射体，超声传感器与管段体内的反射体相匹配，反射体固 定在中心套管。
[0006] 所述的管段体上至少设置一对传感器安装孔，并分别安装超声传感器，中心套管 设置在两个超声传感器之间，反射体分别设置在与超声传感器位置相匹配的中心套管上。
[0007] 所述中心套管，可以是完整的管状，两端部平齐，其长度大于一对传感器安装孔中 心线的距离，传感器安装孔对应的中心套管壁上开有孔，反射体固定在传感器安装孔对应 的中心套管管壁上。
[0008] 所述中心套管，可以是不完整的管状，至少一个端部不平齐，该端部的管壁延伸至 传感器安装孔对应的位置，反射体固定在中心套管延伸至传感器安装孔处的管壁上，中心 套管连同其延伸管壁的长度，大于一对传感器安装孔中心线的距离。
[0009] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分构成一个测量通道，超声传感 器置在缩小部分的两侧，便于提高测量精度。中心套管与管段体之间设有〇型密封圈。
[0010] 所述中心套管为一体结构，中间的缩小部分与两端部一体成型。例如:一体注塑成 型。
[0011] 所述中心套管为分体结构，沿中心套管径向分为两段或三段，中心套管中间的缩 小部分是一个整体，不可分割，两段或三段之间通过插接、卡扣连接等方式连接在一起。中 心套管分为三段：中间的缩小部分为一段，缩小部分前端的管壁为一段，缩小部分后端的管 壁为一段。中心套管分为两段:缩小部分与其中一端的管壁为一段，另一端管壁为一段。
[0012] 所述反射体可以是片状的也可以是其它形状的，如凸面半球状。
[0013] 所述反射体两侧设有卡片，中心套管的管壁上设有与卡片匹配的凹槽9,反射体两 侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽内，完成反射体的固定，凹槽在中心套管上的位置、角 度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定。
[0014] 反射体与中心套管之间，还可以是通过其它方式固定，如通过粘接、焊接、注塑嵌 件固定等方式固定。
[0015] -种超声流量传感器结构，包含管段体、超声传感器、中心套管，管段体上设有传 感器安装孔，中心套管上设有与传感器安装孔相匹配的中心套管固定孔，中心套管设置在 管段体内，传感器安装孔与中心套管固定孔之间设有定位体，定位体将中心套管固定并定 位在管段体内；超声传感器设置在传感器安装孔内。
[0016] 所述定位体，包括定位套、或定位销、或定位片等。
[0017] -种超声流量传感器结构，包含管段体、超声传感器、中心套管，管段体上设有传 感器安装孔，中心套管上设有与传感器安装孔相匹配的中心套管固定孔，中心套管设置在 管段体内，管段体与中心套管之间通过功能部件或结构部件固定，将中心套管定位在管段 体内；超声传感器设置在传感器安装孔内。
[0018] 所述功能部件，包括温度传感器等，传感器安装孔和中心套管上的中心套管固定 孔，都是与管段体的轴线垂直并通透的，也就是传感器安装孔中心线对应的管段体管段壁 上也开有孔一，中心套管上的中心套管固定孔中心线对应的中心套管壁上也开有孔二，温 度传感器穿过孔一和孔二布置，同时将中心套管固定在管段体上。
[0019] 所述结构部件，包括固定销钉、或卡扣、或螺纹等，将中心套管固定在管段体上。
[0020] -种超声流量传感器结构的组装定位方法，包含如下工艺步骤： 2需要组装的部件包括:一个管段体、两个超声传感器、一个中心套管、一个0型密封 圈、两个反射体； (g两个反射体分别固定在中心套管两端的管壁上； (D然后将〇型密封圈装配于中心套管上，形成半成品组件； (|)然后将该半成品组件装入管段体内，管段体上设有一对传感器安装孔，中心套管上 设有与传感器安装孔相匹配的中心套管固定孔，传感器安装孔内装入超声传感器，超声传 感器通过中心套管上的中心套管固定孔，将中心套管固定并定位在管段体内，完成超声流 量传感器的装配。
[0021] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分构成一个测量通道，超声传感 器设置在缩小部分的两侧，便于提高测量精度。
[0022] 所述反射体两侧设有卡片，中心套管的管壁上设有与卡片匹配的凹槽，反射体两 侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽内，完成反射体的固定，凹槽在中心套管上的位置、角 度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定;两个反射体分别固定在中心套管两端 的管壁上。
[0023] 本发明中心套管定义及作用:所述中心套管，主要作用有两个:一是中心套管两端 提供固定反射体的载体;二是将管段体局部过流面积缩小，提高经过其通道的被测介质的 流速，提高仪表测量分辨率。其中间部分是用于测量被测介质流速的固定长度的缩小部分 通道，一般位于两个超声传感器或两反射体之间，缩小部分长度不会超过两超声传感器或 两反射体最近距离的外轮廓之间长度;其缩小部分的截面积可以等面积变化也可以是变面 积变化。
[0024] 本发明简化了中心套管的定位，简化了反射体固定结构、减少了整体零部件数量、 降低了各部件之间的装配难度、并提高了整体组装效率，从整体上使流量传感器结构更合 理、更简单。
[0025] 本发明的有益效果：由于简化了中心套管的定位，反射体直接组装在一体结构的 中心套管上，使得整个流量传感器结构和组装更为简单、可靠，在降低生产成本的同时还大 大提高了生产效率。本发明专利具有结构简单合理、安装方便、可靠性高、测量精度高、适应 性强等特点，可广泛应用于超声水表、热表、流量计的流量传感器中。
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例一结构示意图； 图2是本发明实施例一轴侧剖视结构示意图； 图3是本发明实施例一、二管段体结构示意图； 图4是本发明实施例一、二中心套管结构示意图； 图5是本发明实施例一反射体立体结构示意图； 图6是本发明实施例一反射体侧视结构示意图； 图7是本发明实施例三依靠温度传感器固定中心套管结构示意图； 图8是本发明实施例四依靠固定销钉固定中心套管结构示意图； 图中：管段体1、超声传感器2、反射体3、中心套管4、管段壁5、传感器安装孔6、0型密封 圈7、0型密封圈安装槽8、凹槽9、缩小部分10、中心套管固定孔11、温度传感器12、固定销钉 13、孔一 14、孔二 15。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
[0028] 实施例一，参照附图1-6。
[0029] -种超声流量传感器结构，包含管段体1、超声传感器2、中心套管4,管段体1上设 有传感器安装孔6，中心套管4上设有与传感器安装孔6相匹配的中心套管固定孔，中心套管 4设置在管段体1内，传感器安装孔6内的超声传感器2通过中心套管固定孔11，将中心套管4 固定并定位在管段体1内。
[0030] 所述的管段体内设有反射体3,超声传感器2与管段体内的反射体3相匹配，反射体 固定在中心套管4。
[0031] 所述的管段体上至少设置一对传感器安装孔6,并分别安装超声传感器，中心套管 4设置在两个超声传感器2之间，反射体3分别设置在与超声传感器2位置相匹配的中心套管 4上。
[0032] 所述中心套管4,可以是完整的管状，两端部平齐，其长度大于一对传感器安装孔6 中心线的距离，传感器安装孔对应的中心套管壁上开有孔，反射体固定在传感器安装孔对 应的中心套管4管壁上。
[0033] 所述中心套管4,可以是不完整的管状，至少一个端部不平齐，该端部的管壁延伸 至传感器安装孔6对应的位置，反射体固定在中心套管4延伸至传感器安装孔6处的管壁上， 中心套管连同其延伸管壁的长度，大于一对传感器安装孔6中心线的距离。
[0034] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分10构成一个测量通道，超声传 感器2设置在缩小部分10的两侧，便于提高测量精度。中心套管与管段体之间设有0型密封 圈。
[0035] 所述中心套管为一体结构，中间的缩小部分与两端部一体成型。例如:一体注塑成 型。
[0036] 所述中心套管为分体结构，沿中心套管径向分为两段或三段，中心套管中间的缩 小部分是一个整体，不可分割，两段或三段之间通过插接、卡扣连接等方式连接在一起。中 心套管分为三段：中间的缩小部分为一段，缩小部分前端的管壁为一段，缩小部分后端的管 壁为一段。中心套管分为两段:缩小部分与其中一端的管壁为一段，另一端管壁为一段。
[0037] 所述反射体3可以是片状的也可以是其它形状的，如凸面半球状。
[0038] 所述反射体3两侧设有卡片，中心套管的管壁上设有与卡片匹配的凹槽9,反射体3 两侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽9内，完成反射体的固定，凹槽在中心套管上的位 置、角度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定。
[0039] 反射体3与中心套管4之间，还可以是通过其它方式固定，如通过粘接、焊接、注塑 嵌件固定等方式固定。
[0040] 实施例二:参照附图3、4。
[0041 ] -种超声流量传感器结构，包含管段体1、超声传感器2、中心套管4,管段体1上设 有传感器安装孔6，中心套管4上设有与传感器安装孔6相匹配的中心套管固定孔11，中心套 管4设置在管段体1内，传感器安装孔6与中心套管固定孔11之间设有定位体，定位体将中心 套管4固定并定位在管段体1内；超声传感器2设置在传感器安装孔6内。
[0042]所述定位体，包括定位套、或定位销、或定位片等。
[0043]实施例三、四，参照附图7、8。
[0044] -种超声流量传感器结构，包含管段体1、超声传感器2、中心套管4，管段体1上设 有传感器安装孔6，中心套管4上设有与传感器安装孔6相匹配的中心套管固定孔11，中心套 管4设置在管段体1内，管段体1与中心套管4之间通过功能部件或结构部件固定，将中心套 管4定位在管段体1内；超声传感器2设置在传感器安装孔6内。
[0045] 实施例三，参照附图7;所述功能部件，包括温度传感器12,传感器安装孔6和中心 套管上的中心套管固定孔，都是与管段体的轴线垂直并通透的，也就是传感器安装孔6中心 线对应的管段体管段壁上也开有孔一 14,中心套管上的中心套管固定孔中心线对应的中心 套管壁上也开有孔二15,温度传感器穿过孔一和孔二布置，同时将中心套管固定在管段体 上。
[0046] 实施例四，参照附图8;所述结构部件，包括固定销钉13,将中心套管4固定在管段 体1上。固定销钉13还可以配合温度传感器12-起对中心套管4定位。
[0047] -种超声流量传感器结构的组装定位方法，包含如下工艺步骤： 需要组装的部件包括:一个管段体1、两个超声传感器、一个中心套管、一个〇型密封 圈7、两个反射体； 缓::两个反射体分别固定在中心套管两端的管壁上； (f然后将0型密封圈7装配于中心套管4上，形成半成品组件； (6)然后将该半成品组件装入管段体1内，管段体上设有一对传感器安装孔，中心套管4 上设有与传感器安装孔6相匹配的中心套管固定孔，传感器安装孔内装入超声传感器2,超 声传感器2通过中心套管4上的中心套管固定孔，将中心套管4固定并定位在管段体1内，完 成超声流量传感器的装配。
[0048] 所述中心套管的中间部分，部分内径缩小，缩小部分10构成一个测量通道，超声传 感器2设置在缩小部分10的两侧，便于提高测量精度。
[0049] 所述反射体3两侧设有卡片，中心套管的管壁上设有与卡片匹配的凹槽9,反射体3 两侧的卡片分别卡在中心套管上的凹槽9内，完成反射体的固定，凹槽在中心套管上的位 置、角度，根据超声传感器与反射体匹配的位置角度确定;两个反射体分别固定在中心套管 两端的管壁上。
【主权项】
1. 一种超声流量传感器结构，其特征在于:包含管段体（1)、超声传感器(2)、中屯、套管 (4)，管段体（1)上设有传感器安装孔(6)，中屯、套管(4)上设有与传感器安装孔(6)相匹配的 中屯、套管固定孔(11)，中屯、套管(4)设置在管段体(1)内，传感器安装孔(6)内的超声传感器 (2) 通过中屯、套管固定孔(11)，将中屯、套管(4)固定并定位在管段体(1)内。2. 根据权利要求1所述的一种超声流量传感器结构，其特征在于:管段体内设有反射体 (3) ，超声传感器(2)与管段体内的反射体(3)相匹配，反射体固定在中屯、套管(4)上。3. 根据权利要求1或2所述的一种超声流量传感器结构，其特征在于:所述的管段体上 至少设置一对传感器安装孔(6)，并分别安装超声传感器，中屯、套管(4)设置在两个超声传 感器(2)之间，反射体(3)分别设置在与超声传感器(2)位置相匹配的中屯、套管(4)上。4. 根据权利要求1或3所述的一种超声流量传感器结构，其特征在于:所述中屯、套管的 中间部分，部分内径缩小，缩小部分（10)构成一个测量通道，超声传感器(2)设置在缩小部 分（10)的两侧；中屯、套管上设有0型密封圈安装槽(8)，0型密封圈安装槽(8)内设有0型密封 圈（7)，作为管段体与中屯、套管之间的密封。5. -种超声流量传感器结构，其特征在于:包含管段体（1)、超声传感器(2)、中屯、套管 (4) ，管段体（1)上设有传感器安装孔(6)，中屯、套管(4)上设有与传感器安装孔(6)相匹配的 中屯、套管固定孔(11)，中屯、套管(4)设置在管段体(1)内，传感器安装孔(6)与中屯、套管固定 孔(11)之间设有定位体，定位体将中屯、套管(4)固定并定位在管段体(1)内；超声传感器(2) 设置在传感器安装孔(6)内。6. 根据权利要求5所述的一种超声流量传感器结构，其特征在于:所述定位体，包括定 位套、或定位销、或定位片。7. -种超声流量传感器结构，其特征在于:包含管段体（1)、超声传感器(2)、中屯、套管 (4)，管段体（1)上设有传感器安装孔(6)，中屯、套管(4)上设有与传感器安装孔(6)相匹配的 中屯、套管固定孔（11)，中屯、套管(4)设置在管段体（1)内，管段体（1)与中屯、套管(4)之间通 过功能部件或结构部件固定，将中屯、套管(4)定位在管段体(1)内；超声传感器(2)设置在传 感器安装孔(6)内。8. 根据权利要求7所述的一种超声流量传感器结构，其特征在于:所述功能部件，包括 溫度传感器(12)，传感器安装孔(6)和中屯、套管上的中屯、套管固定孔，都是与管段体的轴线 垂直并通透的，也就是传感器安装孔(6)中屯、线对应的管段体管段壁上也开有孔一（14)，中 屯、套管上的中屯、套管固定孔中屯、线对应的中屯、套管壁上也开有孔二（15)，溫度传感器穿过 孔一和孔二布置，同时将中屯、套管固定在管段体上。9. 根据权利要求7所述的一种超声流量传感器结构，其特征在于:所述结构部件，包括 固定销钉(13)、或卡扣、或螺纹，将中屯、套管(4)固定在管段体(1)上。10. -种超声流量传感器结构的组装方法，其特征在于包含如下工艺步骤： Φ需要组装的部件包括:一个管段体(1)、两个超声传感器、一个中屯、套管、一个0型密封 圈（7)、两个反射体； 藥两个反射体分别固定在中必套管两端的管壁上； 壤、然后将0型密封圈（7)装配于中屯、套管(4)上，形成半成品组件； 惠然后将该半成品组件装入管段体（1)内，管段体上设有一对传感器安装孔，中屯、套管 (4)上设有与传感器安装孔(6)相匹配的中屯、套管固定孔，传感器安装孔内装入超声传感器 (2)，超声传感器(2)通过中屯、套管(4)上的中屯、套管固定孔，将中屯、套管(4)固定并定位在 管段体(1)内，完成超声流量传感器的装配。
【文档编号】G01F1/66GK105973326SQ201610542465
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】张力新
【申请人】汇中仪表股份有限公司