流量计的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于测量管道等中的流体的流量的流量计。

背景技术：

1、流量计例如可以具有两个超声转换器，超声转换器作为所谓的“夹装式解决方案”彼此间隔开地插入管道的管件上，其中，两个转换器都作为发送器和接收器起作用。测量信号倾斜地穿过管件壁耦联到流体中。

2、然后，可以以本身已知的方式从发送器至接收器的测量信号的传播时间确定流速。这种流量计例如在文献wo 2004/036151 a1和de 10 2005 057 888中描述。

3、夹装式流量计的缺点是，测量信号穿过测量通道的壁，使得在可构造测量通道的不同材料的情况下，也获得不同的测量信号，使得在测量信号评估中必须考虑材料影响。

4、此外，已知具有其中容纳有超声转换器的测量插入件的解决方案。将这种测量插入件插入到管件/测量通道的缺口中，其中，实际的测量通道也可以是该测量插入件的一部分。

5、这种解决方案例如在de 101 20 355a1中公开，其中，两个超声转换器在流动方向上彼此间隔地布置并且布置在测量通道的对置的侧面上。

6、在ep 2 306 160 a1中公开了流量计/流量计数器，其中，测量插入件不仅容纳超声转换器而且构造实际的测量通道。该测量插入件紧固在流量计的壳体的管件的切向延伸的凸缘上。在此，构造测量通道的轮廓体埋入通过管件的被凸缘包围的缺口，该轮廓体影响测量区域内的流动并且在该轮廓体上设置有用于测量信号的附加的反射器。在该解决方案中，两个超声转换器布置在测量插入件的罐状的壳体件中，该壳体件朝向所述流动闭合并且埋入该流动中。

7、在ep 2 386 836 b1中示出类似的解决方案。在这个实施例中，测量插入件承载两个在流动方向上彼此错开布置的超声转换器，这些超声转换器同样容纳在罐状的壳体件中并且通过壳体的管件的被凸缘包围的开口伸入到测量通道中。在测量通道内部的流动引导通过从壳体的端侧可装入的壳体插入件确定，该壳体插入件也承载用于超声信号的反射器，从而超声由超声转换器中的一个超声转换器输出并且通过反射器反射到另外的例如处于下游的超声转换器。当然，也可以以相反的方向进行信号引导。

8、在公开文件ep 0 890 826 b1中描述了流量计，其中，同样在壳体的管件的区域中将测量插入件附接到切向延伸的凸缘上。测量插入件承载两个超声转换器，这些超声转换器插入壳体件的底部的缺口中并且在那里分别借助密封件密封。整个测量插入件然后相对于凸缘用另外的环绕的密封件密封，该密封件包围两个超声转换器。在这个实施例中测量通道也通过测量插入件构造，该测量插入件通过被凸缘包围的缺口插入壳体的管件中。在us 8,424,392 b2和ep 3 748 311 a1中描述了类似的解决方案。

9、公开文件de 199 44 411a1公开了流量计，其中，在测量管中构造有插入件，通过所述插入件，测量管的横截面细长地构造。在此，两个超声转换器在流动方向上错开地布置在测量通道的对置的侧面上。

10、在ep 0 650 034 a1中描述了流量计，其中，同样两个超声转换器彼此错开地布置。分别对置地设置反射器，该反射器布置在测量通道的斜面上。

11、在所有上述解决方案中，反射器与超声转换器沿直径构造，从而必须设置至少两个反射器，以便引导超声信号。

12、在根据ep 0 890 826 b1的流量计中，两个超声转换器分别布置在后续称为耦联件的传感器壳体中并且沿径向方向伸入到测量通道中，使得所述超声转换器被流体绕流。

13、在us 2013/167 655a1和de 10 2004 061 404 a1中分别公开了流量计，其中，两个超声传感器倾斜设置地布置在套装到测量通道上的测量壳体中，所述测量壳体朝向测量通道敞开，使得在通向测量壳体的过渡区域中能够出现涡流。

14、这种解决方案的缺点是，要么超声转换器以其耦联件直接布置在所述流动中要么要不然包围超声转换器的例如罐状的壳体件伸入到所述流动中。在伸入到所述流动中或弹回到所述流动中的超声转换器或壳体件上可发生分离和/或涡流，其尤其取决于流速导致测量误差。

15、测量插入件在轴向方向上推入到测量通道中的流量计具有的缺点是，这些测量插入件在几何形状上非常有限，因为轴向推入的前提是，测量插入件和测量通道构造为没有侧凹。此外，在入口区域和出口区域中的锥形化只能困难地实现或者至多以测量插入件的相当大的壁厚实现。

16、ep 2 696 174 a1公开了具有两个超声传感器的流量计，所述超声传感器附接在测量通道上，其中，测量信号耦入到流体中或从流体中耦出分别通过耦联件实现，所述耦联件齐平地插入到测量通道的周壁部中。

17、在源于申请人的wo 2018/011 371a1中描述了一种流量计，其中，两个彼此间隔开的测量传感器的测量信号的耦入和耦出通过共同的或各一个耦联件进行，所述耦联件承载一个或多个传感器/转换器。

18、在平行的专利申请wo 2018/011 372a1中描述了具有椭圆形或梯形的测量通道的流量计。

19、两种流量计方案在改善的测量精度的情况下保证了流量计的相对于上述现有技术改善的通流。

20、在公开文件wo 2016/012024 a1中描述了具有流动优化的测量通道的流量计，然而所述流量计具有非常复杂的结构。

21、公开文件wo 2011/127934 a1公开了流量计，其中，超声传感器容纳在壳体中，所述壳体本身通过锁定机构与测量通道连接。这种流量计具有非常复杂的结构，因为用于使测量射束改道的反射器也构造在壳体上并因此沿径向方向埋入测量通道的净横截面内并因此对流动产生不利影响。

22、在ep 2 888 560 a1中描述了流量计，其中，两个超声传感器同样布置在闭合的壳体中，所述壳体穿过径向缺口埋入测量通道中。这些埋入的区域又干扰测量通道的通流。此外，该壳体的埋入测量通道内部的区域用于固定沿轴向方向插入测量通道中的测量插入件。该测量插入件承载用于偏转测量射束的反射器。与上述解决方案类似，测量通道和测量插入件必须彼此协调，实现测量插入件的轴向端侧的插入。

23、欧洲专利申请ep 3 818 343 a1涉及壳体的结构，该壳体具有容纳在其中的控制部。该控制部具有主pcb，该主pcb具有容纳在模块壳体中的cpu和通信电路，该模块壳体又容纳在壳体中，在该壳体中还设置有测量pcb。这两个pcb经由电力和通信连接而互相连接，其中，在壳体中还容纳有部件的电流供应部。

24、这种壳体结构极其复杂并且因此需要显著的装置技术花费。

25、欧洲专利ep 2 414 789 b1涉及一种流量计，其中，超声传感器直接布置在pcb上。这种方案的前提是，pcb并且因此还有传感器为了确保足够的信号质量而非常靠近流动通道定位，使得在设计方面保持小的自由度。类似的情况适用于根据ep 3 550 272 b1的方案，其中，超声传感器布置在pcb的下侧上。

26、在ep 2 888 561 b1中描述了超声流量计，其中，超声传感器的电接触通过弹性连接器实现，所述弹性连接器与绝缘承载装置机械连接。这种方案同样需要巨大的装置技术上的花费。此外，ep 2 888 561b1的公开内容相应于前述欧洲专利申请ep 2 888 560 b1的公开内容。

27、欧洲专利ep 1 544 582 b1涉及流量计，其中，同样将测量插入件沿轴向方向插入到测量通道中。此外前提是，测量通道的横截面构造成六角形、八角形或者基本呈具有倒圆的角的正方形的形状。这种测量插入件也只能以显著的装置技术上的花费和测量通道横截面的相应的设计实现。

技术实现思路

1、与此相对，本发明的任务在于，在装置技术上的花费的进一步降低方面在最佳的测量精度的情况下改进流量计。

2、该任务通过具有权利要求1的特征的流量计解决。

3、本发明的有利的改进方案是从属权利要求的主题。

4、根据本发明的流量计具有可附接在由流体流过的管道上的流动通道，在该流动通道上保持测量单元，该测量单元被实施有至少两个彼此间隔的传感器、优选超声转换器，这些传感器使其测量信号穿过流动通道的至少一个缺口耦入或耦出。此外，流量计具有容纳在控制壳体中的控制单元，以用于操控传感器和用于处理测量信号。根据本发明，每个传感器与接触电板接触，该接触电板本身与控制单元的主pcb连接。

5、该实施方案能够实现传感器的非常简单的接触，其中，该接触例如可以材料配合或传力配合地进行。接触电板在此能够实施为单独的元件。备选地也可能的是，接触电板也可以实施为塑料成型体的一部分，传感器或接触电板区域通过该塑料成型体与主pcb电连接或信号技术连接。原则上也可以通过电缆等将接触电板与主pcb连接。

6、在特别优选的实施例中，接触电板与传感器钎焊或粘接，其中，所述传感器电极构造在远离所述控制壳体的底部或所述测量通道上部的大面积的区域中和/或沿着所述传感器的周壁部构造。这需要传感器的特殊构造方式，但是具有显著的优点，即可以从一侧起以简单的方式实现接触。

7、当例如在接触电板上构造有配合缺口时，接触电板相对于传感器的相对定位是特别简单的，壳体侧的配合销埋入到所述配合缺口中。在运动学上的反转中当然也可能的是，将配合销构造在接触电板上并且将配合缺口在壳体侧例如构造在控制壳体上或者测量通道上部上。

8、在本发明的优选实施例中，控制壳体被实施有壳体盖，该壳体盖释放对显示器的视线。

9、如果设置有多件式的滑动框架，通过该滑动框架将壳体盖固定在控制壳体上，则该壳体盖在控制壳体上的紧固特别简单。

10、根据本发明的另一方面，具有测量通道上部和测量通道下部的测量通道插入件通过连接螺栓与流动通道连接。以这种方式，控制壳体也可以与流动通道连接。

11、当控制壳体朝向流动通道的连接管锥形化时，用于将流量计与管道连接的工具的附接是特别简单的。

12、根据本发明优选的是，测量通道插入件和可选地流动通道也由塑料制成。

13、当电池接触/紧固在主pcb的朝向测量通道插入件的大面积上时，控制单元的结构特别紧凑。

14、在此特别优选的是，电池(根据电池类型)以其纵轴线横向于或平行于通流方向地布置在控制壳体中。

15、根据本发明的另一方面，在控制壳体中除了主pcb外还容纳有显示单元(eda)和通信模块，其中，这些优选地大致以相对于壳体盖的平行距离关于主pcb错开地布置。

16、在设置有通信模块的情况下，该通信模块可以被实施成具有集成的天线，该天线由壳体盖覆盖。

17、当这些传感器紧固在测量通道上部的或控制壳体的底部的倾斜安置的支撑面上时，这些传感器的安装是特别简单的。

18、这种紧固可以材料配合地、例如通过粘接或通过张紧来进行。

19、根据本发明的另一方面，多件式测量通道插入件沿径向方向插入到流动通道中，该测量通道插入件具有至少一个测量通道上部和/或测量通道下部，该测量通道上部和测量通道下部部分地限定测量通道区段并且入口嵌件和/或出口嵌件配设给附接到该测量通道区段上的测量通道上部和测量通道下部。该测量通道插入件被构造成使得该测量通道插入件可以穿过流动通道的径向缺口插入到流动通道中。

20、当两个嵌件被构造成结构相同时，该装置技术上的花费是最小的。

21、与流动通道的不同的公称宽度的适配可以通过更换嵌件来进行，其中，测量通道上部和测量通道下部至少在许多公称宽度的情况下可以保持不变。这意味着，为了适配，仅流动通道以及一个或多个嵌件被更换。

22、如果嵌件被构造成具有轴向止动件，则入口和出口嵌件在流动通道内或相对于测量通道上部和测量通道下部的位置定位是特别简单的。

23、所述嵌件和所述测量通道区段可以被设计成使得在从流体入口和/或流体出口到所述测量通道的过渡区域中分别所述通流横截面的减小被实施成使得所述流体在该区域中被加速。

24、为了优化流动，可以在测量通道中、尤其在入口/出口嵌件的区域中设置导肋。

25、在实施例中，测量通道上部具有壳体凸缘，控制壳体附接在该壳体凸缘上并且该壳体凸缘构造控制壳体的底部。

26、在备选的解决方案中，测量通道上部和测量通道下部附接在控制壳体的底部上，其中，所述底部、测量通道上部和测量通道下部共同地在圆周侧限定所述测量通道的至少一个区段。

27、当测量通道上部、测量通道下部和控制壳体形状配合地、尤其通过配合件/配合缺口或类似物彼此定位时，该结构组的安装是特别简单的。

28、当测量通道区段具有大致矩形的横截面时，流量计的通流是最佳的，其中，优选所述测量通道的比如沿着朝所述控制壳体的方向的宽度显著大于横向于所述控制壳体的方向的宽度。

29、在此，在dn110或dn80的公称宽度的情况下，测量通道区段的长度可以小于40mm。

30、根据本发明优选的是，在测量通道下部和/或测量通道上部处分别保持有至少一个反射器，优选材料配合地保持。这种材料配合例如可以通过在制造测量通道下部/测量通道上部时注塑包封反射器来进行。