用于测定流过管段的流体的流量的测量装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于测定流过管段的流体的流量的测量装置。本发明特别是涉及一种用于依据飞行时间差法借助超声波传感器测定流过管段的流体的流量的测量装置。


背景技术：

2.在依据飞行时间差法借助超声波传感器测定流过管段的流体的流量时，借助超声波传感器将声信号耦合到流体中。超声波接收器在预设的信号路径的末端接收信号。在已知测量管几何形状的情况下，可以通过将测得的信号传播时间与在测量管中的流体处于不流动状态下测得的信号传播时间进行对比来测定流过测量管的流动流体的流量。
3.为了延长信号的传播路径或者出于结构原因，在超声波传感器与超声波接收器之间设置反射点，在这些反射点处反射耦合信号，使耦合信号例如沿v形或w形路径进行传播。在此情况下，可以由测量管自身来形成这些反射点。
4.在很多情况下，测量管都配设有粉末涂层，以便保护金属免受腐蚀。因此，在经粉末涂布的管壁被反射的超声波信号弱于在光滑的测量壁处被反射的超声波信号。这又使得与具有光滑金属表面的测量管相比，使用经粉末涂层的测量管时的测量结果更不准确。
5.有鉴于此，设置反射元件，其被构建为独立的部件并且位于测量管内。
6.在这种情形下，问题在于如何将反射元件固定在测量管中。
7.一方面，必须将反射元件牢固地保持在测量管中，以使其不会被流过测量管的流体带走。另一方面，反射元件不应影响流过测量管的流体的流动、特别是流速。此外，反射元件不得导致在测量管中形成任何非期望的涡流或紊流。
8.例如，由de 10 2012 101 098 a1示出的是，将构建为独立部件的反射元件熔焊、钎焊或粘合在测量管上。但这些是相对较为复杂的接合方法。
9.wo 2016/012024 a1描述了测量管中的一种嵌件，在该测量管中设有附加的固定元件，以便将反射元件牢固地保持在测量管的内壁上。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种具有测量管装置的流量计，其中反射元件以简单、牢固的方式固定在测量管上，而无需附加的固定元件。
11.本发明用以实现上述目的的解决方案在于一种用于测定流过管段的流体的流量的测量装置，所述测量装置包括具有管件的测量管装置、至少一个用于发射声信号的超声波传感器、至少一个用于接收由所述超声波传感器发射的声信号的超声波传感器、用于反射所述声信号的反射元件，其中所述管件的壁部具有被所述反射元件覆盖的通孔，其中所述反射元件以形状配合的方式固定在所述管件的壁部上。
12.将反射元件形状配合地固定在管件的壁部上一方面使得反射元件能够牢固地保持在内管上，另一方面还能实现相对较为简单的安装。在此情况下，如果根据一种优选的实施方式，所述反射元件固定在所述管件的外侧上，则安装特别简单。
13.优选地，在所述反射元件与所述管件的壁部之间存在卡合连接。
14.此外，有利的是，所述反射元件至少在管件的纵向方向上与所述管件的内壁齐平，以便避免所述反射元件对流过测量管的流体产生干扰性影响，特别是避免影响流体流过测量管的流速并防止在测量管内形成涡流。
15.在一种优选的实施方式中，所述反射元件具有平坦的表面，所述表面用作超声波信号的反射面。
16.为了将反射元件固定在管件上，优选设有固定构件，特别是固定孔眼和/或扁平舌片。
17.在此情况下，有利的是，所述管件具有配对固定构件(gegenbefestigungsmittel)，例如卡扣(rastnasen)。
18.在此情况下，为了补偿反射元件的组件公差，所述卡扣优选具有补偿表面。
19.在一种优选的实施方式中，所述管件为所述测量管装置的内管。
20.此外，有利的是，所述内管具有至少一个笔直的壁段，其优选沿轴向方向和/或沿周向方向延伸。在将超声波传感器和/或反射元件固定在测量管上的笔直壁段上时，上述构造简化了超声波传感器和反射元件的安装。
21.为了给超声波传感器和/或反射元件提供平坦的安装面并且不影响测量管中的流动，在一种优选的实施方式中，所述管件沿轴向方向具有至少一个肋状凸面。
附图说明
22.结合所附图形对优选的实施方式进行说明，其中：
23.图1示出了具有内置超声波传感器和反射元件的测量装置的纵向剖面图；
24.图2示出了测量装置的内管的透视图以及反射元件的分解图；
25.图3示出了具有内置反射元件的测量装置的内管的透视图；
26.图4示出了内管在反射元件的区域中的横截面图。
具体实施方式
27.图1示出了用于测定流过管段的流体的流量的测量装置10的纵向剖面图，该测量装置具有测量管12，该测量管具有外管14，内管16位于该外管中。此外，设有用于发射或接收声信号的超声波传感器18a、18b。
28.一对超声波传感器18a、18b由用于发射声信号的超声波传感器18a和用于接收声信号的超声波传感器18b组成。设有三对超声波传感器18a、18b，其围绕外管14沿周向方向以等距分布的方式布置，在图1中仅可以看到其中一对。每一对超声波传感器18a、18b均在测量管12的轴向方向上对齐。
29.在内管16的内壁上设有用于反射声信号的反射元件20。设有三个反射元件20，这些反射元件在各对超声波传感器18a、18b之间围绕测量管12沿周向方向以等距分布的方式布置。每个反射元件20对应于一对超声传感器18a、18b并且其定位方式为使得从超声波传感器对中用于发射声信号的超声传感器18a到用于接收声信号的超声波传感器18b的信号路径呈v形。
30.图2示出了内管16和三个反射元件20的分解图。内管16具有六个肋状结构22，这些
肋状结构均沿内管16的轴向方向延伸并且沿内管16的圆周等距分布。肋状结构22具有平面顶面24、两个沿轴向方向延伸的纵侧26以及两个末端区段28。平面顶面24致使横截面呈圆形的内管16至少分段地具有笔直的壁段。为了沿测量管12的纵向方向实现内管16的壁部与肋状结构22之间的无级过渡，纵侧26的高度朝相应末端区段28的方向连续减小。
31.在这些肋状结构22上设有用于超声波传感器18a、18b的容置部30和用于反射元件20的开口32，其中一个肋状结构22具有用于超声波传感器18a、18b的容置部30或者具有一个用于反射元件20的开口32。容置部30或开口32的尺寸和轮廓与超声波传感器18a、18b或反射元件20的尺寸和轮廓适配，从而可以将其精确配合地固定在内管16的壁部上。
32.反射元件20包括平面板件34，其中在两个相对侧上分别设有一个固定孔眼36和两个扁平舌片38。固定孔眼36和两个扁平舌片38以彼此间隔较小距离的方式布置，并相对于平面板件34成一角度并且特别是具有大约90
°
的角度。平面板件34用作超声波信号的反射面，而固定孔眼36和两个扁平舌片38则为固定构件。
33.在开口32的区域中，如特别是在图4中可以看到的那样，在肋状结构22的每个纵侧上设有指向外部的卡扣40，其用作固定孔眼36的配对固定构件。每个卡扣40在其底侧42成斜面。此外，在肋状结构22的纵侧上，在开口的区域中设有导轨44(见图2)，其宽度相当于固定孔眼36与扁平舌片38之间的距离。导轨44以间隔一定距离的方式布置在卡扣40的两侧。
34.图3示出了处于安装状态下的具有反射元件20的内管16。反射元件20精确配合地定位于相应的开口32中，并因此完全覆盖该开口。如图1所示，反射元件20的布置方式为使得反射元件20和内管16的内壁形成平坦的表面。
35.为了安装反射元件20，将这些反射元件放置到内管16的开口32上方。反射元件20的扁平舌片38与肋状结构22上的导轨42一起用作定位辅助件。扁平孔眼36与卡扣40相互作用，进而形成卡合连接。卡扣40在其底侧形成斜面补偿了反射元件20的组件公差。
36.在图1至图4所示实施方式中，内管16在其入口或出口处的直径大于内管16中部的直径。因此，内管16在其入口或出口处紧密贴靠在外管14的内壁上。为了保持内管16在外管14上的这种固定，肋状结构22在径向方向上不会突出于内管的出口或入口。
37.在一种未示出的实施方式中，可以省去所述内管。在这种情况下，外管具有上文结合内管进行描述的肋状结构。在该实施方式中，肋状结构也可以突出于外管的直径。
38.在所示实施方式中，超声波传感器18a、18b定位在外管14和内管16的开口中。在一种未示出的实施方式中，这些超声波传感器也可以以夹紧连接的方式固定在外管的外侧上。
39.尽管是结合三对超声波传感器对本发明进行介绍，但本发明也可以用于具有至少一对超声波传感器的其他测量装置。
40.当然，各个实施方式的特征可以相互组合。