[發明專利]超聲換能器安裝組件

有效

• 申請號: 201480029560.8
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN105358943B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 皮埃爾·于貝爾施拉克;米哈爾·貝茲杰克;安德里亞斯·貝格爾
• 申請（專利權）人: 恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F15/18;G10K11/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 趙曉祎;戚傳江

公開的是一種超聲換能器安裝組件，該超聲換能器安裝組件包括：超聲換能器元件(2)；換能器外殼(3)，在該換能器外殼內部布置有超聲換能器元件(2)；以及容納單元(4；304；404；604)，換能器外殼(3)在該容納單元內部被夾緊在夾緊部分中。本公開的組件，其特征在于，夾緊部分包括至少一個耐磨軸承，該耐磨軸承具有至少一個滾動元件，特別是至少一個滾珠軸承(6)，該滾珠軸承具有至少一個滾珠(7)，其用于使換能器外殼(3)與容納單元(4；304；404；604)聲學解耦。

技術領域

本發明涉及一種超聲換能器安裝組件。

背景技術

超聲波流量計通常被用于過程和自動化技術中。它們允許以簡單的方式的管道中的體積流量和/或質量流量的確定。已知的超聲波流量計通常根據運行時間差原理來工作。在運行時間差原理中，將超聲波的不同運行時間，特別是超聲波脈沖、所謂的脈沖串，相對于液體的流動的方向進行評估。為此，超聲波脈沖沿著和逆著流動的方向在一定的角度下被傳輸到管軸。使用運行時間差，如果管道段的直徑是已知的，那么流量以及因此體積流量可以被確定。

超聲波借助于所謂的超聲換能器產生或接收。為了此目的，超聲換能器被牢固地附接到相關管道段的管道壁。夾合的超聲波流量測量系統也是可用的。在這些系統中，超聲換能器從測量管外部抵靠管壁被按壓。夾合的超聲波流量測量系統的一大優點是它們不接觸測量介質而可以被安裝在現有管道上。

超聲換能器通常由機電換能元件(例如壓電元件)以及耦合層構成。在夾合的系統中，超聲波是在機電換能元件中作為聲信號產生的，并且通過耦合層傳給管壁，并且然后進入液體。在管內系統中，聲信號經由耦合層耦合到測量介質。

在夾合的系統以及管內系統中，超聲換能器通常被布置在測量管上的公共平面中，在測量管的相對側中的一側上，在這種情況下超聲信號沿著投射到管橫截面上的割線橫過測量管一次，或者在測量管的相同側上，在這種情況下聲信號在測量管的相對側上被反射，由此聲信號沿著投射到通過測量管的橫截面上的割線橫過測量管兩次。

兩個過程以運行時間差原理發生。在第一過程中，第一超聲換能器將通過介質傳播的聲信號發射到測量管。聲信號被第二超聲換能器接收。在第二過程中，第二超聲換能器將由第二超聲換能器接收的聲信號發射。如果介質流經測量管，第一和第二過程導致不同的運行時間。從這兩個運行時間來確定測量管中的介質的流量。

除了聲信號，發射超聲換能器還產生聲噪聲，所述聲噪聲從超聲換能器外殼傳輸到測量管，并且經由測量管傳輸到接收超聲換能器。按照慣例，帶有由聚合物或彈性體制成的阻尼器的超聲換能器外殼與測量管解耦合以最小化聲噪聲的傳輸。然而，聚合物或彈性體是低強度和低耐久性的。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲換能器安裝組件，其中減少換能器外殼和測量管之間的聲學耦合，其中超聲換能器安裝組件同時具有高強度和高耐久性。

該目的通過一種超聲換能器安裝組件來實現。根據本發明的超聲換能器安裝組件包括超聲換能器元件、換能器外殼和容納單元，超聲換能器元件布置在換能器外殼中，其中換能器外殼被夾緊在容納單元中的夾緊路徑中，其中根據本發明的夾緊路徑包括帶有至少一個滾動元件的至少一個軸承，特別是帶有用于使換能器外殼與容納單元聲學解耦的至少一個滾珠的至少一個滾珠軸承。

夾緊路徑通常被定義為相互夾緊的元件的布置。通過使用滾動元件，換能器外殼和容納單元之間的接觸表面被最小化，由此換能器外殼和容納單元的聲學耦合被最小化。如果滾動元件包括滾珠，聲音經過容納單元和滾珠之間的準點狀接觸達到滾珠，并且在所有方向上傳播開。聲波主要在與進入點相對的滾珠的一側上被反射，因為在滾珠的這一側上在滾珠和容納單元之間也僅存在準點狀接觸。已經進入滾珠的聲波在滾珠內被反射直到聲波減弱為止。由于滾動元件，軸承可以被設計為可移動的或剛性的。