今天為大家介紹一項國家發明授權專利——具有突伸的換能器的流量計。該專利由卡姆魯普股份有限公司申請，并于2016年8月24日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及一種配置為測量液體流率的超聲波流量計，并且特別涉及一種當安裝在管道裝置中時在操作期間對附著至換能器的空氣氣泡不敏感的流量計。

發明背景

在超聲波流量計中，為了測量流動介質的流率或其它參數，超聲波換能器向流動介質內發射超聲波信號。流動液體可能包含氣泡，特別是空氣氣泡，其從液體不斷被釋放并且進入管道系統。所釋放的空氣氣泡作為管道系統腔內的氣穴駐留在管道系統中持續一段時間，直到被流動的液體沖走。

安裝在管道系統內的超聲波流量計可以提供腔體，釋放的空氣可以在其內停留一段時間。管道系統中的氣穴不一定會是問題，然而對于超聲波流量計來說，存在氣穴干擾超聲波信號路徑并從而干擾測量并且影響精度的風險。如果換能器存在于流動通道的最高點，這尤其是一個問題，因為換能器前面的空間可提供腔體，在該腔體中空氣可以停留并且粘附到換能器。

在大多數緊湊型流量計中，也就是其中控制電子設備直接安裝在流動部分上的流量計，控制電子設備以及顯示器定位在換能器頂側上。為了避免氣泡被捕獲在換能器前方的問題，流量計被旋轉使得換能器被移動遠離該最高點區域。然而，這導致了顯示器也被旋轉遠離豎直視角。流量計安裝在各種管道裝置中。在很多情況中，顯示器的最佳可見性將通過豎直向上指向的顯示器實現。

發明內容

總體上，本發明優選設法單獨地或者任意組合地減輕、緩和或消除上述缺點中的一個或多個，以實現對已知流量計的不受附著至換能器的空氣氣泡影響。

本發明提供了一種超聲波流量計，其配置為測量液體的流率，該流量計包括：貫通的流動管道，配置為用于液體在入口和出口之間通過，該流動管道限定了入口和出口之間的中心軸線，該流動管道或者通過流動管道自身的內壁，或者通過插入流動管道中的測量插入物的內壁，或者通過流動管道和測量插入物的內壁的組合限定了流動通道。

用于液密地安裝在流動管道上的殼體，該殼體包括兩個或多個超聲波換能器和配置為用于操作換能器并且用于產生表示液體流率的信號或數值的控制電路，該殼體還包括作為殼體底部的一部分被與殼體整體地形成的兩個或多個換能器插入物。

所述兩個或多個換能器被布置在換能器插入物中；每個換能器包括用于發射和接收超聲波信號的表面，該表面限定了表面法線，并且其中該換能器被布置成使得表面法線垂直于中心軸線，并且其中所述換能器插入物包括以平面平行的方式被布置以便覆蓋換能器表面的耦合表面。

其中所述殼體在安裝位置中被布置為使得換能器插入物通過流動管道中的開口插入以便以如下方式延伸至流動通道中：使得每個換能器插入物的耦合表面被定位為使得整個耦合表面被置于內壁的內截面內部。

本發明因此提供了一種在流量計的入口和出口之間具有直的流動管道的類型的超聲波流量計，其中，換能器插入物插入流體中，并且其中換能器的聲音產生和接收表面為與彼此、以及與包含中心軸線的平面平行的平面。因此換能器垂直于流動方向。對于這種類型的流量計，這些換能器的平面，（各）電子電路板的平面以及顯示器平面可以都是以堆疊方式的平行平面。從與制造相關的自動化觀點來看，高度希望重要構件的這種堆疊。此外，通過將超聲波換能器和控制電路布置在，可作為子組件被組裝并且作為單一單元被安裝在流動管道上的殼體內部，提供了支持高成本效益制造過程的流量計。利用突伸至流動通道中的耦合表面，從液體中釋放的空氣氣泡將不停留在和附著到耦合表面，而是朝流動通道中的最高點而去，并且因此遠離超聲波信號通道。本發明提供了一種流量計，其可以制造起來有成本效益，其能在所有方向上安裝，包括具有豎直換能器的方向，無需最小流量來確保持續沖刷空氣氣泡，但即使在低流速或零流速的情況下保持不受空氣氣泡影響。顯示器和其它電子電路可以被設置在與換能器相同的殼體中以及相同的平面內，而不需要流量計特定的方位。

在各實施例中，該超聲波流量計可以是計費的耗量表或可以是其一部分，例如水表，熱量表，冷量表或能量表，其中該耗量表被配置用于測量被供應的有用東西的消耗數據，作為收費基礎使用。該耗量表可與家庭水供應、地區供熱或地區制冷聯合使用。該耗量表可以是法定量表，即服從監管需求的量表。這樣的監管需求可以是對測量精度的需求。