專利名稱：用于將測量或顯示單元固定在物體上的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于將測量或顯示單元固定在物體上的裝置。該 測量單元例如是壓力或溫度傳感器、超聲傳感器或者夾鉗式流量計， 其例如為所謂的流料箱的形式，正如在本申請人與本專利申請同時提 交的專利申請中所詳細描述的。
背景技術：
夾鉗式超聲流量計經(jīng)常應用于過程及自動化技術中。由于位于管 道外部，所以它們能夠?qū)崿F(xiàn)無接觸地確定管道中的介質(zhì)的體積和/或質(zhì)
量流量。例如在EP 0 686 255 Bl、 US誦A 4,484,478或US-A 4,598,593
中描述了夾鉗式超聲流量計。通常，超聲傳感器單獨地利用帶子固定 在管道上，要確定的是該管道中的流量。
可以從申請人獲得的超聲流量計根據(jù)渡越時間差原理工作。在渡 越時間差原理中，分析超聲測量信號在介質(zhì)的流向以及相反方向上的 不同渡越時間。為此，超聲傳感器的超聲測量信號在介質(zhì)的流動方向 以及相反方向上交替地被發(fā)送或接收?；诔暅y量信號的渡越時間 差，可以確定流速，并且由此，在已知管道的直徑的情況下可以確定 體積流速，或者在已知介質(zhì)的密度的情況下可以確定質(zhì)量流量。
在根據(jù)渡越時間差原理工作的夾鉗式流量計的情況中，超聲測量 信號被以預定的角度輻射入介質(zhì)位于其中的管道內(nèi)。為了由一個超聲 傳感器接收盡可能大部分的由另一超聲換能器輻射入容器的能量，兩 個超聲傳感器必須具有限定的間距。超聲傳感器在管道上的特定位置 依賴于管道的內(nèi)徑以及介質(zhì)中的音速。作為有時導致較大測量誤差的 其他應用參數(shù)，可能有管道的壁厚以及在管道材料中的音速。
4從而，已知的夾鉗式超聲流量計不能在沒有附加安裝輔助裝置(例 如，螺絲刀)的情況下安裝在管道上。此外，正如已經(jīng)提到的，超聲 傳感器就位于最佳入射/出射區(qū)域以及之后固定在那里都相當成問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種裝置，其顯著簡化夾鉗式流量計在管道 上的安裝。
這個目的通過以下特征實現(xiàn)提供細長的引導元件，用于測量單 元和/或顯示單元的定位輔助工具和夾具沿引導元件的縱向可移位地設 置在引導元件上；定位輔助工具和夾具可以相對于彼此就位，使得物 體被夾鉗保持在定位輔助工具和夾具之間；提供彈性的張力調(diào)整裝置， 利用它可以以規(guī)定的壓下力將測量或顯示單元壓在物體上。定位輔助 裝置優(yōu)選地是棱柱，其在彼此對稱且平行于管道縱軸延伸的兩條接觸 線的區(qū)域中抵靠著管道。通過利用定位輔助工具對夾持裝置進行預定 的定位及對中心，夾持裝置僅僅仍然可以圍繞管道的縱軸旋轉(zhuǎn)。兩個 保留的自由度是預先限定的。另外，具有優(yōu)點地，在具有較小標稱直 徑的管道的情況中，重量分布得到平衡。而且，不穩(wěn)定的管道不會由 于本發(fā)明的裝置固定在管道上而變形。
正如已經(jīng)在背景技術中描述的，測量單元優(yōu)選地是具有至少兩個 超聲傳感器的流料箱，該超聲傳感器根據(jù)渡越時間差原理確定流經(jīng)管 道的介質(zhì)的流量。當然，超聲傳感器還可以是通過多普勒原理確定流 量的超聲傳感器。在第一種情況中，兩個超聲傳感器可以相對于彼此 就位，使得從一個超聲傳感器發(fā)送的超聲測量信號的最大部分總是在 第二超聲傳感器得到接收。當然，本發(fā)明的固定系統(tǒng)還可以被分配給 至少兩個超聲傳感器中的每一傳感器。由于超聲傳感器總是簡單地平 行于管道縱軸就位，根據(jù)本發(fā)明，為此僅僅必須根據(jù)需要沿著它們的 直的連接線移位超聲傳感器。由于無需附加輔助工具就可以簡單地在
5管道上釋放及固定固定裝置，所以可以顯著簡化位置精確的安裝。
特別地，本發(fā)明的裝置最優(yōu)地適用于將測量和/或顯示單元固定在 具有較小標稱直徑的管道上。由于在對于測量或顯示單元的定位輔助 裝置及夾具之間的設定的壓下力，可以有效防止管道的形變。另外， 由于彈性的支承，即使在環(huán)境條件改變的情況下，特別是在溫度條件 改變的情況下，也總是保證壓下力基本恒定。在一個或多個超聲傳感 器聯(lián)接在管道上的情況中，這對于良好的測量性能是必不可少的。
通常，在外部安裝于管道上的超聲傳感器的情況中，在超聲傳感 器的支承面和管道之間提供聯(lián)接層，例如聯(lián)接墊。這個聯(lián)接層用于保 持一測^m，反lf^^可能小，從而大部分測量信號被射入管道及 介質(zhì)。由于聯(lián)接層的特性可能隨著其上的壓力而改變，所以這里重要 的還有壓下力或壓緊力保持基本恒定。換言之，本發(fā)明的夾具的特點 在于恒定的表面壓力。
在本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選實施例中，引導元件是空心軸。進一 步，在空心軸中設置拉簧，其通過第一止動元件固定或可固定在上部 區(qū)域以及通過第二止動元件固定或可固定在下部區(qū)域。在最簡單的情 況中，止動元件是銷。
另外，上部銷剛性地與夾具相連并且在固定的位置位于引導元件 上。下部銷剛性地與定位輔助工具相連并且在引導元件的表面上的細 長空腔中得到引導，并因而在限定的限度內(nèi)相對于引導元件可軸向移 位地得到支承。為此，優(yōu)選為長形孔的空腔沿引導元件的縱軸的方向 定位。
另外，下部銷可以通過固定單元而就位于細長空腔中的固定位置。 優(yōu)選地，固定單元是滾花螺釘或者壓力銷。
6另外，本發(fā)明的裝置的一個優(yōu)選實施例，彈性張力調(diào)整裝置由旋 鈕和彈簧元件構成；它們二者都布置在引導元件或空心軸的上部區(qū)域。
在一個優(yōu)選變型中，彈性張力調(diào)整裝置是快速夾鉗閉鎖，其通過 杠桿的翻轉(zhuǎn)而得到操作。
正如之前已經(jīng)提到的，測量單元是超聲傳感器或其中設置了至少 兩個超聲傳感器的所謂的流料箱。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細解釋本發(fā)明，附圖中
圖1以透視圖顯示了本發(fā)明的裝置的第一實施例，其在空心軸的 區(qū)域包括部分四分之一剖面；
圖2是圖1中顯示的實施例的不同視圖，它們是
a) 從圖1的A-A方向得到的視圖，
b) 從圖1的B-B方向得到的視圖，
c) 從圖1的C方向得到的視圖3是本發(fā)明的裝置的第二實施例，其具有伸展的拉簧和流料箱；
和
圖4是本發(fā)明的裝置的第三實施例，其不具有傳感器和棱柱，或 者不具有定位輔助工具。
具體實施例方式
圖1以透視圖顯示了本發(fā)明的裝置的第一實施例，其在引導元件 6的區(qū)域中包括一部分四分之一剖面。作為補充，圖2a、圖2b、圖2c 提供了圖1中所示的實施例的不同視圖。即，圖2a顯示了從圖1的A-A 方向得到的視圖，圖2b顯示了從圖1的B-B方向得到的視圖，圖2c 是從圖1的C方向得到的視圖。
本發(fā)明的固定裝置1由引導元件6 (這里是空心軸6，其中設置了
7彈簧元件4)、傳感器夾具ll、定位輔助工具2、滾花螺釘7和旋鈕3 構成。彈簧元件4實施為拉簧，其在兩個末端區(qū)域中通過銷8、 9而固 定或可固定于限定的位置。銷8、 9具有雙重功能它們一方面用作對 于彈簧元件4的保持銷或止動銷，另一方面用于引導定位輔助工具2 和夾具11,使得總是能夠提供定位輔助工具2相對于傳感器夾具11的 正確就位。在所示情況中，定位輔助工具2是棱柱。然而，定位輔助 工具2也可以是埋頭銷釘、角件、凹槽或者孔。
下部銷9與棱柱2固定地相連并且在引導間隙12(這里是長形孔) 中得到引導，該引導間隙位于空心軸6的外壁中。以這種方式，在每 一位置都保證了棱柱或定位輔助工具2相對于傳感器夾具11或者相對 于傳感器IO、 17、 18的期望定位。
為了安裝本發(fā)明的裝置l，執(zhí)行以下步驟
釋放滾花螺釘7，并且將棱柱2和傳感器夾具ll彼此分離，使得 管道15就位于棱柱2和傳感器夾具ll之間。如果在將夾持裝置11固 定在管道15上之后，再沒有拉力施加于彈簧元件4上，那么管道15 被夾鉗地保持在棱柱2和傳感器夾具ll或者傳感器10、 17、 18之間。 必要的是，在管道15具有較大外徑的情況中以這種方式得到的壓緊力 比在管道15具有較小外徑的情況中得到的壓緊力高。已知的固定裝置 (例如螺旋夾)具有相反的特性。
然后，利用滾花螺釘7將拉簧4固定在這個位置。在管道15由一 種使得管壁不會出現(xiàn)形變的材料制成的情況中，本發(fā)明的固定裝置1 被利用旋鈕3拉緊。在旋鈕3中設置盤簧5，其在會影響管道15直徑 的溫度波動的情況中，負責保持原始設定的壓緊力不變。這在將超聲 傳感器17或流料箱18安裝在管道上的情況中特別重要，因為只有這 樣才能夠保證傳感器17之后不會再一次移出其限定位置。拉簧4位于 空心軸6中，其自身僅僅是安裝輔助工具，使得能夠迅速拉緊傳感器 17而無需在管道15的大致位置具有附加的輔助工具。然而，這個拉簧
84并不是本發(fā)明必須的。還可以利用管道15上的螺釘來夾鉗夾持裝置 1。盤簧5為此負責在溫度改變的情況中將夾持裝置1的張緊力保持不 變。這是重要的，因為只有這樣才能夠保證傳感器17在安裝之后不再 會移位。在管道非常敏感或者暫時安裝傳感器的情況中，甚至拉簧的 張緊力就足夠，從而不再需要盤簧。
本發(fā)明的裝置1的一個主要優(yōu)點是，它可以被利用僅僅一個夾鉗 元件以期望的壓緊力安裝在管道15上。安裝支持裝置不必需要工具。 于是，可以迅速、安裝且簡單地實現(xiàn)安裝。如果需要，特別是在鋼管 的情況中，在傳感器17和管道15之間設置聯(lián)接墊20或聯(lián)接元件，這 在超聲傳感器17的情況中保證了發(fā)送和/或接收的信號的盡可能高的 部分經(jīng)過在傳感器17和管道15之間的界面。由于聯(lián)接媒質(zhì)20的聯(lián)接 特性可能依賴于壓力，所以在環(huán)境條件特別是溫度條件改變的情況中， 保持壓緊力恒定非常重要。于是，根據(jù)以上討論，可以利用本發(fā)明的 裝置毫無問題地在傳感器17和管道之間插入聯(lián)接墊20。這例如在管道 15由鋼制成的情況是有意義的。
由于本發(fā)明的支持裝置1彈性安裝在管道15上，由溫度改變而引 起的管道15的直徑增加不會導致管道形變；另一方面，當管道15的 直徑由于溫度改變而減小時，期望的并且被設定的壓緊力不改變。從 而保證獲得設定的張緊力以及保持期望的就位。
圖3顯示了本發(fā)明的裝置的第二實施例。代替單獨的傳感器17或 者顯示單元，這里在管道15上安裝所謂的流料箱18。在本申請人的一 個與本申請同時提交的專利申請中，詳細描述了這種流料箱。這個平
行專利申請的公開內(nèi)容全部合并在本專利申請的公開內(nèi)容中，作為參 考。在流料箱18中，設置至少兩個超聲傳感器17，其通過渡越時間差 原理確定經(jīng)過管道15的介質(zhì)的流量。在所示實施例中，在流料箱18 上的是顯示器14和接口 13，其用于與例如遠程的上位控制位置(圖3 中未示出)進行數(shù)據(jù)交換。通信可以無線地(例如，通過無線電或者
9光學地)或者通過光纜而進行。
圖4顯示了本發(fā)明的裝置1的另一變型。與之前描述的兩個技術 方案相比，主要區(qū)別在于，為了精確安裝，使用用于將本發(fā)明的裝置 夾鉗在管道15上的快速夾鉗閉鎖16來代替盤簧3和旋鈕5。這種快速 夾鉗閉鎖例如應用于自行車車輪的安裝。
10附圖標記列表
1 本發(fā)明的裝置
2 定位輔助裝置/棱柱
3 旋鈕
4 彈簧元件/拉簧
5 彈簧元件/盤簧
6 引導元件/空心軸
7 滾花螺釘
8 第一止動元件/上部銷
9 第二止動元件/下部銷 10測量單元/顯示單元
11用于測量或顯示單元的夾具/傳感器夾具 12引導間隙/細長空腔/長形孔 13用于數(shù)據(jù)通信的接口 14顯示器 15管道
16快速夾鉗閉鎖 17超聲傳感器 18流料箱
19附加的傳感器安裝位置 20聯(lián)接媒質(zhì)，這里是聯(lián)接墊
1權利要求
1.一種用于將測量或顯示單元(10，17，18)固定在物體(15)上的裝置(1)，包括細長的引導元件(6)，用于所述測量單元(10，17，18)或用于所述顯示單元的定位輔助工具(2)和夾具(11)以沿所述引導元件(6)的縱向可移位的方式設置在該引導元件(6)上；其中所述定位輔助工具(2)和所述夾具(11)能夠相對于彼此就位，使得所述物體(15)被夾鉗保持在所述定位輔助工具(2)和所述夾具(11)之間；并且其中提供彈性的張力調(diào)整裝置(3，5)，利用它能夠以規(guī)定的壓下力將所述測量或顯示單元(17，18)壓在所述物體(15)上。
2. 根據(jù)權利要求l所述的裝置，其中，引導元件(6)是空心軸。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其中，在空心軸(6)中設 置拉簧(4)，該拉簧通過第一止動元件(8)固定或能夠固定在上部 區(qū)域以及通過第二止動元件(9)固定或能夠固定在下部區(qū)域。
4. 根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中，上部銷(8)剛性地與夾 具(11)相連并且在引導元件(6)或空心軸中的間隙內(nèi)得到引導。
5. 根據(jù)權利要求3或4所述的裝置，其中，下部銷(9)剛性地 與定位輔助工具(2)相連，并且下部銷(9)在沿引導元件(6)的縱 軸方向定向的細長空腔(12)中得到引導。
6. 根據(jù)權利要求3或5所述的裝置，其中，下部銷(9)能夠通 過固定單元(7)而固定在相對于細長空腔(12)的固定位置。
7. 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其中，固定單元(7)是滾花螺釘或者壓力銷。
8. 根據(jù)權利要求l所述的裝置，其中，所述彈性的張力調(diào)整裝置 (3， 5)由布置在所述引導元件(6)或所述空心軸的上部區(qū)域內(nèi)的旋鈕(5)和彈簧元件(3)構成。
9. 根據(jù)權利要求所述的裝置，其中，彈性的張力調(diào)整裝置是快速 夾鉗閉鎖(16)。
10. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，測量單元是超聲傳感器 (17)。
11. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，所述測量單元是其中設 置了至少兩個超聲傳感器(17)的流料箱(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將測量或顯示單元(10，17，18)固定在物體(15)上的裝置(1)，其包括細長的引導元件(6)，用于測量單元(10，17，18)或用于顯示單元的定位輔助工具(2)和夾具(11)可移位地沿引導元件(6)的縱向設置在引導元件(6)上，其中定位輔助工具(2)和夾具(11)可以相對于彼此就位，使得物體(15)被夾鉗保持在定位輔助工具(2)和夾具(11)或者安裝的傳感器(17，18)之間，并且其中提供彈性的張力調(diào)整裝置(3，5)，利用它可以以規(guī)定的夾鉗力將測量或顯示單元(17，18)壓在物體(15)上。
文檔編號B60R11/02GK101680794SQ200880013681
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權日2007年4月24日
發(fā)明者奎林·穆勒, 安德里亞斯·貝格爾, 阿希姆·維斯特 申請人:恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司