本發(fā)明屬于液體流體計量技術領域，具體涉及一種大口徑超聲波流量計換能器組件及大口徑超聲波流量計。

背景技術：

超聲波流量計已經廣泛地應用到大口徑熱量表及大口徑水表等工業(yè)流量計量領域中。為了達到更為精準的流量計量，考慮流量計量的安全性和可靠性，大口徑超聲波流量計換能器的安裝結構在不斷發(fā)生變化。由先前一對換能器與流量計流體流動方向成一定角度的安裝方式轉變成垂直于流體流動方向的安裝方式。例如，授權公開號CN 204694317U公開的一種大口徑超聲波流量計換能器座，其換能器安裝座采用的垂直流體流動方向的設置。這種結構的變化，一方面是增大一對換能器間的連線與流體方向投影距離，提高了流量計精度及流量比；另一方面也改變過去一對換能器孔柱里只能安裝一對換能器的缺陷，可以在一對換能器孔柱里安裝數對換能器，形成雙通道(或多通道)結構。

然而，現有技術中，采用換能器安裝座垂直于流體流動方向設置的結構時存在著以下幾個技術難點：

1.換能器安裝座安裝在管段殼體兩端垂直開設的安裝孔中，目前，對于換能器安裝座在安裝孔中的旋轉自由度的限制采用的方案是在換能器安裝座上開設孔，通過螺釘穿過此孔與管段殼體螺紋連接。此種定位方式精度低，換能器座會產生微小角度的旋轉，直接影響一對換能器之間的信號的發(fā)送和接受，從而影響計量精度。所以如何定位換能器安裝座，防止其在安裝孔中旋轉，是一個難點課題。

2.對于換能器安裝座與安裝孔之間密封，目前采用的結構是換能器安裝座上設有凸沿，密封圈位于凸沿的下面，并且凸沿一圈有定位螺絲孔，螺釘穿過螺絲孔與安裝孔連接。為了達到有效的密封，那么凸沿蓋直徑必須加大，這就使得安裝孔直徑較大，這對于孔徑相對較小的流量計管體來說，它會影響到流量計法蘭螺栓安裝。因此，換能器安裝座只有設置于離法蘭較遠的位置，在一定長度的管段殼體上使得兩個換能器間的直射距離減小，影響流量計計量精度及量程比。如何優(yōu)化換能器安裝座的密封結構，成為一個難點課題。

3.目前換能器通過金屬蓋板及螺釘固定于換能器柱孔里，安裝及維護的工作量大。一種既能準確定位換能器又能方便快捷的進行安裝及維護產品的技術方案有待發(fā)掘。

技術實現要素：

針對現有技術中換能器安裝座定位精度低和換能器安裝座密封結構體積較大等問題，提供了一種大口徑超聲波流量計換能器組件及大口徑超聲波流量計。

一種大口徑超聲波流量計換能器組件，其特征在于：包括換能器和固定柱，所述固定柱中間部開設有至少一個第一安裝孔，所述換能器數量與第一安裝孔相同并一一設置于所述第一安裝孔中，所述固定柱上部開設有穿線孔，所述穿線孔與第一安裝孔連通，所述固定柱上具有第一圓柱體和第二圓柱體，所述第一圓柱體的中心軸線與第二圓柱體的中心軸線相互平行且不共線。

在上述技術方案基礎上，還包括：扣件，所述第一安裝孔中形成有第一安裝面，所述第一安裝面上開設有與穿線孔相連通的通孔，所述換能器安裝于第一安裝面上，所述扣件上開設有與換能器相適配的第二安裝孔，所述扣件與固定柱彈性鎖緊連接并將換能器卡緊固定在第一安裝孔中。

在上述技術方案基礎上，所述第一安裝面與換能器之間設置有第一密封墊。

一種大口徑超聲波流量計，其特征在于,包括:上述的大口徑超聲波流量計換能器組件和管段殼體，所述大口徑超聲波流量計換能器組件為兩個，所述管段殼體兩端各開設有一第三安裝孔，兩個換能器組件分別設置于兩第三安裝孔中，所述第三安裝孔包括第一圓孔和第二圓孔，所述第一圓孔與第一圓柱體配合，所述第二圓孔與第二圓柱體配合。

在上述技術方案基礎上，還包括第二密封圈、塑料壓環(huán)、聚四氟墊片、第三密封圈和壓環(huán)，所述聚四氟墊片、塑料壓環(huán)、第二密封圈和壓環(huán)由下至上依次套裝于第一圓柱體上，所述壓環(huán)與第三安裝孔螺紋連接并將聚四氟墊片、塑料壓環(huán)和第二密封圈壓緊于在第一圓柱體上形成的定位軸肩上，所述第一圓孔上開設環(huán)形槽，所述第三密封圈設置于環(huán)形槽中，所述第三密封圈位于第二圓柱體的下方。

在上述技術方案基礎上，還包括塑料蓋，其設置于第三安裝孔中并位于壓環(huán)上方，所述塑料蓋與第三安裝孔之間設置有第四密封圈，所述塑料蓋與固定柱螺紋連接，所述塑料蓋上開設有鉛封孔。

本實用新型的有益效果：

1.固定柱設置有兩個定位圓柱體，加工簡單、固定柱定位準確，不會轉動。

2.固定柱密封結構優(yōu)化，結構簡單，體積小，安裝孔較小，換能器固定柱可以設置在距離管段殼體兩端法蘭較近的位置，一定長度的管段殼體下，獲得了最大的換能器間連線與流體流動方向投影的距離，提高了流量計的計量精度和量程比。

3.換能器采用卡扣固定，整體結構安裝與拆卸簡單、各部分密封良好。

附圖說明

圖1為本實用新型所述大口徑超聲波流量計換能器組件的結構示意圖；

圖2為圖1的爆炸視圖；

圖3為本實用新型所述大口徑超聲波流量計的結構示意圖；

圖4為圖3中固定柱局部放大視圖；

圖5為固定柱局部剖視圖。

具體實施方式

下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型的技術方案做進一步說明。

如圖1、2所示，一種大口徑超聲波流量計換能器組件，其特征在于：包括換能器7和固定柱1，所述固定柱1中間部開設有至少一個第一安裝孔103，所述換能器7數量與第一安裝孔103相同并一一設置于所述第一安裝孔103中，所述固定柱1上部開設有穿線孔104，所述穿線孔104與第一安裝孔103連通。換能器7的電線經第一安裝孔103引入穿線孔，最后由固定柱1上方引出。

為了準確定位換能器組件，防止其轉動，所述固定柱1上具有第一圓柱體101和第二圓柱體109，所述第二圓柱體109位于固定柱1的上部，如圖5所示，所述第一圓柱體101的中心軸線與第二圓柱體109的中心軸線相互平行且不共線。當第一圓柱體101和第二圓柱體109都分別被準確定位時，由于二者中心軸線不共線，所以固定柱的旋轉自由度就被精確約束了。此種定位方式精度高，固定柱1不會產生旋轉移位，換能器7之間的信號的發(fā)送和接受穩(wěn)定，保證了計量精度，同時加工容易，無論對于圓柱形的第一圓柱體101和第二圓柱體109還是與它們相配適的圓孔而言，都在加工難易程序上更加簡單。為了方便機加工和安裝，以第二圓柱體109的半徑大于第一圓柱體109的半徑為宜。另外，第一圓柱體101和第二圓柱體109都是常規(guī)的易于加工的形狀，加工成本低。

如圖1、2所示，為了方便將換能器7固定于第一安裝孔103中，大口徑超聲波流量計換能器組件，還包括扣件6。第一安裝孔103中形成有第一安裝面105，扣件6上開設有與換能器7相適配的第二安裝孔601。換能器7發(fā)射端設有臺階面，與第二安裝孔601相配合，換能器7的另一端與第一凸臺面105配合，實現在換能器軸線方向準確定位。扣件6與固定柱1彈性鎖緊連接并將換能器7壓緊固定在第一安裝孔103中。

為了實現密封，防止液體經換能器7和第一安裝孔103之間的間隙泄漏，所述第一安裝面105與換能器7之間設置有第一密封墊8。第一密封墊8是硅膠墊。

如圖3所示，一種大口徑超聲波流量計，包括如上所述的換能器組件和管段殼體10。換能器組件共兩件，管段殼體10兩端分別設置有兩個法蘭4，法蘭4設置有螺栓孔，通過螺栓連接所要測量流量的管道。管段殼體1兩端靠近法蘭4處設置有兩個第三安裝孔9，分別位于管段殼體10左右兩端，第三安裝孔9用于安裝定位換能器組件，第三安裝孔9垂直于管段殼體1設置。電路盒5設置于管段殼體10的外部，電路盒5中設置有控制器。管段殼體1上開設有穿線通道，其將第三安裝孔9和電路盒5連通。從固定柱1上方引出的電線，經由穿線通道與控制器連接。

為了防止固定柱1繞軸線方向的轉動，如圖2所示，所述第三安裝孔9包括第一圓孔901和第二圓孔906，其中第一圓孔901與第二圓孔906的軸線平行且不共線。固定柱1裝入第三安裝孔9中后，第一圓孔901與第一圓柱體101相配合，與此同時，第二圓孔906與第二圓柱體109配合，限制固定柱1繞軸線方向的轉動。

優(yōu)選的，為了更好的定位固定柱1，限制其沿軸線方向的移動，如圖1所示，固定柱1還具有第三圓柱體102，其中心軸線與第二圓柱體101的中心軸線重合，所述第三圓柱體102位于固定柱1的下部。所述第三圓柱體102與第二圓柱體101之間形成第一定位臺階面106，第一定位臺階面106與固定柱1軸線垂直。如圖4所示，所述第三安裝孔9底部還開設有第三圓孔902，第三圓孔902與第一圓孔901中心軸線重合，第三圓孔902頂部形成第二定位臺階面903。第三圓孔902和第三圓柱體102相配合，第二定位臺階面903與第一定位臺階面106相貼合，限制固定柱1沿軸線方向的上下移動。

優(yōu)選的，大口徑超聲波流量計采用雙層密封結構，如圖3、4所示，該大口徑超聲波流量計還包括第二密封圈12、塑料壓環(huán)13、聚四氟墊片14、第三密封圈15和壓環(huán)11，所述聚四氟墊片14、塑料壓環(huán)13、第二密封圈12和壓環(huán)11由下至上依次套裝于第一圓柱體101上，所述壓環(huán)11與第三安裝孔9螺紋連接并將聚四氟墊片14、塑料壓環(huán)13和第二密封圈12壓緊于在第一圓柱體101上形成的定位軸肩上，所述第一圓孔901上開設環(huán)形槽904，所述第三密封圈15設置于環(huán)形槽904中，所述第三密封圈15位于第二圓柱體109的下方。此種密封結構緊湊，相對于現有技術，固定柱1上部的外圓周長較小，所以第三安裝孔9也較小，使得換能器組件能最大限度的靠近法蘭4設置，在一定長度的管段殼體下，獲得了最大的換能器間連線與流體流動方向投影的距離，增大了流量計的計量精度和量程比。

在上述技術方案基礎上，如圖4所示，大口徑超聲波流量計，還包括塑料蓋16，其設置于第三安裝孔9中并位于壓環(huán)11上方，塑料蓋16與第三安裝孔9之間設置有第四密封圈17。塑料蓋16中間部位向下延伸形成一圓柱，圓柱末端具有外螺紋，與固定柱1上的螺紋孔螺紋連接，塑料蓋16上開設有鉛封孔161。在流量計的維護維修過程中，當需要拆卸換能器組件時，可先拆卸塑料蓋16，然后拆卸壓環(huán)11，此時再將卸下的塑料蓋16裝入，由于塑料蓋16和固定柱1螺紋連接，可以通過牽引塑料蓋16將二者一起取出，方便拆卸。

如圖2所示，固定柱1的底部還設置有硅膠墊19，硅膠墊19位于第二圓孔902中，壓環(huán)11將固定柱1壓緊后，硅膠墊19處于壓縮狀態(tài)，對固定柱1和壓環(huán)11有向上的彈力，起到防松的作用。

可理解的是，盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。