僅用90°彎管式插塞弦套件連接件替換傳統(tǒng)的直式弦套件連接件可能不足以解決大多數(shù)傳統(tǒng)的直式弦套件連接件的缺點(diǎn)。例如，這種修改會(huì)導(dǎo)致不合乎要求的纜線布線，這是因?yàn)橐坏┌惭b，就對(duì)于90°彎管式插塞弦套件連接件的旋轉(zhuǎn)定向存在受限的控制。具體地，多數(shù)傳統(tǒng)的直式弦套件連接件(直式的或其它的)利用與從換能器組件接收器延伸的兩個(gè)銷(xiāo)相匹配的兩個(gè)凹處。重要的是，每個(gè)銷(xiāo)連接至弦套件連接件中的特定的凹處。為了獲得正確的連接，換能器組件接收器通常鍵接于弦套件連接件。因此，換能器組件和換能器組件接收器(及其兩個(gè)銷(xiāo))的定向支配匹配弦套件連接件的定向。此夕卜，通過(guò)將換能器旋擰到管段中的匹配端口中直至換能器組件觸底且將壓電元件恰當(dāng)?shù)囟ㄎ唬瑢⒋蠖鄶?shù)傳統(tǒng)的氣體超聲波換能器可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至管段。因此，換能器組件相對(duì)于管段端口的可旋轉(zhuǎn)定向、以及因此接收器銷(xiāo)和90°彎管式插塞弦套件連接件相對(duì)于管段端口的可旋轉(zhuǎn)定向難以被預(yù)測(cè)而且一旦在現(xiàn)場(chǎng)安裝，這些可旋轉(zhuǎn)定向在端口與端口之間可變化。由此，在許多情況下，90°彎管式插塞弦套件連接件可不被定向成，使得其遠(yuǎn)側(cè)端部朝著電子儀器組件向上延伸。在90 °彎管式插塞弦套件連接件并不朝著電子儀器組件向上延伸的情形中，由于使弦套件纜線朝著電子儀器組件向上彎曲和發(fā)送所導(dǎo)致的弦套件從管段的突出部可比傳統(tǒng)的直式弦套件連接件大。然而，于此所述的包括能夠相對(duì)于換能器組件(例如，換能器組件)的剩余部分自由旋轉(zhuǎn)的接收器(例如，接收器340)在內(nèi)的實(shí)施方式使得能夠在將換能器組件安裝到其匹配端口(例如，端口 165)中之后旋轉(zhuǎn)該90°推拉式插塞聯(lián)接器(例如，90°推拉式插塞聯(lián)接器290)，從而無(wú)論換能器組件(例如，換能器組件200)相對(duì)于管段端口的可旋轉(zhuǎn)定向如何，提供了對(duì)纜線(例如，纜線125)在從換能器組件至電子儀器組件的相對(duì)直的路徑上進(jìn)行最佳定向和發(fā)送的潛能。
[0111]而且，如果傳感器換能器組件并未延伸至管段的外部，則僅用90°彎管式插塞弦套件連接件來(lái)替換傳統(tǒng)的直式弦套件連接件可能不是可行的選擇方案。特別地，如果換能器組件并未延伸至管段的外部(即，管段端口的長(zhǎng)度大于換能器組件的長(zhǎng)度)，則90°彎管式插塞弦套件連接件可能不能到達(dá)并接合換能器組件。大多數(shù)換能器端口設(shè)置在由在管段中豎向間隔開(kāi)的兩個(gè)水平延伸的端口構(gòu)成的組中?？紤]到管段的曲率，給定組內(nèi)的每個(gè)端口具有不同的長(zhǎng)度。例如，具有與管段鉆孔的中央軸線相交的中央軸線的第一水平端口比平行于第一端口并在第一端口上方豎向間隔開(kāi)的第二水平端口短。由此，從管段鉆孔經(jīng)過(guò)第一水平端口延伸至管段的外表面的氣體超聲波換能器在設(shè)置在第二水平端口中時(shí)，可不從管段鉆孔延伸至管段的外表面。這就是為什么按照慣例利用直式弦套件的一個(gè)原因，用于導(dǎo)致端口長(zhǎng)度的變化。然而，于此所述的實(shí)施方式提供了通過(guò)利用襯套(例如，襯套270)來(lái)調(diào)節(jié)換能器組件(例如，換能器組件200)的整個(gè)長(zhǎng)度，以便實(shí)現(xiàn)90°推拉式插塞接收器(例如，接收器340)鄰近凸臺(tái)(例如，凸臺(tái)135)的適當(dāng)定位的潛能。
[0112]在于此所述的實(shí)施方式中，可將襯套(例如，襯套270)用于調(diào)節(jié)換能器組件的整個(gè)長(zhǎng)度，使得它從管段的鉆孔(例如，鉆孔130)延伸至纜線凸臺(tái)(例如，凸臺(tái)135)，從而使得接收器(例如，接收器340)能夠充分定位成鄰近纜線凸臺(tái)(例如，凸臺(tái)135)。通常，可將任何適合數(shù)量的襯套和/或襯套的任何適合的長(zhǎng)度用于獲得所需的換能器組件長(zhǎng)度。襯套的數(shù)量和長(zhǎng)度優(yōu)選地被選擇成，使得將接收器軸向地(相對(duì)于該組件的中央軸線)設(shè)置在凸臺(tái)內(nèi)不超過(guò)0.25英寸。
[0113]現(xiàn)在參見(jiàn)圖17和18，分別示出了根據(jù)于此所述的原理的氣體超聲波換能器組件700、800的不同實(shí)施方式。除了襯套的數(shù)量和長(zhǎng)度之外，每個(gè)組件700、800與前述換能器組件200大體相同。在圖17中，換能器組件700包括壓電艙210、換能器保持器230、變壓器艙250、接收器艙300和90°推拉式電聯(lián)接器290，如前所述。然而，在該實(shí)施方式中，換能器組件700不包括換能器襯套(例如，襯套270)。更確切地說(shuō)，接收器艙700直接連接至變壓器艙250。通過(guò)將殼體310的第一端部310a軸向地(相對(duì)于軸線205)插入到變壓器艙250的沉孔254中，并將殼體310的第一端部310a經(jīng)由匹配螺紋261、316旋擰到沉孔254中，直至殼體310的凸緣318接合變壓器艙250的第二端部250b。可將接收器艙300的平坦部317和變壓器艙250的平坦部259用于使接收器艙300相對(duì)于變壓器艙250旋轉(zhuǎn)。在將殼體310的第一端部310a充分地設(shè)置在沉孔254中的情況下，凸緣318被變形并彎曲到變壓器艙250的凹口 257中，從而限制和/或防止殼體310相對(duì)于變壓器艙250的旋轉(zhuǎn)(以及進(jìn)一步的擰緊或松脫)。一旦將接收器艙300聯(lián)接至變壓器艙250，它們可聯(lián)接至換能器保持器230、端口 165、和管段405，如前所述。由于圖17中所示的換能器組件700的實(shí)施方式不包括襯套，因此，它通常被構(gòu)造成用于管段中的相對(duì)短的端口。
[0114]現(xiàn)在參見(jiàn)圖18，換能器組件800包括壓電艙210、換能器保持器230、變壓器艙250、接收器艙300、和90°推拉式電聯(lián)接器290，如前所述。然而，在該實(shí)施方式中，換能器組件800僅包括一個(gè)變壓器襯套270。接收器艙300和變壓器艙250聯(lián)接至襯套270，如前所述。此外，一旦將接收器艙300、襯套270、和變壓器艙250聯(lián)接到一起，它們可聯(lián)接至換能器保持器230、端口 165、和管段405，如前所述。由于圖15中所示的換能器組件800的實(shí)施方式僅包括一個(gè)襯套270，因此，它通常被構(gòu)造成用于中等長(zhǎng)度的端口。
[0115]如前所述，襯套的數(shù)量和長(zhǎng)度優(yōu)選地被選擇成，使得接收器軸向地(相對(duì)于組件的中央軸線)設(shè)置在凸臺(tái)內(nèi)不超過(guò)0.25英寸。通過(guò)利用具有不同長(zhǎng)度的襯套(例如，襯套270)，如所述，可改變換能器組件的整個(gè)長(zhǎng)度。為了減小和/或最小化不同長(zhǎng)度的襯套的數(shù)量(例如，出于庫(kù)存的目的)，可將襯套制造成兩種或三種不同的長(zhǎng)度，使得可將襯套組裝在不同的組合中，以獲得整個(gè)所需長(zhǎng)度的換能器組件。
[0116]在于處所述的實(shí)施方式中，換能器組件(例如，換能器組件200)的必須暴露于管段的鉆孔(例如，鉆孔130)中的流動(dòng)流體的部件與換能器組件的無(wú)需暴露于在鉆孔或相關(guān)聯(lián)的壓力中的流動(dòng)流體的部件軸向地間隔開(kāi)并密封地隔離。例如，最佳如圖3和4中所示，壓電艙210暴露于鉆孔130中的流體，而變壓器艙250、襯套270、和接收器艙300與壓電艙210軸向地(相對(duì)于軸線205)間隔開(kāi)并通過(guò)密封組件227、密封組件240、和密封件242與壓電艙210密封地隔離。通常，那些無(wú)需暴露于管段鉆孔中的流動(dòng)流體的部件與流動(dòng)流體(以及與必須暴露于流動(dòng)流體的部件)的密封隔離提供了提高換能器組件的壽命的潛能。具體地，阻止和/或防止選定的部件暴露于流動(dòng)流體減少了對(duì)于流動(dòng)流體中的腐蝕性的、危險(xiǎn)的、和/或污染性的物質(zhì)的暴露，并且減少了對(duì)于管段的鉆孔中經(jīng)受的壓力的暴露，上述兩者均可隨著時(shí)間的流逝過(guò)早地?fù)p壞部件。
[0117]而且，將換能器組件的必須暴露于流動(dòng)流體的部件與換能器組件的無(wú)需暴露于鉆孔中的流動(dòng)流體的部件軸向地間隔開(kāi)并密封地隔離提供了用于提高的適用性和維修的潛能。特別地，與流動(dòng)流體和相關(guān)聯(lián)的壓力隔離的部件可在不移除整個(gè)換能器組件和壓電元件的情況下被移除和替換。此外，移除與流動(dòng)流體隔離的部件無(wú)需停止流體在管段的鉆孔中的流動(dòng)。例如，最佳如圖3和4中所示，可在不移除壓電艙210的情況下，將接收器艙300、襯套270、變壓器艙250、或其結(jié)合與換能器保持器230分離并從端口 165移除。此外，由于密封組件227、240和密封好的電聯(lián)接器235限制和/或防止流體從鉆孔130流動(dòng)通過(guò)端口165，因此，通過(guò)鉆孔130的流體流無(wú)需被中斷以移除和替換接收器艙300、襯套270、變壓器艙250、或其結(jié)合。
[0118]盡管已經(jīng)示出并描述了優(yōu)選實(shí)施方式，但在不脫離于此的范圍和教授的情況下，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可對(duì)其做出修改。于此所述的實(shí)施方式僅是示例性的而非限制性的。于此所述的系統(tǒng)、設(shè)備、和工藝的許多變型和修改是可能的，并且處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可改變多種部件的相對(duì)尺寸、制成不同部件的材料、以及其它參數(shù)。因此，保護(hù)范圍不限于于此所述的實(shí)施方式，而是僅受限于所附權(quán)利要求，權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)包括權(quán)利要求的主題的等效物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種方法，包括: (a)使流體流動(dòng)通過(guò)超聲流量計(jì)的通孔； 其中，所述超聲流量計(jì)包括: 管段，所述管段包括所述通孔和多個(gè)換能器端口，所述多個(gè)換能器端口從所述管段的外表面延伸至所述通孔；以及 多個(gè)超聲換能器組件，其中，每個(gè)換能器組件設(shè)置在所述換能器端口中的一個(gè)換能器端口中； 其中，每個(gè)換能器組件具有中央軸線并且包括: 壓電艙，所述壓電艙位于鄰近所述管段的所述通孔的所述換能器端口中，其中，所述壓電艙包括壓電殼體和設(shè)置在所述壓電殼體中的壓電元件；以及 變壓器艙，所述變壓器艙位于所述換能器端口中，其中，所述變壓器艙包括變壓器殼體和變壓器，所述變壓器殼體聯(lián)接至所述壓電殼體，所述變壓器設(shè)置在所述變壓器殼體中，其中，所述變壓器電聯(lián)接至所述壓電元件； (b)在步驟(a)期間，將所述氣體超聲換能器組件中的每個(gè)氣體超聲換能器組件的所述壓電艙暴露于在所述管段的所述通孔中流動(dòng)的流體；以及 (C)在步驟(a)和(b)期間，將所述氣體超聲換能器組件的變壓器艙與在所述管段的所述通孔中流動(dòng)的所述流體隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: (d)在步驟(b)和(C)期間，將所述多個(gè)氣體超聲換能器組件中的第一氣體超聲換能器組件的變壓器艙與所述第一氣體超聲換能器組件的對(duì)應(yīng)的所述壓電艙分離； (e)在步驟(b)和(C)期間，將所述第一氣體超聲換能器組件的所述變壓器艙從對(duì)應(yīng)的所述換能器端口移除；以及 (f)在步驟(e)期間，維持所述流體通過(guò)所述管段的所述通孔的流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(c)包括限制在所述管段的所述通孔中的所述流體流動(dòng)通過(guò)所述換能器端口至所述變壓器艙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(a)和(b)期間，每個(gè)壓電殼體與對(duì)應(yīng)的所述變壓器殼體軸向地間隔開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)換能器組件還包括: 換能器保持器，所述換能器保持器具有鄰近所述通孔的第一端部以及遠(yuǎn)離所述通孔的第二端部； 其中，所述壓電艙聯(lián)接至所述換能器保持器并從所述換能器保持器的所述第一端部軸向地延伸； 其中，所述變壓器艙聯(lián)接至所述換能器保持器并與所述壓電艙軸向地間隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，每個(gè)換能器保持器包括從所述換能器保持器的所述第一端部軸向地延伸的第一沉孔和從所述換能器保持器的所述第二端部軸向地延伸的第二沉孔； 其中，每個(gè)換能器保持器包括從所述第一沉孔軸向地延伸至所述第二沉孔的通孔； 其中，每個(gè)壓電艙具有遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器的第一端部以及安置在對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器的所述第一沉孔中的、鄰近對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器的所述通孔的第二端部；以及 其中，所述變壓器艙安置在對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器的所述第二沉孔中并且包括鄰近對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器的所述通孔的第一端部和遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器的所述通孔的第二端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括設(shè)置在每個(gè)換能器保持器的所述通孔中的聯(lián)接器，其中，每個(gè)聯(lián)接器具有連接至對(duì)應(yīng)的所述壓電艙的所述第二端部的第一端部以及連接至對(duì)應(yīng)的所述變壓器艙的所述第一端部的第二端部，其中，每個(gè)聯(lián)接器電聯(lián)接對(duì)應(yīng)的所述壓電元件與對(duì)應(yīng)的所述變壓器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，環(huán)形密封件位于每個(gè)聯(lián)接器與對(duì)應(yīng)的所述換能器保持器之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，環(huán)形密封組件位于每個(gè)換能器保持器與對(duì)應(yīng)的所述壓電艙之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，至少一個(gè)環(huán)形密封組件位于所述換能器保持器與所述管段之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)壓電殼體具有鄰近所述管段的所述通孔的第一端部和遠(yuǎn)離所述管段的所述通孔的第二端部； 其中，每個(gè)壓電殼體包括從所述壓電殼體的所述第一端部軸向地延伸的第一沉孔，以及其中，每個(gè)壓電元件設(shè)置在對(duì)應(yīng)的所述壓電殼體中的、鄰近所述通孔的所述第一沉孔中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，環(huán)形密封組件位于每個(gè)壓電殼體與所述管段之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，每個(gè)壓電殼體包括從所述壓電殼體的所述第二端部軸向地延伸的第二沉孔以及從所述壓電殼體的所述第一沉孔和所述壓電殼體的所述第二沉孔延伸的至少一個(gè)通孔； 其中，每個(gè)變壓器艙設(shè)置在對(duì)應(yīng)的所述壓電殼體的所述第二沉孔中； 其中，每個(gè)換能器組件還包括設(shè)置在所述壓電殼體的所述至少一個(gè)通孔中的聯(lián)接器，其中，每個(gè)聯(lián)接器具有電聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的所述壓電元件的第一端部以及電聯(lián)接至對(duì)應(yīng)的所述變壓器的第二端部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，環(huán)形密封件位于每個(gè)聯(lián)接器與對(duì)應(yīng)的所述壓電殼體之間。
【專(zhuān)利摘要】在一實(shí)施方式中，超聲波流量計(jì)包括管段，該管段包括通孔和從該管段的外表面延伸至該通孔的換能器端口。另外，該超聲波流量計(jì)包括設(shè)置在換能器端口中的換能器組件。該換能器組件具有中央軸線并且包括換能器保持器，該換能器保持器具有鄰近管段的通孔的第一端部以及遠(yuǎn)離管段的通孔的第二端部。此外，換能器組件包括壓電艙，該壓電艙包括壓電元件。壓電艙聯(lián)接至換能器保持器并從換能器保持器的第一端部大致軸向地延伸。此外，換能器組件包括變壓器艙，該變壓器艙包括變壓器。變壓器艙聯(lián)接至換能器保持器并與壓電艙軸向地間隔開(kāi)。
【IPC分類(lèi)】G01F1-66
【公開(kāi)號(hào)】CN104748803
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510090750
【發(fā)明人】查爾斯·羅伯特·阿蘭, 亨利·查爾斯·小斯特勞布
【申請(qǐng)人】丹尼爾測(cè)量和控制公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2011年1月4日
【公告號(hào)】CA2786325A1, CN102741665A, EP2521897A2, EP2521897A4, EP2521897B1, EP2846139A1, US8181533, US20110162460, WO2011084947A2, WO2011084947A3