軟管和/或塑料管道系統(tǒng)中的流量測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝置，所述裝置安裝在軟管和/或塑料管道系統(tǒng)中且安裝有流量測量傳感器，所述裝置包括塑料流動部和變形區(qū)，所述塑料流動部為在中心設(shè)置的中空體，所述變形區(qū)具有矩形橫截面，兩個相對的傳感器接觸面和兩個相對的壓力區(qū)表面設(shè)置在所述中心設(shè)置區(qū)的外表面，兩個用于連接軟管和/或塑料管道的連接區(qū)位于所述中心設(shè)置區(qū)的側(cè)面。另外，本發(fā)明還涉及上述裝置的使用以及使用所述裝置進行流量測量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在管道和軟管系統(tǒng)中進行流量測量時，所述管道和軟管系統(tǒng)設(shè)置在許多自動化工業(yè)或技術(shù)試驗過程中。為此，流量計安裝在任何地方，且可探測到管道或軟管網(wǎng)絡(luò)中的水流傳送，或檢測到生產(chǎn)量并進行進一步處理。流量測量與溫度、壓力和力量一起在工業(yè)計量領(lǐng)域成為最重要的變量之一且是過程自動化的基礎(chǔ)。
[0003]在自動化過程中，流量測量隨著測量的方法和被測介質(zhì)而變化。機械/體積、熱、聲、磁/感應(yīng)、光、陀螺或差壓/阻塞方法之間都有區(qū)別。然而，所有方法的共同點在于通過測量傳感器記錄特定的物理特性，如溫度、壓力、聲音、加速度、旋轉(zhuǎn)速度等。
[0004]在封閉的管或軟管線性系統(tǒng)中，根據(jù)介質(zhì)和輸出信號將流量測量劃分為兩個子群。另外，根據(jù)測量計劃在線流量測量與所謂的鉗式流量計之間存在區(qū)別。在在線測量流量的過程中，測量傳感器安裝在被測介質(zhì)的流動剖面，而鉗式系統(tǒng)設(shè)置在管道或軟管的外側(cè)且被鉗住。
[0005]日本專利JP04940384描述了該鉗式系統(tǒng)。其公開了一種超聲波流量計，在該超聲波流量計中有軟管在流動，所述軟管中有被測流體，所述超聲波流量計設(shè)置在鉸接式測量裝置中且通過將測量裝置彼此靠在一起將所述超聲波流量計固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。通過軟管的變形，被測介質(zhì)的流動剖面變?yōu)榻咏匦蔚钠拭?。然而，鑒于軟管的密度和厚度的波動以及內(nèi)橫截面的波動，在確定體積流量時，會產(chǎn)生嚴重的測量不準確性。因此，測量結(jié)果的再現(xiàn)性和整個系統(tǒng)的校準會受到嚴重的損害。而且，軟管在使用時可在測量裝置中彎曲或扭轉(zhuǎn)或在測量裝置后面直接彎折，從而也可導(dǎo)致測量不準確。
[0006]關(guān)于硬管系統(tǒng)，美國專利US6026693公開了一種固定件，其可通過相應(yīng)的裝置或法蘭安裝在管道系統(tǒng)內(nèi)。一對超聲波傳感元件直接安裝在矩形件上且從外部位于法蘭區(qū)域的后面。通過所述部件可改變被測流體而沒有從圓形流動剖面(flow profile)到有角度的剖面的過渡。從圓形流動剖面突然過渡到有角度的剖面會導(dǎo)致湍流的產(chǎn)生，湍流對流量測量有負面影響。剛性元件適合于直徑為2-24英寸的固定管道。鑒于傳感器的結(jié)構(gòu)一致性以及實際流體元件限定的橫截面，產(chǎn)生的變化一方面與連接的傳感元件無關(guān)，另一方面與管道的直徑無關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種流量測量裝置，所述裝置適用于塑料軟管和/或塑料管道系統(tǒng)，同時可避免現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種使用所述裝置進行流量測量的方法。
[0008]上述目的可通過獨立權(quán)利要求1的裝置實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求描述了所述裝置的附加實施例。方法獨立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求描述的實施例實現(xiàn)了所述方法的另一目的。
[0009]相應(yīng)地，本發(fā)明描述了一種裝置，所述裝置安裝在塑料軟管和/或塑料管道系統(tǒng)中且安裝有流量測量傳感器，所述裝置包括塑料流動部和變形區(qū)，所述塑料流動部為在中心設(shè)置的中空體，所述變形區(qū)具有矩形橫截面，兩個相對的傳感器接觸面和兩個的相對壓力區(qū)表面設(shè)置在所述中心設(shè)置區(qū)的外表面，且兩個用于連接軟管和/或塑料管道的連接區(qū)位于所述中心設(shè)置區(qū)的側(cè)面。
[0010]所述裝置被包含，因而傳感器翻邊(sensor cuff)或傳感器殼體可從外部放置在適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)所述塑料流體部的所述傳感器接觸面靜止在大表面的上方時就產(chǎn)生信號傳輸以探測流量，所述大表面與所述傳感器殼體內(nèi)的所述傳感器表面相對。為此，通過將所述軟管附著在所述連接區(qū)上，從而將所述裝置安裝在軟管或塑料管道系統(tǒng)中。然后，所述裝置與其中一個所述壓力區(qū)表面放置在一起，所述壓力區(qū)表面向下指向傳感器翻邊或傳感器殼體內(nèi)。由于位于第二壓力區(qū)表面上方的所述傳感器殼體或所述傳感器翻邊的蓋子被關(guān)閉，所述中心設(shè)置區(qū)內(nèi)的所述塑料流動部受到壓縮力作用。在所述壓縮力為所述塑料部提供微小變形的過程中，所述壓力表面向下運動為所述傳感器接觸面沿所述傳感器翻邊中的傳感器元件的方向提供橫向位移。由于與其連接的管道或軟管沒有其它變形，因而通過塑料流動部式的部件提高了測量的準確性，在所述管道或軟管內(nèi)被測流體流動是必要的。另外，彈性或部分彈性連接裝置，如硅膠層或硅膠套，可設(shè)置在所述中心設(shè)置的周圍(優(yōu)選地，與所述塑料流動部固定，尤其是連接或注塑在所述傳感器接觸面上)O所述接觸裝置可完全或部分設(shè)置在所述中心設(shè)置區(qū)的周圍，如，只是接近所述傳感器接觸面。再者，在多數(shù)情況下，使所述傳感器接觸面與實際傳感器接觸的附加方法可省略。
[0011]在本文中，術(shù)語“變形”更具體地限定了所述塑料流動部的所述中心設(shè)置區(qū)的材料。在該區(qū)域中，通過壓力傳送器從外(例如，所述傳感器翻邊的蓋子)產(chǎn)生區(qū)域變形時，所述材料可變形，因而所述傳感器接觸面相對所述傳感器翻邊中的傳感元件靜止。所述傳感器接觸面不必100%相對所述傳感元件靜止，但是只需具有最小接觸面，所述接觸面具有測量所需的傳感元件。所述最小接觸面取決于所述傳感器的類型和分布，所述塑料流動部為所述傳感器而設(shè)計。然而，通常，通過額外的幫助，例如，接觸凝膠，實現(xiàn)最小接觸的方法可省略。所述變形很小，多數(shù)情況下比鉗式軟管系統(tǒng)小，在所述鉗式軟管系統(tǒng)中，所述軟管被擠壓成具有矩形橫截面。然而，鑒于選擇的塑料材料，所述變形可為彈性或部分彈性變形。優(yōu)選地，通過機械增壓，如，通過手動關(guān)閉傳感器蓋子，產(chǎn)生所述變形。其它可能產(chǎn)生使所述塑料流動部發(fā)生變形的壓力的方式取決于被安裝的傳感器元件的類型和形狀。除了機械壓縮力，例如，還可以想到氣動執(zhí)行。
[0012]關(guān)于所述中心設(shè)置區(qū)的中空體的形狀，術(shù)語“矩形”可被理解為基本上是矩形，所述矩形具有微小的傾斜和倒角。基于所述變形和選擇的塑料材料，所述矩形略有偏差。然而，所述中心設(shè)置區(qū)的基本形狀仍然是矩形或甚至是正方形。
[0013]由于在塑料部的制造過程中和傳感器殼體或翻邊的制造過程中存在公差，例如，由于所述傳感器之間有間距，在現(xiàn)有技術(shù)中可能發(fā)生所述塑料部的所述傳感器接觸面和所述傳感元件在翻邊中彼此不接觸。在本發(fā)明中，所述組件的變形保證了所述傳感器接觸面與所述傳感器之間的最佳接觸，從而保證了最佳的信號傳輸。另外，由于會導(dǎo)致污染所述傳感器殼體，從而導(dǎo)致操作不愉快且更費力，因而大多數(shù)情況下，信號傳輸?shù)钠渌鼛椭?，如接觸凝膠，可省略。
[0014]在一個實施例中，為了從所述連接塑料管道內(nèi)的圓形流動剖面到所述裝置的所述中心設(shè)置區(qū)中的有角度的流動剖面，所述連接區(qū)中的內(nèi)橫截面從圓形橫截面過渡到有角度的橫截面。所述連接區(qū)內(nèi)的路線直線地趨向于所述中心設(shè)置區(qū)。因此，防止了，如科里奧利力，對流體的影響，從而產(chǎn)生的測量不準確。
[0015]過渡區(qū)的長度取決于所述連接管道或軟管的直徑和位于中部的期望的測量區(qū)的尺寸和精確的橫截面。所述測量區(qū)隨著測量原理和單個傳感器的分布而改變。根據(jù)使用的測量方法和所述傳感器的相關(guān)數(shù)量和分布，標出所述連接區(qū)的尺寸。從圓形內(nèi)橫截面過渡到有角度的內(nèi)橫截面，從而防止了湍流或被測流體的流動分離。
[0016]在所述裝置的另一個實施例中，所述中心設(shè)置區(qū)的所述壓力區(qū)表面和所述傳感器接觸面通過薄區(qū)域(thin area)或多組分(mult1-component)塑料系統(tǒng)互相連接，優(yōu)選地，所述薄區(qū)域為薄膜鉸鏈(film hinge)或關(guān)節(jié)(articulat1n)。
[0017]通過所述薄區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了與所述裝置的所述中心設(shè)置區(qū)中的變形有關(guān)的附加柔性。這樣，當(dāng)所述傳感器接觸面橫向設(shè)置時，如，盡管所述中心設(shè)置區(qū)有壓縮，矩形橫截面仍然原封不動而，可避免透鏡效應(yīng)。另外，所述薄區(qū)域可使所述裝置材料變形的調(diào)節(jié)更具目的性。薄膜鉸鏈在這方面尤其有利，從塑料包