[发明专利]流量计的流动管和壳体

说明书

一种用于超声波流量计的流量计，包括：流动管，该流动管具有用于使流体在入口与出口之间通过的贯通开口，该流动管包括：比如金属的第一材料的流动管道，该流动管道在该入口与该出口之间延伸；比如基于聚合物的材料的第二材料的衬里，该衬里沿着该流动管道的内表面在该入口与该出口之间延伸；壳体，该壳体为换能器和计量电子器件提供隔间，其中该壳体通过安装在作为该衬里的一体部分的界面上而连接到该衬里。

技术领域

本发明涉及一种超声波流量计，该超声波流量计包含壳体和流动管，该流动管包含包覆成型的(overmolded)流动管道。

背景技术

超声波流量计利用超声波换能器以穿过流动通道传输超声波信号来测量流速。通过与换能器电连接的电路来控制超声波换能器的操作。流量计可以用于测量比如水或区域供热等公用设施的流速和耗量。

存在不同类型的超声波流量计。一些超声波流量计基于金属或黄铜流动管，并且另一些超声波流量计完全由聚合物制成。金属流动管具有坚固和不透水的优点，并且可以与热液体一起使用。然而，金属流动管的生产也相对昂贵，并且可能包含铅，这通常被认为是不合需要的。另一方面，基于聚合物的流动管通常较便宜，但是可能具有不太坚固的缺点。并且，聚合物流动管可能具有的效果是，供水的金属管道彼此隔离，而这可能是不合需要的，因为供水的金属管道有时被用作电气装置的接地(earthing或grounding)系统。基于具有经涂布的内表面的金属管道的流动管是已知的，但是尤其由于金属流动管道的成本，基于此类流动管的流量计生产起来仍然昂贵。

就换能器如何安装在流动管上来说，也存在不同的超声波流量计概念。一些流量计基于设有用于接纳换能器的开口的流动管，而另一些流量计使用换能器安装在外表面上的完整流动管。然而，换能器安装在外表面上的流量计尤其是具有5至15毫米(DN5至DN15)的范围内的小流动管直径的流量计，并且只有当流动管由聚合物制成时才实际上可行。在此类流量计中，超声波信号穿过聚合物流动管的壁传输，从而消除了对流动管的密封的任何需要。对于较大尺寸的流量计(比如，从DN10、DN25到DN50以及更大的流量计)，流动管典型地由金属制成，并具有用于换能器的开口。尤其是具有金属流动管的流量计可以具有覆盖金属流动管道的内表面的衬里。

流量计还具有壳体，该壳体用于封闭测量电路、电池、以及可选的还有流动换能器。壳体必须保护由壳体封闭的元件免受湿气的影响，尤其是必须防止或尽量减少水进入壳体。壳体通常由聚合物制成，并且超声波信号可以穿过壳体的壁传输到流动管中。聚合物对于水扩散是开放的，并且水可能穿过壳体的聚合物壁扩散，并且可能损坏由壳体封闭的元件。

因此，需要一种流量计，该流量计包含流动管，该流动管提供金属流动管与聚合物流动管两者的优点，并且可以与提供足够防护而防止水进入的壳体组合。

发明内容

本发明的一个目的是解决现有技术的上述问题，并且尤其提供一种流量计，该流量计包括防止水进入的壳体和利用金属流动管与聚合物流动管两者的优点的流动管，并且该流量计可以使用材料以具有成本效益且通用的方式制造。本发明的进一步的目的是提供一种流量计，该流量计通过改进电子部件对周围环境中的所测量的流体和水的屏蔽以及防止流动管的腐蚀、水解和磨损而具有延长的寿命。

根据本发明的第一方面，提供了一种超声波流量计。该流量计包括：流动管，该流动管具有用于使流体在入口与出口之间通过的贯通开口，该流动管包括：金属材料的流动管道，该流动管道在该入口与该出口之间延伸；以及基于聚合物的第一材料的衬里，该衬里沿着该流动管道的内表面在该入口与该出口之间延伸；壳体，该壳体为换能器和计量电子器件提供隔间，其中，该壳体通过安装在作为该衬里的一体部分的界面上而连接到该衬里。

本发明的优点在于金属流动管道提供了机械稳定性，并且聚合物衬里提供了高的抗水解性和抗扩散性。由于金属流动管道提供的提高的机械稳定性，在用于衬里的基于聚合物的材料中，可以提供较少填料。并且，通过使用提供强度的金属流动管道和聚合物衬里的组合，用于衬里的基于聚合物的材料可以由较广泛的廉价聚合物制成。