可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置的製作方法

2023-10-28 11:23:47 2

專利名稱：可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及管道流量測量領域，更具體的說，涉及一種可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置。
背景技術：
要利用超聲波流量計外夾式探頭感知管道中的流量，需要將超聲波流量計兩個探頭緊貼管道安裝，並保持兩個探頭的中軸面及被測管道的軸線處於同一平面內。另外要使探頭處於較理想的工作狀態，兩個探頭之間的相對距離也要進行控制。經過對現有技術文獻進行分析，《超聲波流量計安裝中應注意的問題》(工業計量，2004，14(5) :55)中給出了一種超聲波流量計外夾式探頭的安裝方法坐標安裝法，即首先固定一個探頭的位置，用紙帶緊貼管路繞管一周，量出周長做好對摺標記，在周長1/2處確定另一探頭的位置，利用直尺等測量工具控制另一個探頭相對於已固定探頭的位置。坐標法原理簡單，但是在具體操作中存在如下不足1)不能嚴格保證兩個探頭的中軸面及被測管道的軸線處於同一平面內； 2)對於略帶弧度的近似直管，上述方法因紙帶不能完全緊貼管道而失效。

發明內容
本發明為解決上述技術問題，提供一種可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，能嚴格保證準確、方便的定位，且安裝簡便。為達到上述目的，本發明採用的技術方案如下
一種可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，包括一對外夾式探頭，分別安裝在一對探頭夾具上，其特徵在於，所述探頭夾具通過一夾具固定裝置安裝在被測管道的外壁， 且兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線通過一調整裝置調整至同一平面，所述探頭夾具包括支撐框架、探頭導向框架和探頭壓緊裝置，其中，所述支撐框架與探頭導向框架的中軸面重合且緊固在一起，所述探頭導向框架兩側面的內側間距與探頭寬度相同，以使探頭導入後其中軸面與探頭導向框架的中軸面自動重合，即與探頭夾具的中軸面重合，所述探頭壓緊裝置壓緊探頭使其緊貼被測管道的外壁。所述支撐框架兩側壁下部開設有V形開口，開口頂部以圓弧過渡。所述夾具固定裝置為在支撐框架兩側壁對應位置上設置圓弧形夾緊導軌，一端為螺紋，另一端呈T形的夾緊橫杆穿過所述夾緊導軌後，其螺紋端旋接緊固螺帽，使得夾緊橫杆只能沿夾緊導軌活動；在所述夾緊導軌下方設置一夾緊弧形塊，固定在所述支撐框架側壁上，其與夾緊導軌關於支撐框架中軸面呈對稱分布，且兩者間距自對稱面向兩側漸減； 皮質緊固帶穿入夾緊橫杆與夾緊弧形塊間隙，其尾部固定在一限位銷上，所述限位銷卡入支撐框架側壁的C形限位槽內，皮質緊固帶的頭部繞被測管道一周後，穿過夾緊橫杆與其自身間的縫隙，拉緊皮質緊固帶頭部，同時夾緊橫杆沿皮質緊固帶松回方向在夾緊導軌內運動，夾緊橫杆與夾緊弧形塊之間產生的壓力將皮質緊固帶自鎖。所述夾緊弧形塊截面呈扇環狀。
所述將兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線調整至同一平面的調整裝置為在所述探頭導向框架上固定一鋼尺槽，所述鋼尺槽與探頭導向框架的中軸面平行，在所述鋼尺槽內插入剛性直尺，利用剛性直尺的平面將兩個探頭夾具的中軸面調至重合，使得兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線處於同一平面。所述鋼尺槽固定螺釘可調節，使得鋼尺槽可偏轉以適應略帶弧度的被測管道的探頭安裝。所述剛性直尺厚度與所述鋼尺槽匹配，帶有刻度，用於定位探頭間距。所述探頭壓緊裝置為在所述探頭導向框架上方安裝一探頭壓緊螺釘基板，探頭壓緊螺釘旋入所述探頭壓緊螺釘基板頂部的螺紋孔壓緊所述探頭導向框架內的探頭，使探頭緊貼被測管道外壁。所述探頭壓緊螺釘基板的截面呈π形；所述探頭導向框架關於其中軸面呈對稱分布，其垂直於中軸面的截面呈π形，其頂部部分切除，形成豁口用於探頭纜線通過，其兩個側面的上部各開設有螺紋盲孔用於安裝所述探頭壓緊螺釘基板。所述支撐框架關於其中軸面呈對稱分布，其中軸面上的截面呈Π形，其中一個側面與中軸面的交線上開有螺紋孔，框架聯接螺釘穿過所述螺紋孔使支撐框架與所述探頭導向框架緊固在一起。本發明技術方案所帶來的有益效果
1)探頭夾具的支撐框架與探頭導向框架的中軸面重合，又由於探頭導向框架的導向功能可保證探頭的中軸面與夾具的中軸面重合；利用夾具支撐框架的V形開口的對中性，可方便地保證探頭夾具的中軸面與被測管道的軸線處於同一平面；因此，保證單個探頭的中軸面與被測管道軸線處於同一平面，這使得探頭夾具的安裝非常方便；
2)所述調整裝置中的鋼尺槽與探頭夾具的中軸面平行，因此利用剛性直尺的平面，可以方便地將兩個探頭夾具的中軸面調至重合，進而保證兩個探頭的中軸面及被測管道的軸線處於同一平面內；同時利用剛性直尺上的刻度，可方便地調整兩個探頭間的相對距離；
3)夾具固定裝置中的夾緊導軌半徑小於夾緊弧形塊的半徑，且夾緊導軌在夾緊弧形塊的上方，當拉緊皮質緊固帶頭部，同時夾緊橫杆沿皮質緊固帶松回方向在夾緊導軌內運動時，夾緊橫杆與夾緊弧形塊對皮質緊固帶產生的正壓力將保證有足夠的摩擦力防止皮質緊固帶鬆動，將皮質緊固帶自鎖；配合探頭壓緊螺釘的壓緊作用，可以有效地固定探頭並使其緊貼被測管道外壁；同時，皮質緊固帶質量輕、折卷方便，能適用於不同管徑管道上的探頭安裝，因此便攜性非常好；
4)探頭夾具中支撐框架和探頭導向框架的結構關於自身的中軸面對稱，同一夾具繞中軸面內垂線旋轉180度，即可用於另一探頭的安裝；因此，探頭夾具只需製造一種就可以。


以下通過附圖對本發明技術方案做詳細的描述 圖1是本發明公開的安裝裝置的結構示意圖2是圖1的A向視圖； 圖3是支撐框架側視圖； 圖4是圖3的A向視圖；圖5是夾緊橫杆示意圖； 圖6是夾緊弧形塊側視圖； 圖7是圖6的俯視圖； 圖8是探頭導向框架示意圖； 圖9是圖8的A向視圖； 圖10是探頭壓緊螺釘基板示意圖； 圖11是圖10的A向剖面圖； 圖12是鋼尺槽示意圖； 圖13是圖12的A向剖面圖； 圖14是皮質緊固帶示意圖中1 (2)探頭夾具，3剛性直尺，4 (6)探頭，5被測管道，7探頭導向框架，8支撐框架，9探頭壓緊螺釘基板，10鋼尺槽，11探頭壓緊螺釘，12夾緊橫杆，13緊固螺帽，14夾緊弧形塊，15限位銷，16皮質緊固帶，17夾緊導軌，18C型限位槽，19探頭壓緊螺釘基板固定螺釘，20鋼尺槽固定螺釘，21夾緊弧形塊固定螺釘，22框架聯接螺釘，23 V形開口，24安裝夾緊弧形塊安裝通孔，25 (26)支撐框架側面，27框架聯接螺紋孔，28夾緊橫杆螺紋端，29夾緊橫杆T形端，30夾緊弧形塊固定螺紋孔，31框架聯接螺釘安裝通孔，32探頭壓緊螺釘基板安裝螺紋孔，33 (34)探頭導向框架側面，35探頭導向框架頂部，36鋼尺槽安裝螺紋孔，37 (38)探頭壓緊螺釘基板側面，39探頭壓緊螺釘基板頂部，40探頭壓緊螺釘基板安裝通孔， 41壓緊螺釘螺紋孔，42鋼尺槽側面，43鋼尺槽安裝通孔，44皮質緊固帶斜楔狀自由端。
具體實施例方式本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於本實施例。如圖1 圖14所示，本裝置包括一組(兩個完全相同的)探頭夾具1、2，一組外夾式探頭4、6安裝在探頭夾具1、2上。探頭夾具1、2包括探頭導向框架7、支撐框架8和探頭壓緊裝置。其中，單個探頭夾具4中的探頭導向框架7與支撐框架8的中軸面重合，由兩枚框架聯接螺釘22經探頭導向框架7頂部35上的通孔31擰入支撐框架8側面26上的螺紋孔27，從而將兩者緊固在一起。探頭導向框架7兩側面的內側間距與探頭4的寬度相同，以使探頭4導入後其中軸面與探頭導向框架7的中軸面自動重合，也即與探頭夾具1的中軸面重合，從而使單個探頭4、探頭夾具1與被測管道5的中軸面處於同一平面。探頭壓緊裝置壓緊探頭使其緊貼被測管道的外壁。本實施例中的探頭壓緊裝置的結構是在探頭導向框架7上方安裝探頭壓緊螺釘基板9，兩組(四個)固定螺釘19經探頭壓緊螺釘基板9兩側面 37,38上的通孔40旋入探頭導向框架7兩側面33、34的螺紋孔32，將探頭壓緊螺釘基板9 固定在探頭導向框架7的上方；探頭壓緊螺釘11旋過探頭壓緊螺釘基板9的螺紋孔41，伸入探頭導向框架7內，壓緊探頭導向框架7內的探頭4，使探頭4緊貼被測管道5的外壁。 探頭夾具1通過夾具固定裝置緊貼被測管道5外壁安裝，本實施例中的夾具固定裝置結構是在支撐框架8兩側壁對應位置上設置圓弧形夾緊導軌17，一端為螺紋端28，另一端為T 形頭29的夾緊橫杆12穿過圓弧形夾緊導軌17後，在其螺紋端28旋接緊固螺帽13，利用緊固螺帽13與夾緊橫杆12的T型頭29共同保證夾緊橫杆12隻能沿夾緊導軌17活動而不會沿夾緊橫杆12軸向脫出夾緊導軌17。在圓弧形夾緊導軌17下方設置一夾緊弧形塊14， 兩組(四個)固定螺釘21經支撐框架8兩側面25、26上的通孔24旋入夾緊弧形塊14兩側的螺紋孔30，將夾緊弧形塊14固定在支撐框架8上的夾緊導軌17的下方。該夾緊弧形塊 14與夾緊導軌17關於支撐框架8的中軸面呈對稱分布，且兩者間距自對稱面向兩側漸減。 皮質緊固帶16穿入夾緊橫杆12與夾緊弧形塊14之間的縫隙，其尾部固定在限位銷15上， 限位銷15卡入支撐框架8 一側的C形限位槽18內，皮質緊固帶16的頭部繞被測管道5 — 周后，再穿過夾緊橫杆12與其自身間的縫隙，拉緊皮質緊固帶16頭部，同時令夾緊橫杆12 沿皮質緊固帶16松回方向在夾緊導軌17內運動，夾緊橫杆12與夾緊弧形塊14之間產生的壓力將皮質緊固帶16自鎖。為了使兩個探頭夾具1、2的中軸面與被測管道5的軸線處於同一平面，需要進行調整，本實施例中的調整裝置結構是在探頭導向框架7上固定一鋼尺槽10，鋼尺槽10與探頭導向框架7的中軸面平行。在鋼尺槽10內插入剛性直尺3，利用剛性直尺3的平面將兩個探頭夾具1、2的中軸面調至重合，使得兩個探頭夾具1、2中軸面與被測管道軸線處於同一平面。鋼尺槽固定螺釘20經由鋼尺槽10上的通孔43，旋入探頭導向框架7側面33、34的螺紋孔36，將兩個鋼尺槽10分別固定在探頭導向框架7的兩個側面33、34上。如圖3、4所示，探頭夾具的支撐框架8，其結構關於自身中軸面對稱分布，其中軸面上的截面呈Π形，其中一個側面26與中軸面的交線上、下部各攻有一個螺紋孔27 ；兩側面25、26下部有相同的V形開口 23，開口頂部以圓弧過渡。兩側面25、26中下部對應位置上開有圓弧形夾緊導軌17，該圓弧形夾緊導軌17關於支撐框架8中軸面對稱分布；兩側面 25,26圓弧形夾緊導軌17下方有各有兩個通孔24用於安裝夾緊弧形塊14 ；每個側面兩側各開有一個C形限位槽18，用於卡入皮質緊固帶16 —端的限位銷15。如圖5所示，夾緊橫杆12呈柱形，一端留有T形頭29，一端為螺紋端28，用於安裝緊固螺母13。如圖6、7所示，夾緊弧形塊14截面呈扇環狀，兩側各攻有兩個螺紋孔30。如圖8、9所示，探頭導向框架7其結構關於自身中軸面對稱分布，其垂直於中軸面的截面呈Π形，其頂部35部分切除，形成豁口用於探頭纜線通過；探頭導向框架7兩個側面33、34的內側肩距與探頭寬度相同，以確保探頭導入後兩者的中軸面自動重合；兩個側面33、34的上部各攻有兩個螺紋盲孔32用於安裝探頭壓緊螺釘基板9 ；兩個側面33、34的中部相同各攻有一個螺紋盲孔36用於鋼尺槽10安裝與調整。如圖10、11所示，探頭壓緊螺釘基板9截面呈Π形，兩個側面37、38上各有兩個安裝通孔40，頂部39鑽有螺紋通孔40。如圖12、13所示，鋼尺槽10截面呈扁C形，側面42中部有一個安裝通孔43。如圖14所示，皮質緊固帶16 —端固定有柱形定位銷15，一端為斜楔狀自由端44。剛性直尺3的厚度與鋼尺槽10匹配，帶有刻度，具有一定的剛性。探頭安裝時，將支撐框架8下部的V型開口 23與被測管道5緊密貼合，利用V型開口 23的對中特性使探頭夾具1的中軸面(亦即探頭中軸面)與被測管道5的軸線處於同一平面。然後，將皮質緊固帶16穿入夾緊橫杆12與夾緊弧形塊14間的縫隙，使其尾部的限位銷15卡入支撐框架8 一側的C型限位槽18內，拉緊皮質緊固帶16頭部繞被測管道5 一周後，令其穿過夾緊橫杆12與其自身間的縫隙，拉緊皮質緊固帶16的頭部，同時令夾緊橫杆12沿皮質緊固帶16松回方向在夾緊導軌17內運動，直到夾緊橫杆12與夾緊弧形塊 14間產生的壓力將皮質緊固帶16自鎖。探頭夾具1固定後，將外夾式探頭4導入探頭導向框架7，利用探頭導向框架7的定位功能及其中軸面此時已經與被測管道5的軸線同一平面的特性保證探頭4的中軸平面與被測管道5的軸線處於同一平面上。旋緊探頭壓緊螺釘 11壓緊探頭4，使之與被測管道5外壁緊密貼合。採用同樣辦法，將第二個探頭夾具2固定在被測管道5上，但不完全緊固，調整第二個探頭夾具2在被測管道5上的周向位置使得剛性直尺3可以同時穿過兩個探頭夾具1、2的同側鋼尺槽10，依靠剛性直尺3使得第二個探頭夾具2的中軸平面與被測管道5軸線同平面，利用剛性直尺3上的讀數調整兩個夾具1、 2間的相對距離以滿足探頭4、6理想工作位置之要求。然後，收緊第二個探頭夾具2的皮質緊固帶16及夾緊橫杆12，使第二個探頭夾具2完全固定。導入探頭6，旋緊探頭壓緊螺釘11，使探頭6緊貼被測管道5外壁。抽出剛性直尺3完成安裝。對於略帶弧度的近似直管，可以通過調節鋼尺槽固定螺釘20使鋼尺槽10偏轉適當角度，以適應被測管道的弧度； 其他安裝步驟則完全相同。 本裝置中1)利用夾具支撐框架8的V形開口 23的對中性，可方便地保證探頭夾具1 (2)的中軸面與被測管道5的軸線處於同一平面；又由於探頭導向框架7的導向功能可保證探頭4 (6)的中軸面與探頭夾具1 (2)的中軸面重合；因此，保證單個探頭的中軸面與被測管道軸線處於同一平面非常方便；2)鋼尺槽10與探頭夾具1 (2)中軸面平行，因此利用剛性直尺3的平面，可以方便地將兩個探頭夾具1、2的中軸面調至重合，進而保證兩個探頭4、6的中軸面及被測管道5的軸線處於同一平面內；同時利用剛性直尺3上的刻度，可方便地調整兩個探頭4、6間的相對距離；3)探頭夾具1 (2)的夾緊導軌17半徑小於夾緊弧形塊14的半徑，且夾緊導軌17在夾緊弧形塊14的上方，當拉緊皮質緊固帶16頭部，同時令夾緊橫杆12沿皮質緊固帶16松回方向在夾緊導軌17內運動時，夾緊橫杆12與夾緊弧形塊14對皮質緊固帶16產生的正壓力將保證有足夠的摩擦力防止皮質緊固帶16鬆動，且具有自鎖功能；配合探頭壓緊螺釘11的壓緊作用，可以有效地固定探頭4 (6)並使其緊貼被測管道5外壁；同時，皮質緊固帶16質量輕、折卷方便，能適用於不同管徑管道上的探頭安裝，因此便攜性非常好；4)探頭夾具1 (2)結構關於自身的中軸面對稱，同一夾具繞中軸面內垂線旋轉180度，即可用於另一探頭的安裝；因此，夾具製造時只需製造一種就可以。
權利要求
1.一種可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，包括一對外夾式探頭，分別安裝在一對探頭夾具上，其特徵在於，所述探頭夾具通過一夾具固定裝置安裝在被測管道的外壁，兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線通過一調整裝置調整至同一平面，所述探頭夾具包括支撐框架、探頭導向框架和探頭壓緊裝置，其中，所述支撐框架與探頭導向框架的中軸面重合且緊固在一起，所述探頭導向框架兩側面的內側間距與探頭寬度相同，以使探頭導入後其中軸面與探頭導向框架的中軸面自動重合，即與探頭夾具的中軸面重合，所述探頭壓緊裝置壓緊探頭使其緊貼被測管道的外壁。
2.根據權利要求1所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述支撐框架兩側壁下部開設有V形開口，開口頂部以圓弧過渡。
3.根據權利要求2所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述夾具固定裝置為在支撐框架兩側壁對應位置上設置圓弧形夾緊導軌，一端為螺紋，另一端呈T形的夾緊橫杆穿過所述夾緊導軌後，其螺紋端旋接緊固螺帽，使得夾緊橫杆只能沿夾緊導軌活動；在所述夾緊導軌下方設置一夾緊弧形塊，固定在所述支撐框架側壁上，其與夾緊導軌關於支撐框架中軸面呈對稱分布，且兩者間距自對稱面向兩側漸減；皮質緊固帶穿入夾緊橫杆與夾緊弧形塊間隙，其尾部固定在一限位銷上，所述限位銷卡入支撐框架側壁的C形限位槽內，皮質緊固帶的頭部繞被測管道一周後，穿過夾緊橫杆與其自身間的縫隙，拉緊皮質緊固帶頭部，同時夾緊橫杆沿皮質緊固帶松回方向在夾緊導軌內運動，夾緊橫杆與夾緊弧形塊之間產生的壓力將皮質緊固帶自鎖。
4.根據權利要求3所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述夾緊弧形塊截面呈扇環狀。
5.根據權利要求2所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述將兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線調整至同一平面的調整裝置為在所述探頭導向框架上固定一鋼尺槽，所述鋼尺槽與探頭導向框架的中軸面平行，在所述鋼尺槽內插入剛性直尺，利用剛性直尺的平面將兩個探頭夾具的中軸面調至重合，使得兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線處於同一平面。
6.根據權利要求5所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述鋼尺槽固定螺釘可調節，使得鋼尺槽可偏轉以適應略帶弧度的被測管道的探頭安裝。
7.根據權利要求5或6所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於，所述剛性直尺厚度與所述鋼尺槽匹配，帶有刻度，用於定位探頭間距。
8.根據權利要求1或2所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於，所述探頭壓緊裝置為在所述探頭導向框架上方安裝一探頭壓緊螺釘基板，探頭壓緊螺釘旋入所述探頭壓緊螺釘基板頂部的螺紋孔壓緊所述探頭導向框架內的探頭，使探頭緊貼被測管道外壁。
9.根據權利要求8所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述探頭壓緊螺釘基板的截面呈Π形；所述探頭導向框架關於其中軸面呈對稱分布，其垂直於中軸面的截面呈Π形，其頂部部分切除，形成豁口用於探頭纜線通過，其兩個側面的上部各開設有螺紋盲孔用於安裝所述探頭壓緊螺釘基板。
10.根據權利要求9所述的可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，其特徵在於， 所述支撐框架關於其中軸面呈對稱分布，其中軸面上的截面呈Π形，其中一個側面與中軸面的交線上開有螺紋孔，框架聯接螺釘穿過所述螺紋孔使支撐框架與所述探頭導向框架緊固在一起。
全文摘要
本發明公開一種可攜式超聲波流量計外夾式探頭的安裝裝置，包括一對外夾式探頭，分別安裝在一對探頭夾具上，所述探頭夾具通過一夾具固定裝置安裝在被測管道的外壁，兩個探頭夾具中軸面與被測管道軸線通過一調整裝置調整至同一平面，所述探頭夾具包括支撐框架、探頭導向框架和探頭壓緊裝置，其中，所述支撐框架與探頭導向框架的中軸面重合且緊固在一起，所述探頭導向框架兩側面的內側間距與探頭寬度相同，以使探頭導入後其中軸面與探頭導向框架的中軸面自動重合，即與探頭夾具的中軸面重合，所述探頭壓緊裝置壓緊探頭使其緊貼被測管道的外壁。本發明所提供的安裝裝置，能嚴格保證準確、方便的定位，且攜帶和安裝非常簡便。
文檔編號G01F1/66GK102359802SQ20111021064
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者劉成良, 危尊豪, 方海珍, 虞祖藝, 邱坤賢, 陶建峰, 顧建江, 黃健 申請人:上海交通大學, 上海隧道工程股份有限公司