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专利名称：便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及管道流量测量领域，更具体的说，涉及一种便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置。
背景技术：
要利用超声波流量计外夹式探头感知管道中的流量，需要将超声波流量计两个探头紧贴管道安装，并保持两个探头的中轴面及被测管道的轴线处于同一平面内。另外要使探头处于较理想的工作状态，两个探头之间的相对距离也要进行控制。经过对现有技术文献进行分析，《超声波流量计安装中应注意的问题》(工业计量，2004，14(5) :55)中给出了一种超声波流量计外夹式探头的安装方法坐标安装法，即首先固定一个探头的位置，用纸带紧贴管路绕管一周，量出周长做好对折标记，在周长1/2处确定另一探头的位置，利用直尺等测量工具控制另一个探头相对于已固定探头的位置。坐标法原理简单，但是在具体操作中存在如下不足1)不能严格保证两个探头的中轴面及被测管道的轴线处于同一平面内； 2)对于略带弧度的近似直管，上述方法因纸带不能完全紧贴管道而失效。

发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供一种便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，能严格保证准确、方便的定位，且安装简便。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，包括一对外夹式探头，分别安装在一对探头夹具上，其特征在于，所述探头夹具通过一夹具固定装置安装在被测管道的外壁， 且两个探头夹具中轴面与被测管道轴线通过一调整装置调整至同一平面，所述探头夹具包括支撑框架、探头导向框架和探头压紧装置，其中，所述支撑框架与探头导向框架的中轴面重合且紧固在一起，所述探头导向框架两侧面的内侧间距与探头宽度相同，以使探头导入后其中轴面与探头导向框架的中轴面自动重合，即与探头夹具的中轴面重合，所述探头压紧装置压紧探头使其紧贴被测管道的外壁。所述支撑框架两侧壁下部开设有V形开口，开口顶部以圆弧过渡。所述夹具固定装置为在支撑框架两侧壁对应位置上设置圆弧形夹紧导轨，一端为螺纹，另一端呈T形的夹紧横杆穿过所述夹紧导轨后，其螺纹端旋接紧固螺帽，使得夹紧横杆只能沿夹紧导轨活动；在所述夹紧导轨下方设置一夹紧弧形块，固定在所述支撑框架侧壁上，其与夹紧导轨关于支撑框架中轴面呈对称分布，且两者间距自对称面向两侧渐减； 皮质紧固带穿入夹紧横杆与夹紧弧形块间隙，其尾部固定在一限位销上，所述限位销卡入支撑框架侧壁的C形限位槽内，皮质紧固带的头部绕被测管道一周后，穿过夹紧横杆与其自身间的缝隙，拉紧皮质紧固带头部，同时夹紧横杆沿皮质紧固带松回方向在夹紧导轨内运动，夹紧横杆与夹紧弧形块之间产生的压力将皮质紧固带自锁。所述夹紧弧形块截面呈扇环状。
所述将两个探头夹具中轴面与被测管道轴线调整至同一平面的调整装置为在所述探头导向框架上固定一钢尺槽，所述钢尺槽与探头导向框架的中轴面平行，在所述钢尺槽内插入刚性直尺，利用刚性直尺的平面将两个探头夹具的中轴面调至重合，使得两个探头夹具中轴面与被测管道轴线处于同一平面。所述钢尺槽固定螺钉可调节，使得钢尺槽可偏转以适应略带弧度的被测管道的探头安装。所述刚性直尺厚度与所述钢尺槽匹配，带有刻度，用于定位探头间距。所述探头压紧装置为在所述探头导向框架上方安装一探头压紧螺钉基板，探头压紧螺钉旋入所述探头压紧螺钉基板顶部的螺纹孔压紧所述探头导向框架内的探头，使探头紧贴被测管道外壁。所述探头压紧螺钉基板的截面呈π形；所述探头导向框架关于其中轴面呈对称分布，其垂直于中轴面的截面呈π形，其顶部部分切除，形成豁口用于探头缆线通过，其两个侧面的上部各开设有螺纹盲孔用于安装所述探头压紧螺钉基板。所述支撑框架关于其中轴面呈对称分布，其中轴面上的截面呈Π形，其中一个侧面与中轴面的交线上开有螺纹孔，框架联接螺钉穿过所述螺纹孔使支撑框架与所述探头导向框架紧固在一起。本发明技术方案所带来的有益效果
1)探头夹具的支撑框架与探头导向框架的中轴面重合，又由于探头导向框架的导向功能可保证探头的中轴面与夹具的中轴面重合；利用夹具支撑框架的V形开口的对中性，可方便地保证探头夹具的中轴面与被测管道的轴线处于同一平面；因此，保证单个探头的中轴面与被测管道轴线处于同一平面，这使得探头夹具的安装非常方便；
2)所述调整装置中的钢尺槽与探头夹具的中轴面平行，因此利用刚性直尺的平面，可以方便地将两个探头夹具的中轴面调至重合，进而保证两个探头的中轴面及被测管道的轴线处于同一平面内；同时利用刚性直尺上的刻度，可方便地调整两个探头间的相对距离；
3)夹具固定装置中的夹紧导轨半径小于夹紧弧形块的半径，且夹紧导轨在夹紧弧形块的上方，当拉紧皮质紧固带头部，同时夹紧横杆沿皮质紧固带松回方向在夹紧导轨内运动时，夹紧横杆与夹紧弧形块对皮质紧固带产生的正压力将保证有足够的摩擦力防止皮质紧固带松动，将皮质紧固带自锁；配合探头压紧螺钉的压紧作用，可以有效地固定探头并使其紧贴被测管道外壁；同时，皮质紧固带质量轻、折卷方便，能适用于不同管径管道上的探头安装，因此便携性非�：茫�
4)探头夹具中支撑框架和探头导向框架的结构关于自身的中轴面对称，同一夹具绕中轴面内垂线旋转180度，即可用于另一探头的安装；因此，探头夹具只需制造一种就可以。


以下通过附图对本发明技术方案做详细的描述 图1是本发明公开的安装装置的结构示意图2是图1的A向视图； 图3是支撑框架侧视图； 图4是图3的A向视图；图5是夹紧横杆示意图； 图6是夹紧弧形块侧视图； 图7是图6的俯视图； 图8是探头导向框架示意图； 图9是图8的A向视图； 图10是探头压紧螺钉基板示意图； 图11是图10的A向剖面图； 图12是钢尺槽示意图； 图13是图12的A向剖面图； 图14是皮质紧固带示意图中1 (2)探头夹具，3刚性直尺，4 (6)探头，5被测管道，7探头导向框架，8支撑框架，9探头压紧螺钉基板，10钢尺槽，11探头压紧螺钉，12夹紧横杆，13紧固螺帽，14夹紧弧形块，15限位销，16皮质紧固带，17夹紧导轨，18C型限位槽，19探头压紧螺钉基板固定螺钉，20钢尺槽固定螺钉，21夹紧弧形块固定螺钉，22框架联接螺钉，23 V形开口，24安装夹紧弧形块安装通孔，25 (26)支撑框架侧面，27框架联接螺纹孔，28夹紧横杆螺纹端，29夹紧横杆T形端，30夹紧弧形块固定螺纹孔，31框架联接螺钉安装通孔，32探头压紧螺钉基板安装螺纹孔，33 (34)探头导向框架侧面，35探头导向框架顶部，36钢尺槽安装螺纹孔，37 (38)探头压紧螺钉基板侧面，39探头压紧螺钉基板顶部，40探头压紧螺钉基板安装通孔， 41压紧螺钉螺纹孔，42钢尺槽侧面，43钢尺槽安装通孔，44皮质紧固带斜楔状自由端。
具体实施例方式本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于本实施例。如图1 图14所示，本装置包括一组(两个完全相同的)探头夹具1、2，一组外夹式探头4、6安装在探头夹具1、2上。探头夹具1、2包括探头导向框架7、支撑框架8和探头压紧装置。其中，单个探头夹具4中的探头导向框架7与支撑框架8的中轴面重合，由两枚框架联接螺钉22经探头导向框架7顶部35上的通孔31拧入支撑框架8侧面26上的螺纹孔27，从而将两者紧固在一起。探头导向框架7两侧面的内侧间距与探头4的宽度相同，以使探头4导入后其中轴面与探头导向框架7的中轴面自动重合，也即与探头夹具1的中轴面重合，从而使单个探头4、探头夹具1与被测管道5的中轴面处于同一平面。探头压紧装置压紧探头使其紧贴被测管道的外壁。本实施例中的探头压紧装置的结构是在探头导向框架7上方安装探头压紧螺钉基板9，两组(四个)固定螺钉19经探头压紧螺钉基板9两侧面 37,38上的通孔40旋入探头导向框架7两侧面33、34的螺纹孔32，将探头压紧螺钉基板9 固定在探头导向框架7的上方；探头压紧螺钉11旋过探头压紧螺钉基板9的螺纹孔41，伸入探头导向框架7内，压紧探头导向框架7内的探头4，使探头4紧贴被测管道5的外壁。 探头夹具1通过夹具固定装置紧贴被测管道5外壁安装，本实施例中的夹具固定装置结构是在支撑框架8两侧壁对应位置上设置圆弧形夹紧导轨17，一端为螺纹端28，另一端为T 形头29的夹紧横杆12穿过圆弧形夹紧导轨17后，在其螺纹端28旋接紧固螺帽13，利用紧固螺帽13与夹紧横杆12的T型头29共同保证夹紧横杆12只能沿夹紧导轨17活动而不会沿夹紧横杆12轴向脱出夹紧导轨17。在圆弧形夹紧导轨17下方设置一夹紧弧形块14， 两组(四个)固定螺钉21经支撑框架8两侧面25、26上的通孔24旋入夹紧弧形块14两侧的螺纹孔30，将夹紧弧形块14固定在支撑框架8上的夹紧导轨17的下方。该夹紧弧形块 14与夹紧导轨17关于支撑框架8的中轴面呈对称分布，且两者间距自对称面向两侧渐减。 皮质紧固带16穿入夹紧横杆12与夹紧弧形块14之间的缝隙，其尾部固定在限位销15上， 限位销15卡入支撑框架8 一侧的C形限位槽18内，皮质紧固带16的头部绕被测管道5 — 周后，再穿过夹紧横杆12与其自身间的缝隙，拉紧皮质紧固带16头部，同时令夹紧横杆12 沿皮质紧固带16松回方向在夹紧导轨17内运动，夹紧横杆12与夹紧弧形块14之间产生的压力将皮质紧固带16自锁。为了使两个探头夹具1、2的中轴面与被测管道5的轴线处于同一平面，需要进行调整，本实施例中的调整装置结构是在探头导向框架7上固定一钢尺槽10，钢尺槽10与探头导向框架7的中轴面平行。在钢尺槽10内插入刚性直尺3，利用刚性直尺3的平面将两个探头夹具1、2的中轴面调至重合，使得两个探头夹具1、2中轴面与被测管道轴线处于同一平面。钢尺槽固定螺钉20经由钢尺槽10上的通孔43，旋入探头导向框架7侧面33、34的螺纹孔36，将两个钢尺槽10分别固定在探头导向框架7的两个侧面33、34上。如图3、4所示，探头夹具的支撑框架8，其结构关于自身中轴面对称分布，其中轴面上的截面呈Π形，其中一个侧面26与中轴面的交线上、下部各攻有一个螺纹孔27 ；两侧面25、26下部有相同的V形开口 23，开口顶部以圆弧过渡。两侧面25、26中下部对应位置上开有圆弧形夹紧导轨17，该圆弧形夹紧导轨17关于支撑框架8中轴面对称分布；两侧面 25,26圆弧形夹紧导轨17下方有各有两个通孔24用于安装夹紧弧形块14 ；每个侧面两侧各开有一个C形限位槽18，用于卡入皮质紧固带16 —端的限位销15。如图5所示，夹紧横杆12呈柱形，一端留有T形头29，一端为螺纹端28，用于安装紧固螺母13。如图6、7所示，夹紧弧形块14截面呈扇环状，两侧各攻有两个螺纹孔30。如图8、9所示，探头导向框架7其结构关于自身中轴面对称分布，其垂直于中轴面的截面呈Π形，其顶部35部分切除，形成豁口用于探头缆线通过；探头导向框架7两个侧面33、34的内侧肩距与探头宽度相同，以确保探头导入后两者的中轴面自动重合；两个侧面33、34的上部各攻有两个螺纹盲孔32用于安装探头压紧螺钉基板9 ；两个侧面33、34的中部相同各攻有一个螺纹盲孔36用于钢尺槽10安装与调整。如图10、11所示，探头压紧螺钉基板9截面呈Π形，两个侧面37、38上各有两个安装通孔40，顶部39钻有螺纹通孔40。如图12、13所示，钢尺槽10截面呈扁C形，侧面42中部有一个安装通孔43。如图14所示，皮质紧固带16 —端固定有柱形定位销15，一端为斜楔状自由端44。刚性直尺3的厚度与钢尺槽10匹配，带有刻度，具有一定的刚性。探头安装时，将支撑框架8下部的V型开口 23与被测管道5紧密贴合，利用V型开口 23的对中特性使探头夹具1的中轴面(亦即探头中轴面)与被测管道5的轴线处于同一平面。然后，将皮质紧固带16穿入夹紧横杆12与夹紧弧形块14间的缝隙，使其尾部的限位销15卡入支撑框架8 一侧的C型限位槽18内，拉紧皮质紧固带16头部绕被测管道5 一周后，令其穿过夹紧横杆12与其自身间的缝隙，拉紧皮质紧固带16的头部，同时令夹紧横杆12沿皮质紧固带16松回方向在夹紧导轨17内运动，直到夹紧横杆12与夹紧弧形块 14间产生的压力将皮质紧固带16自锁。探头夹具1固定后，将外夹式探头4导入探头导向框架7，利用探头导向框架7的定位功能及其中轴面此时已经与被测管道5的轴线同一平面的特性保证探头4的中轴平面与被测管道5的轴线处于同一平面上。旋紧探头压紧螺钉 11压紧探头4，使之与被测管道5外壁紧密贴合。采用同样办法，将第二个探头夹具2固定在被测管道5上，但不完全紧固，调整第二个探头夹具2在被测管道5上的周向位置使得刚性直尺3可以同时穿过两个探头夹具1、2的同侧钢尺槽10，依靠刚性直尺3使得第二个探头夹具2的中轴平面与被测管道5轴线同平面，利用刚性直尺3上的读数调整两个夹具1、 2间的相对距离以满足探头4、6理想工作位置之要求。然后，收紧第二个探头夹具2的皮质紧固带16及夹紧横杆12，使第二个探头夹具2完全固定。导入探头6，旋紧探头压紧螺钉11，使探头6紧贴被测管道5外壁。抽出刚性直尺3完成安装。对于略带弧度的近似直管，可以通过调节钢尺槽固定螺钉20使钢尺槽10偏转适当角度，以适应被测管道的弧度； 其他安装步骤则完全相同。 本装置中1)利用夹具支撑框架8的V形开口 23的对中性，可方便地保证探头夹具1 (2)的中轴面与被测管道5的轴线处于同一平面；又由于探头导向框架7的导向功能可保证探头4 (6)的中轴面与探头夹具1 (2)的中轴面重合；因此，保证单个探头的中轴面与被测管道轴线处于同一平面非常方便；2)钢尺槽10与探头夹具1 (2)中轴面平行，因此利用刚性直尺3的平面，可以方便地将两个探头夹具1、2的中轴面调至重合，进而保证两个探头4、6的中轴面及被测管道5的轴线处于同一平面内；同时利用刚性直尺3上的刻度，可方便地调整两个探头4、6间的相对距离；3)探头夹具1 (2)的夹紧导轨17半径小于夹紧弧形块14的半径，且夹紧导轨17在夹紧弧形块14的上方，当拉紧皮质紧固带16头部，同时令夹紧横杆12沿皮质紧固带16松回方向在夹紧导轨17内运动时，夹紧横杆12与夹紧弧形块14对皮质紧固带16产生的正压力将保证有足够的摩擦力防止皮质紧固带16松动，且具有自锁功能；配合探头压紧螺钉11的压紧作用，可以有效地固定探头4 (6)并使其紧贴被测管道5外壁；同时，皮质紧固带16质量轻、折卷方便，能适用于不同管径管道上的探头安装，因此便携性非常好；4)探头夹具1 (2)结构关于自身的中轴面对称，同一夹具绕中轴面内垂线旋转180度，即可用于另一探头的安装；因此，夹具制造时只需制造一种就可以。
权利要求
1.一种便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，包括一对外夹式探头，分别安装在一对探头夹具上，其特征在于，所述探头夹具通过一夹具固定装置安装在被测管道的外壁，两个探头夹具中轴面与被测管道轴线通过一调整装置调整至同一平面，所述探头夹具包括支撑框架、探头导向框架和探头压紧装置，其中，所述支撑框架与探头导向框架的中轴面重合且紧固在一起，所述探头导向框架两侧面的内侧间距与探头宽度相同，以使探头导入后其中轴面与探头导向框架的中轴面自动重合，即与探头夹具的中轴面重合，所述探头压紧装置压紧探头使其紧贴被测管道的外壁。
2.根据权利要求1所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述支撑框架两侧壁下部开设有V形开口，开口顶部以圆弧过渡。
3.根据权利要求2所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述夹具固定装置为在支撑框架两侧壁对应位置上设置圆弧形夹紧导轨，一端为螺纹，另一端呈T形的夹紧横杆穿过所述夹紧导轨后，其螺纹端旋接紧固螺帽，使得夹紧横杆只能沿夹紧导轨活动；在所述夹紧导轨下方设置一夹紧弧形块，固定在所述支撑框架侧壁上，其与夹紧导轨关于支撑框架中轴面呈对称分布，且两者间距自对称面向两侧渐减；皮质紧固带穿入夹紧横杆与夹紧弧形块间隙，其尾部固定在一限位销上，所述限位销卡入支撑框架侧壁的C形限位槽内，皮质紧固带的头部绕被测管道一周后，穿过夹紧横杆与其自身间的缝隙，拉紧皮质紧固带头部，同时夹紧横杆沿皮质紧固带松回方向在夹紧导轨内运动，夹紧横杆与夹紧弧形块之间产生的压力将皮质紧固带自锁。
4.根据权利要求3所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述夹紧弧形块截面呈扇环状。
5.根据权利要求2所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述将两个探头夹具中轴面与被测管道轴线调整至同一平面的调整装置为在所述探头导向框架上固定一钢尺槽，所述钢尺槽与探头导向框架的中轴面平行，在所述钢尺槽内插入刚性直尺，利用刚性直尺的平面将两个探头夹具的中轴面调至重合，使得两个探头夹具中轴面与被测管道轴线处于同一平面。
6.根据权利要求5所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述钢尺槽固定螺钉可调节，使得钢尺槽可偏转以适应略带弧度的被测管道的探头安装。
7.根据权利要求5或6所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于，所述刚性直尺厚度与所述钢尺槽匹配，带有刻度，用于定位探头间距。
8.根据权利要求1或2所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于，所述探头压紧装置为在所述探头导向框架上方安装一探头压紧螺钉基板，探头压紧螺钉旋入所述探头压紧螺钉基板顶部的螺纹孔压紧所述探头导向框架内的探头，使探头紧贴被测管道外壁。
9.根据权利要求8所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述探头压紧螺钉基板的截面呈Π形；所述探头导向框架关于其中轴面呈对称分布，其垂直于中轴面的截面呈Π形，其顶部部分切除，形成豁口用于探头缆线通过，其两个侧面的上部各开设有螺纹盲孔用于安装所述探头压紧螺钉基板。
10.根据权利要求9所述的便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，其特征在于， 所述支撑框架关于其中轴面呈对称分布，其中轴面上的截面呈Π形，其中一个侧面与中轴面的交线上开有螺纹孔，框架联接螺钉穿过所述螺纹孔使支撑框架与所述探头导向框架紧固在一起。
全文摘要
本发明公开一种便携式超声波流量计外夹式探头的安装装置，包括一对外夹式探头，分别安装在一对探头夹具上，所述探头夹具通过一夹具固定装置安装在被测管道的外壁，两个探头夹具中轴面与被测管道轴线通过一调整装置调整至同一平面，所述探头夹具包括支撑框架、探头导向框架和探头压紧装置，其中，所述支撑框架与探头导向框架的中轴面重合且紧固在一起，所述探头导向框架两侧面的内侧间距与探头宽度相同，以使探头导入后其中轴面与探头导向框架的中轴面自动重合，即与探头夹具的中轴面重合，所述探头压紧装置压紧探头使其紧贴被测管道的外壁。本发明所提供的安装装置，能严格保证准确、方便的定位，且携带和安装非常简便。
文档编号G01F1/66GK102359802SQ20111021064
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者刘成良, 危尊豪, 方海珍, 虞祖艺, 邱坤贤, 陶建峰, 顾建江, 黄健 申请人:上海交通大学, 上海隧道工程股份有限公司