專利名稱：具有帶可旋轉(zhuǎn)的接受器和肘狀連接器的換能器組件的超聲波流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
各實施方式涉及超聲波流量計，并且特別地涉及用在超聲波流量計中的換能器組件。
背景技術(shù)：
在從地面上已經(jīng)移除碳氫化合物之后，流體流(無論液相還是氣相)經(jīng)由管路從一個地方運輸至另一地方。理想的是，精確了解流體流中流動的流體的量，并且當流體被轉(zhuǎn)手時或者在“密閉轉(zhuǎn)移”期間，要求特別的精度。然而，即使在不發(fā)生密閉轉(zhuǎn)移的地方，也希望得到測量精度，并且在這些情況下，可以使用超聲波流量計。超聲波流量計包括兩個或者更多個換能器組件，每一個均固定于流量計的本體或筒管件中的端口的內(nèi)部。為了將輸送的流體保持在流量計內(nèi)，端部連接器固定在筒管件中的每個換能器端口的外端部上。因此，筒管件和端部連接器產(chǎn)生壓力邊界，該壓力邊界容納流過流量計的流體。為了測量流過流量計的流體，一對換能器組件沿筒管件的內(nèi)表面定位，從而使得每個換能器組件面對另一個。每個換能器組件包括壓電元件，當交流電作用于第一換能器組件的壓電元件時，該壓電元件作出如下響應發(fā)射超聲波到正輸送通過流量計的流體中。當該波射入在第二換能器組件的壓電元件上時，該換能器組件作出如下響應產(chǎn)生電信號。稍后，交流電作用于第二換能器組件的壓電元件，并且該壓電元件作出如下響應發(fā)射超聲波通過流量計中的流體。當該波射入在第一換能器組件的壓電元件上時，該換能器組件作出如下響應產(chǎn)生電信號。以此方式，換能器組件傳送和接受往復地穿過流體流的信號。每個換能器組件連接到電纜，該電纜延伸穿過端部連接器至筒管件的外部和遠程位置，例如，通常安裝至筒管件外部的電子器件基座封圍件。電纜將由壓電元件產(chǎn)生的信號輸送至定位在電子器件基座封圍件內(nèi)的采集板，在采集板處對信號進行處理并且隨后用于判定通過流量計的流體的流動速率。當不使用時，換能器組件中的壓電元件能夠積累電荷。電荷對于執(zhí)行流量計的維護的人員存在危害。為了降低對于維護人員的危險，每個壓電元件通常聯(lián)接于變壓器，該變壓器除了下文中討論的功能之外還為壓電元件產(chǎn)生的電荷提供了放電路徑。
變壓器還提供在壓電元件和最終接收由壓電元件產(chǎn)生的信號的采集裝置之間匹配的阻抗。因此，壓電元件和變壓器是成對的。因此，變壓器通常定位在換能器組件內(nèi)。對于最傳統(tǒng)的設(shè)計來說，當壓電元件或者變壓器需要更換時，需將整個換能器組件從筒管件中的端口移除，當移除端部連接器以接近換能器組件時，通常必須不期望地中斷通過筒管件的流體流。此外，在許多傳統(tǒng)的換能器組件中，換能器組件內(nèi)的變壓器和/或變壓器和壓電元件之間的電連接件易于暴露在與壓電元件所經(jīng)受的條件相同的條件下。當變壓器或者電連接件未設(shè)計成用于與壓電元件相同的條件時，這種暴露是不良的。例如，通過流量計的流體可能是腐蝕性的。盡管壓電元件可以適合腐蝕性條件，但是變壓器不適合。在這種環(huán)境下，腐蝕性流體可能損壞變壓器以及相關(guān)的電線。提高給予流體的超聲波信號的質(zhì)量的機構(gòu)可提高測量精度。而且，(例如，由被測量的流體的腐蝕性導致的)流量計的部件上的磨損、撕裂以及部件的退化能夠大大降低裝置的壽命，因此期望增加流量計及其部件的耐用性和/或壽命的任何設(shè)備、方法或系統(tǒng)。最后，超聲波流量計可能會安裝在惡劣環(huán)境中，因此期望得到能降低維護時間，以及，如果可 能，提高性能的任何機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施方式中通過用于測量流體通過管路流動的超聲波流量計來解決本領(lǐng)域中的這些和其他需要。在實施方式中，流量計包括筒管件，該筒管件包括通孔和從筒管件的外表面延伸至通孔的換能器端口。此外，流量計包括設(shè)置在換能器端口中的換能器組件。換能器組件具有中心軸線，并且在靠近筒管件的通孔的第一端部和遠離筒管件的通孔的第二端部之間延伸。換能器組件包括鄰近第一端部軸向地定位的壓電容器，其中，壓電容器包括壓電元件。此外，換能器組件包括軸向地定位在換能器組件的第一端部和第二端部之間的變壓器容器。變壓器容器包括變壓器并且聯(lián)接于壓電容器。更進一步地，換能器組件包括鄰近換能器組件的第二端部軸向地定位的接受器容器。接受器容器聯(lián)接于變壓器容器。而且，接受器容器包括接受器殼體和共軸地設(shè)置在接受器殼體內(nèi)的接受器，其中，接受器電聯(lián)接于變壓器。此外，接受器能夠相對于接受器殼體在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動。在另一實施方式中通過用于測量流體通過管路流動的超聲波流量計來解決本領(lǐng)域中的這些和其他需要。在實施方式中，流量計包括筒管件，該筒管件包括通孔和從筒管件的外表面延伸至通孔的換能器端口。此外，流量計包括設(shè)置在端口中的換能器組件，其中，換能器組件具有中心軸線，并且換能器組件在靠近筒管件的通孔的第一端部和遠離筒管件的通孔的第二端部之間軸向地延伸。換能器組件包括鄰近第一端部軸向地設(shè)置的壓電容器，其中，壓電容器包括壓電元件。此外，換能器組件包括軸向地定位在換能器組件的第一端部和第二端部之間的變壓器容器。變壓器容器包括變壓器并且聯(lián)接于壓電容器。此外，換能器組件包括鄰近換能器組件的第二端部軸向地定位的接受器容器。接受器容器聯(lián)接于變壓器容器。而且，換能器組件包括聯(lián)接于接受器容器和變壓器容器的至少一個圓筒形間隔件。間隔件軸向地定位在接受器容器和變壓器容器之間。在另一實施方式中通過用于裝配超聲波流量計的方法來解決本領(lǐng)域中的這些和其他需求。在實施方式中，該方法包括(a)提供筒管件，該筒管件包括通孔和從筒管件的外表面延伸至通孔的換能器端口。此外，該方法包括(b)裝配換能器組件，該換能器組件具有中心軸線并且在第一端部和第二端部之間軸向地延伸。換能器組件包括鄰近換能器組件的第一端部軸向地設(shè)置的壓電容器。壓電容器包括壓電元件。另外，換能器組件包括軸向地設(shè)置在換能器組件的第二端部處的接受器容器。此外，換能器組件包括軸向地設(shè)置在接受器容器和壓電容器之間的變壓器容器。變壓器容器包括變壓器，該變壓器電聯(lián)接于壓電元件。更進一步地，該方法包括(C)將換能器組件在換能器端口內(nèi)固定于筒管件。而且，該方法包括(d)在步驟(C)之后將電聯(lián)接件聯(lián)接于接受器容器。此外，該方法包括(e):在步驟
(d)之后使電聯(lián)接件圍繞中心軸線轉(zhuǎn)動。因此，此處所描述的實施方式包括意在解決與既定的現(xiàn)有裝置、系統(tǒng)和方法相關(guān)的各缺點的特征和優(yōu)點的結(jié)合。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過參照 附圖閱讀下述詳細說明，上文中描述的各特性以及其他特征將顯而易見。


為了詳細地說明本發(fā)明的示例性實施方式，現(xiàn)在將參照附圖，其中圖IA是超聲波流量計的實施方式的俯視剖視圖；圖IB是圖IA的流量計的端部；圖IC是圖IA的流量計的俯視示意圖；圖2是根據(jù)此處所描述的原理的超聲波流量計的實施方式的立體圖；圖3是設(shè)置在圖2的超聲波流量計的換能器端口中的一個內(nèi)的氣體超聲波換能器組件的實施方式的局部放大剖視圖；圖4是圖3的氣體超聲波換能器組件的局部放大剖視圖；圖5和6是圖2的壓電容器的放大剖視圖；圖7和8是圖2的變壓器容器的放大剖視圖；圖9是圖2的變壓器容器間隔件的立體圖；圖10是圖2的接受器容器的分解視圖；圖11和12是圖2的接受器容器的放大剖視圖；圖13是圖2的接受器容器的立體端視圖；圖14是設(shè)置在圖2的超聲波流量計的換能器端口中的一個內(nèi)的氣體超聲波換能器組件的實施方式的局部剖視圖；圖15是圖14的壓電容器的放大剖視圖；圖16是圖14的壓電容器的端視圖；圖17是根據(jù)此處所描述的原理的超聲波流量計的實施方式的剖視圖；圖18是根據(jù)此處所描述的原理的超聲波流量計的實施方式的剖視圖。
具體實施例方式下列討論涉及本發(fā)明的各實施方式。盡管這些實施方式中的一個或者更多個可能會是當前優(yōu)選的，但所公開的實施方式不應當被解釋為或者以其他方式用作限定包括權(quán)利要求的本公開的范圍。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列說明具有廣泛的應用，并且任何實施方式的討論僅意味著是該實施方式的示例，無意于暗示包括權(quán)利要求的本公開的范圍被限定于該實施方式。在下列說明和權(quán)利要求中始終使用既定的術(shù)語來表示特定的特征或部件。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，不同的人可能用不同名稱指代相同的特征或部件。該文獻無意于在名稱方面而是在功能方面區(qū)別不同的部件或特征。視圖不必是按比例繪制的。此處既定的特征和部件可能以放大的比例示出或者在某種程度上是示意性形式的，并且為了清晰和簡明的目的可能未示出傳統(tǒng)元件的一些細節(jié)。在下述的討論和權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”是以開放式方式被使用，因此應當解釋用于表示“包括，但不限于...”。而且，術(shù)語“聯(lián)接”或“聯(lián)接于”意在表示間接或直接連接。因此，如果第一裝置聯(lián)接于第二裝置，該連接可以通過直接連接，或者通過經(jīng)由其他裝置、部件和連接件的間接連接。此外，如此處所使用的，術(shù)語“軸向”和“軸向地”通常表示沿著中心軸線或者平行于中心軸線(例如，本體或端口的中心軸線)，而術(shù)語“徑向”和“徑向地”通常表示垂直于中心軸線。例如，軸向距離指的是沿著中心軸線或者平行于中心軸線測量的距離，徑向距離表示垂直于中心軸線測量的距離。
圖IA和IB示出了超聲波流量計10的實施方式，以說明各部件和關(guān)系。適于放置在管路的區(qū)段之間的筒管件11具有預定的尺寸并且限定測量的流體(例如，氣體和/或液體)通過其流動的中央通道。所圖示的一對換能器12和13和它們各自的殼體14和16沿著筒管件11的長度定位。換能器12和13是聲學收發(fā)機，并且更具體地超聲波收發(fā)機，從而意味著它們都產(chǎn)生和接收具有高于大約20千赫的頻率的聲能。聲能可以由每個換能器中的壓電元件產(chǎn)生和接收。為了產(chǎn)生聲學信號，通過正弦信號電力地激勵壓電元件，并且其以振動作為響應。壓電元件的振動產(chǎn)生聲學信號，該聲學信號行進穿過測量的流體至換能器對中的相對應的換能器。類似地，當被聲能(即，聲學信號和其他嗓聲信號)擊穿時，接收壓電元件振動并產(chǎn)生正弦電信號，該正弦電信號由與流量計相關(guān)聯(lián)的電子器件檢測、數(shù)字化和分析。有時稱為“弦(chord) ”的路徑17存在于圖示的換能器12和13之間，與中心線20成角度Θ。“弦” 17的長度為換能器12的面和換能器13的面之間的距離。點18和19限定由換能器12和13產(chǎn)生的聲學信號進入和離開流動通過筒管件11 (即，至筒管件孔的入口)的流體的位置。換能器12和13的位置可以由角度Θ、測量的在換能器12和13之間的第一長度L、對應于點18和19之間的軸向距離的第二長度X和對應于管內(nèi)部直徑的第三長度“d”限定。在大多數(shù)情況下，距離d、X和L是在流量計的制造過程中被精確地確定。此外，例如12和13的換能器通常放置在分別距點18和19特定的距離處，而與流量計的尺寸(即，筒管件的尺寸)無關(guān)。諸如自然氣體之類的流體以速度分布圖23在方向22上流動。速度矢量24-29圖示出通過筒管件11的氣體速度朝向中心線20增加。起初，下游換能器12產(chǎn)生聲學信號，該聲學信號傳播通過筒管件11中的流體，并且然后射入到上游換能器13并且由上游換能器13檢測。短時間(幾毫秒)之后，上游換能器13產(chǎn)生返回聲學信號，該返回聲學信號向回傳播穿過筒管件11中的流體，并且然后射入到下游換能器12并且由下游換能器12檢測。因此，換能器12和13沿弦路徑17利用信號30進行“投擲和捕捉”。在操作期間，該序列可為每分鐘出現(xiàn)數(shù)千次。換能器12和13之間的聲學信號30的通行時間部分地取決于聲學信號30是關(guān)于流體流向上游還是向下游行進。聲學信號向下游行進的通行時間(即，在與流體流相同的方向上)小于向上游(即，在與流體流相反的方向上)行進的通行時間。向上游和向下游的通行時間能夠用于計算沿信號路徑的平均速度以及測量的流體中的聲音的速度。超聲波流量計能夠具有一個或者更多個聲學信號路徑。圖IB圖示了超聲波流量計10的一個端部的正視圖。如圖IB所示，超聲波流量計10實際包括在筒管件11內(nèi)的不同水平面處的四條弦路徑A、B、C和D。每條弦路徑A-D對應于交替地作為發(fā)射器和接收器運行的換能器對。還示出了控制電子器件包或封圍件40，該封圍件40控制電子器件獲取并處理來自四條弦路徑A-D的數(shù)據(jù)。圖IB中視圖所隱藏的是對應于弦路徑A-D的四對換能器。通過參照圖IC可以更容易地理解四對換能器的布置。該四對換能器端口安裝在筒管件11上。每對換能器端口對應于圖IB中的單條弦路徑。第一對換能器端口 14和15包括換能器12和13(圖1A)。換能器安裝成與筒管件11的中心線20成非垂直的角度Θ。另一對換能器端口 34和35 (在視圖中僅部分可見)和相關(guān)的換能器安裝成使得其弦路徑相對于換能器端口 14和15的弦路徑松散地形成“X”形狀。類似地，換能器端口 38和39
平行于換能器端口 34和35但是在不同的高度(S卩，管和流量計筒管件中的不同徑向位置)安置。圖IC中未明確地示出第四對換能器和換能器端口。將圖IB和IC聯(lián)系在一起，這些對換能器布置成使得對應于弦A和B的上部兩對換能器形成“X”形狀，對應于弦C和D的下部兩對換能器也形成“X”形狀。在每條弦A-D處確定流體的流動速度，以獲得弦的流動速度，并且將弦的流動速度組合，以確定整個管中的平均流動速度。根據(jù)平均流動速度可確定在筒管件以及因此管路中流動的流體的量?，F(xiàn)在參照圖2和3，分別示出了用于測量管路中流體的流動速率的超聲波流量計100的立體圖和局部剖視圖。超聲波流量計100包括本體或筒管件105、多個氣體超聲波換能器組件200、從每個超聲波換能器組件200延伸至聯(lián)接于筒管件105的頂部的電子器件包40的電線或電纜125、和可移除的電纜覆蓋件120。筒管件105是用于超聲波流量計100的殼體并且構(gòu)造用于安置在管路的區(qū)段之間。筒管件105具有中心軸線110并且包括第一或者入口端部105a、第二或者出口端部105b、在端部105a、105b之間延伸的流體流動通道或通孔130、和從筒管件105的外表面延伸至通孔130的多個換能器端口 165。在該實施方式中，端部105a、b每一個均包括凸緣，該凸緣在管路的單獨的管區(qū)段之間端對端地軸向地聯(lián)接筒管件105。水平基準面111穿過中心軸線110并且大體上將筒管件105分成上半體和下半體。如圖2中最佳示出的，筒管件105還包括沿其外周大體上豎直地延伸的多個換能器凸起部135。每個凸起部135定位成使得其與兩個豎直間隔的換能器端口 165的徑向外端部165b相交。每條電纜125在凸起部135中的一個內(nèi)從換能器組件200中的一個延伸至電子器件包40。因為兩個換能器端口 165與每個凸起部135相交，所以兩條電纜125在每個凸起部135內(nèi)豎直地延伸。每個換能器凸起部135還包括凹入面140、側(cè)部145、150和側(cè)部凹槽155、160。面140和側(cè)部145、150限定凹腔175，電纜125被容納在凹腔175之間。側(cè)部凹槽155、160分別沿側(cè)部145、150的表面延伸，它們彼此面對面并且面向凹腔175。在電纜125設(shè)置在換能器凸起部135的凹腔175內(nèi)的情況下，將橫向側(cè)部覆蓋件120插入凹槽155、160內(nèi)并且滑動地向前通過凹槽155、160，由此覆蓋電纜125并且保護它們使其不受筒管件105的外部環(huán)境影響。在2007年6月15日提交的發(fā)明名稱為“Cable Cover for an Ultrasonic FlowMeter(用于超聲波流量計的電纜覆蓋件)”的美國專利申請序列號11/763，783中公開了適合的覆蓋件的示例，為此，其被整體結(jié)合在此，作為參考。在一些實施方式中，筒管件105是鑄件，其中加工有換能器端口 165。凹腔175也由機械加工工藝至理想的尺寸而產(chǎn)生。面140的寬度大于換能器端口 165的直徑。凹腔175的深度足以允許側(cè)部凹槽155、160加工在換能器凸起部135的側(cè)部145、150和凹腔175本身內(nèi)，并且足以容納電纜125。在某些實施方式中，側(cè)部凹槽155、160是具有方形角部的三面凹槽。在另一實施方式中，側(cè)部凹槽155、160可以是僅具有兩個側(cè)部的半燕尾凹槽，其中，第一側(cè)部平行于換能器凸起部135的面140并且第二側(cè)部定向成與第一側(cè)部的夾角小于90度。此外，在側(cè)部凹槽155、160是半燕尾凹槽的實施方式中，側(cè)部145、150相對于面140的角度可以小于或大于90度。如圖3最佳示出的，一個換能器組件200設(shè)置在每個換能器端口 165內(nèi)。每個換能器端口 165具有中心軸線166并且每個換能器端口 165從在通孔130處的徑向內(nèi)部(相 對于軸線110)或第一端部165a至筒管件105的外表面處的徑向外部(相對于軸線110)或第二端部165b延伸穿過筒管件105。在該實施方式中，每個換能器端口 165是大體上水平的。換言之，每個換能器端口 165的中心軸線166位于大體上平行于基準平面111的平面中。盡管每個換能器端口 165的中心軸線166的突出部可以不必與筒管件105的中心軸線110相交，但為了簡化的目的，可相對于軸線110描述各個特征和部件的徑向位置，通常理解為“徑向內(nèi)部”(相對于軸線110)指的是大致靠近軸線110和孔130的位置，并且“徑向外部”(相對于軸線110)指的是大致遠離軸線110和孔130的位置。每個換能器端口 165的內(nèi)表面包括在端部165a、b之間的環(huán)狀肩部167和軸向地(相對于軸線166)定位在肩部167和第一端部165a之間的內(nèi)螺紋169。如下文將更詳細地描述的，肩部167幫助將換能器組件200定位在端口 165內(nèi)，螺紋169接合換能器組件200上的配合螺紋，由此以螺紋連接的方式將換能器組件200聯(lián)接于端口 165和筒管件105。再次參照圖2和3，在使用中，流體流動通過管路和通孔130。換能器組件200發(fā)出往復地穿過通孔130中的流體流的聲學信號。具體地，換能器組件200定位成使得從一個換能器組件200行進至另一個的聲學信號與流動通過流量計100的流體在相對于中心線110成銳角處相交。電子器件包40聯(lián)接于筒管件105的頂部，提供動力給換能器組件200，并且經(jīng)由在它們之間延伸的電纜125接收來自換能器組件200的信號。當收到來自換能器組件200的信號時，電子器件包對信號進行處理，以判定通過流量計100的通孔130的產(chǎn)品的流體流動速率。現(xiàn)在參照圖3，氣體超聲波換能器組件200共軸地設(shè)置在端口 165內(nèi)并且從通孔130延伸至凸起部135的凹腔175。由此，換能器組件200具有中心或者縱向軸線205，當換能器組件200在端口 165內(nèi)聯(lián)接于筒管件105時，該中心或縱向軸線205與端口 165的中心軸線166大體上一致。從筒管件105的通孔130徑向向外移動，換能器組件200包括壓電容器210、換能器保持器230、變壓器容器250、多個變壓器容器間隔件270、接受器容器300和電聯(lián)接件290。壓電容器210、換能器保持器230、變壓器容器250、變壓器容器間隔件270、接受器容器300端對端地軸向聯(lián)接并且相對于軸線166、205共軸地定向。由此，壓電容器210、換能器保持器230、變壓器容器250、變壓器容器間隔件270和接受器容器300的每一個具有與軸線205、166大體上一致的中心軸線。為了簡潔的目的，軸線166、205在此處用于限定換能器組件200的各特征和部件的軸向位置，應當理解，每個單獨的部件在裝配到換能器組件200內(nèi)時具有與軸線205大體上一致的中心軸線，并且當安裝在端口 165中時具有與軸線166大體上一致的中心軸線。現(xiàn)在參照圖3-6，壓電容器210具有靠近孔130的徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或者第一端部210a，遠離孔130的徑向外部(相對于軸線110)或者第二端部210b，并且包括本體或者殼體211、壓電元件212、配合層214和電連接器216。在圖3_5中，壓電容器210示出為具有配合層214 (例如，在配合層214安裝之后)，在圖6中，示出了無配合層214的壓電容器210 (例如，在包括配合層214之前)。殼體211在端部210a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸，并且因此，還可以描述為具有分別地與端部210a、b大體上一致的第一和第二端部211a、b。壓電容器210和殼體211的第一端部210a、211a分別地軸向(相對于軸線166、205)延伸至孔130并且暴露于在通孔130內(nèi)流動的流體。此外，殼體211的第一端部211a包括擴孔213，擴孔213從第一端部211a軸向地(相對于軸線205)延伸。壓電元件212靠近第一端部211a和孔130共 軸地設(shè)置在擴孔213中。壓電元件212是壓電材料，該壓電材料響應于施加的機械應力產(chǎn)生電勢，并且響應于施加的電場產(chǎn)生機械應力和/或應變。更具體地，壓電元件212響應于聲學信號產(chǎn)生電勢和相關(guān)的電流，并且響應于施加的電勢和相關(guān)的電流產(chǎn)生聲學信號。通常，壓電元件212可包括任何適合的壓電材料，例如，壓電晶體或陶瓷。然而，在該實施方式中，壓電元件212是壓電晶體。配合層214填充擴孔213的剩余部分并且完全環(huán)繞或者包裹壓電元件212。配合層(例如，配合層214)可包括任何適合的材料，例如，塑料、金屬、玻璃、陶瓷、環(huán)氧樹脂、粉末填充環(huán)氧樹脂、橡膠或者粉末填充橡膠。在該實施方式中，配合層214包括環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂以流體的形式注入到擴孔213內(nèi)并且圍繞或者覆蓋壓電元件212并允許固化和硬化。與配合層(例如，配合層214)的材料無關(guān)，配合層提供壓電元件(例如，壓電元件212)和流動通過流量計的流體(例如，在流量計100的孔130中流動的流體)之間的聲學聯(lián)接。根據(jù)此處公開的既定實施方式，聲學配合層具有壓電元件的聲阻抗和流量計內(nèi)的流體的聲阻抗之間的聲阻抗。在配合層的聲阻抗處于壓電元件的聲阻抗和流量計內(nèi)的流體的聲阻抗之間的情況下，提高了聲學信號的質(zhì)量(例如，較大的幅值和較快的上升時間)。仍參照圖3-6，配合層214和壓電元件212在擴孔123內(nèi)聯(lián)接于殼體211。通常，配合層214可通過任何適合的方式聯(lián)接于殼體211，包括但不限于，粘合、干涉或者彈簧配合、配合螺紋接合、聲耦合油、潤滑油或粘結(jié)劑。在該實施方式中，配合層214通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)結(jié)合直接連接于殼體211的擴孔213的內(nèi)圓柱形表面。如圖5和6中最佳示出的，電連接器216設(shè)置在壓電容器210的第二端部210b處并且聯(lián)接于殼體211的第二端部211b。具體地，殼體211的第二端部211b包括擴孔215，該擴孔215從第二端部211b軸向地(相對于軸線205)延伸。電連接器216是安裝至設(shè)置在擴孔215中的電路板217并且從該電路板217軸向地(相對于軸線215)延伸的表面。在該實施方式中，電連接器216是凹入式共軸接受器或插孔。通常，“共軸”連接器(例如，凸出式共軸連接器、凹入式共軸連接器、共軸插孔、共軸接受器等)是構(gòu)造和設(shè)計用于共軸或同軸使用的連接器、電纜和聯(lián)接件。共軸電纜和聯(lián)接件包括內(nèi)部電導體，該內(nèi)部電導體由通常具有高介電常數(shù)的柔性材料的管狀絕緣層環(huán)繞，所有管狀絕緣層由導電層環(huán)繞(通常為柔性精編的線材，或者薄的金屬箔)，并且最終在外部由薄的絕緣層覆蓋。因此，共軸電纜和聯(lián)接件包括徑向內(nèi)部導體和徑向外部導體，該徑向外部導體與內(nèi)部導體同心并且通過管狀絕緣層與內(nèi)部導體徑向地隔開。兩條導線或電線(未示出)將壓電元件212電聯(lián)接于電路板217和電連接器216。壓電容器210中的電路板217優(yōu)選地包括兩條壓電導線之間的電阻器，以便當壓電容器210與變壓器容器250脫離聯(lián)接時，允許壓電元件212中的電荷安全地排放。在該實施方式中，電路板217包括在兩條壓電導線之間的一個兆歐電阻器(未示出)，以便當壓電容器210與變壓器容器250脫離聯(lián)接時，允許壓電元件212中的電荷安全地排放。電路板217和電連接器216通過填充材料218相對于殼體211剛性地保持在適當?shù)奈恢?，該填充材?18填充擴孔215的剩余部分并且圍繞電連接器216的圓周設(shè)置。在圖5中，壓電容器210被示出帶有填充材料218 (例如，將填充材料218裝設(shè)在擴孔213中之后)，在圖6中，壓電容器210被示出不帶有填充材料218 (例如，填充材料218包含在擴孔 213中之前)。通常，填充材料(例如，填充材料218)可包括任何適合的材料，例如，塑料或環(huán)氧樹脂。填充材料218優(yōu)選地形成與電路板217、電連接器216、擴孔215中的任何電阻器和電線導線以及殼體211的粘結(jié)結(jié)合，以將這些部件中的每一個保持在適當?shù)奈恢谩Ｔ谠搶嵤┓绞街?，填充材?18是類似于配合層214的剛性環(huán)氧樹脂。仍然參照圖3-6，殼體211的徑向外表面(相對于軸線205)包括在第二端部211b處的外螺紋221、端部211a、b之間的環(huán)狀凸緣222和鄰近凸緣222軸向地(相對于軸線205)設(shè)置在螺紋221和凸緣222之間的環(huán)狀凹入部或凹槽223。如圖3和4中最佳示出的，環(huán)狀凹槽223和設(shè)置在其中的環(huán)狀密封構(gòu)件225限定徑向地(相對于軸線205)定位在殼體211和換能器保持器230之間的密封組件227。密封組件227形成殼體211和換能器保持器230之間的環(huán)狀密封，并且限制和/或防止流體在換能器保持器230和殼體211之間的軸向地(相對于軸線205)流動。例如，密封組件227限制和/或防止在孔130中的流體在殼體211和換能器保持器230之間的流動。在該實施方式中，環(huán)狀密封構(gòu)件225是彈性O(shè)形環(huán)密封件，其在裝配之后徑向地壓縮在殼體211和換能器保持器230之間。現(xiàn)在參照圖3和4，換能器保持器230具有靠近孔130的徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部230a和遠離孔130的徑向外部(相對于軸線110)或第二端部230b。每個端部230a、b分別包括分別具有內(nèi)螺紋232、234的擴孔231、233。擴孔231、233分別從端部230a、230b軸向地(相對于軸線205)延伸。壓電容器210的第二端部210b經(jīng)由配合螺紋221,232以螺紋連接的方式被擴孔231接收，并且如在下文中將詳細地描述的，變壓器容器250以螺紋連接的方式由擴孔233接收。配合螺紋221、232的接合優(yōu)選地足以阻止可能隨著時間流逝會不良地滲入密封組件227的截留的加壓流體所導致的有勢力。當從端口 165移除換能器保持器230和壓電容器210時或者當降低孔130內(nèi)的壓力時，這種螺紋221、232的強力接合非常重要。當壓電容器210與換能器保持器230松開螺紋接合時，可圍繞密封組件227放出截留在換能器保持器230和壓電容器210之間的任何氣體。電聯(lián)接件235共軸地設(shè)置在通孔236中，該通孔236穿過換能器保持器230在擴孔231、233之間軸向地(相對于軸線205)延伸。聯(lián)接件235包括分別連接于壓電容器210和變壓器容器250的端部235a、b。聯(lián)接件235電聯(lián)接壓電容器210和變壓器容器250，并且允許與在孔130中流動的流體有關(guān)的數(shù)據(jù)從壓電容器210至變壓器容器250的通信。在該實施方式中，電聯(lián)接件235是共軸的或“同軸”聯(lián)接件，該聯(lián)接件在每個端部235a、b處包括同軸連接器。如下文中將更詳細地描述的，在該實施方式中，端部235a、b處的同軸連接器每一個是凸出式同軸連接器，其與變壓器容器250和壓電容器210中的相對應的凹入式同軸連接器配合和接合。仍然參照圖3和4，環(huán)狀密封件242形成在電聯(lián)接件235和換能器保持器230之間，由此限制和/或防止流體在聯(lián)接件235和換能器保持器230之間的軸向地(相對于軸線205)流動。形成在電聯(lián)接件235和換能器保持器230之間的環(huán)狀密封件242優(yōu)選地足以承受孔130中的預期流體壓力，通常在大約Ipsi (磅/平方英尺)和10，OOOpsi (磅/平方英尺)之間。從而，如果隨著時間的流逝在孔130內(nèi)的加壓流體滲入或者繞過密封組件227，則環(huán)狀密封件242提供另一屏障，以限制和/或防止孔130中的流體到達變壓器容器250、間隔件270、接受器容器300和流量計100之外的環(huán)境。在該實施方式中，密封件242是在聯(lián)接件235和換能器保持器230之間的玻璃密封件。
換能器保持器230的徑向外部(相對于軸線205)表面包括靠近第二端部230b的環(huán)狀肩部237、定位在肩部237和第一端部230a之間的外螺紋238、和軸向地(相對于軸線205)定位在外螺紋238和第一端部230a之間的多個環(huán)狀凹入部或凹槽239。環(huán)狀密封構(gòu)件241設(shè)置在每個凹槽239中。凹槽239和設(shè)置在其中的密封件241共同地限定徑向地(相對于軸線205)定位在換能器保持器230和筒管件105之間的密封組件240。密封組件240限制和/或防止流體在換能器保持器230和筒管件105之間的軸向地(相對于軸線205)流動。從而，密封組件限制和/或防止孔130中的流體在換能器組件230和筒管件105之間的流動。在該實施方式中，每個環(huán)狀密封構(gòu)件241是彈性O(shè)形密封件，當裝配時其徑向地壓縮在筒管件105和換能器保持器230之間。如先前所描述的，密封組件227限制和/或防止流體(例如，在孔130中流動的流體)在換能器保持器230和殼體211之間的流動，環(huán)狀密封件242限制和/或防止流體在聯(lián)接件235和換能器保持器230之間的軸向地(相對于軸線205)流動，并且密封組件240限制和/或防止流體在換能器保持器230和筒管件105之間的流動。因此，密封組件227、密封組件240和密封件242 —起工作，以限制和/或防止孔130中的潛在危險性的、污染性或者腐蝕性的流體經(jīng)由端口 165從孔130中漏出。在孔130中的流體包含毒性和/或有害物質(zhì)(例如，流體是包含氫化硫的碳氫化合物)的情況下，限制和/或防止流體通過端口165從孔130中流出是特別重要的。密封組件227、密封組件240和密封件242還用于保持筒管件105外部的環(huán)境條件和孔130中的加壓流體之間的壓力差。因此，盡管壓電容器210暴露于孔130中的流體和相關(guān)壓力，但變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300與孔130內(nèi)的流體和壓力隔離。具體地，變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300僅經(jīng)受筒管件105外部的環(huán)境壓力。換能器保持器230經(jīng)由配合螺紋169、238以螺紋連接的方式聯(lián)接于筒管件105，并且換能器保持器230的環(huán)狀肩部237與端口 165的環(huán)狀肩部167接合。在裝配期間，換能器保持器230擰入并且軸向地(相對于軸線166)前進進入端口 165內(nèi)直至肩部167、237接合，由此防止換能器保持器230 (和換能器組件200)繼續(xù)軸向前進進入端口 165內(nèi)。因此，端口 165中的肩部167限定換能器保持器230 (和換能器組件200)在端口 165內(nèi)的軸向位置。現(xiàn)在參照圖3、4、7和8，變壓器容器250具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部250a、徑向外部(相對于軸線110)或第二端部250b，并且包括本體或殼體251、變壓器252和電連接器253。殼體251在端部250a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸，并且因此還被描述為具有分別與第一端部250a、第二端部250b —致的第一和第二端部251a、bo此外，殼體251包括在端部251a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸的通孔254。如圖7和8中最佳示出的，電連接器253設(shè)置在變壓器容器250的第一端部250a處并且聯(lián)接于殼體251的第一端部251a。具體地，電連接器253是安裝至設(shè)置在通孔254中的電路板255并且從該電路板255軸向地(相對于軸線205)延伸的表面。在該實施方式中，電連接器253是凹入式同軸接受器或插孔。第一對導線或電線(未示出)將變壓器252電聯(lián)接于電路板255和電連接器253，第二對導線或電線(未示出)電聯(lián)接變壓器252和接受器容器300。通常，變壓器252使壓電元件212的阻抗與電子器件配合。
電路板255和電連接器253通過填充材料256相對于殼體251剛性地保持在通孔254內(nèi)的適當位置，填充材料256填充通孔254的剩余部分。在圖7中，變壓器容器250被示出帶有填充材料256 (例如，將填充材料256裝在通孔254內(nèi)之后)，在圖8中，變壓器容器250被示出不帶有填充材料256 (例如，在填充材料256包含在通孔254內(nèi)之前)。通常，填充材料(例如，填充材料256)可包括任何適合的材料，例如塑料或環(huán)氧樹脂。填充材料256優(yōu)選地在電路板255、電連接器253、電線導線和殼體251之間形成粘結(jié)結(jié)合，以致足以將這些部件剛性地保持在適當位置。在該實施方式中，填充物256是類似于配合層214的剛性環(huán)氧樹脂。仍參照圖3、4、7和8,殼體251的徑向外部(相對于軸線205)表面包括在第二端部251b處的凹口或凹入部257、端部251a、b之間的外螺紋258和靠近第一端部251a的多個平面平坦部259。特別地，外螺紋258軸向地(相對于軸線205)設(shè)置在第二端部251b和平坦部259之間，并且平坦部259軸向地(相對于軸線205)設(shè)置在外螺紋258和第一端部251a之間。在該實施方式中，間隔180°角的兩個平坦部259設(shè)置在殼體251上。通常，平坦部259提供相對的平坦表面，用于變壓器容器250利用扳手的接合和抓握，其可用于使變壓器容器250相對于其他部件轉(zhuǎn)動。殼體251的徑向內(nèi)表面(相對于軸線205)包括在第二端部251b處的內(nèi)螺紋261。如圖3和4中最佳示出的和先前描述的，電聯(lián)接件235設(shè)置在通孔236中并且在壓電容器210和變壓器容器250之間延伸。同軸聯(lián)接件的端部235a、b分別地與電連接器216、253接合和配合，由此電聯(lián)接壓電容器210和變壓器容器250。具體地，變壓器容器250經(jīng)由配合螺紋234、258以螺紋連接的方式前進至換能器保持器230的擴孔233內(nèi)，直至凸出式同軸連接器235b被充分地接收并安置在配合的電連接器253中。同樣地，壓電容器210的第二端部210b經(jīng)由配合螺紋221、232以螺紋連接的方式前進至換能器保持器230的擴孔231內(nèi)，直至凸出式同軸連接器235a被充分地接收和安置在配合電連接器216中。因此，壓電容器210和變壓器容器250由電聯(lián)接件235軸向地(相對于軸線205)間隔開?，F(xiàn)在參照圖3、4和9，每個大體圓筒形間隔件270具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部270a、徑向外部(相對于軸線110)或第二端部270b，并且包括在端部270a、b之間延伸的通孔271。第一端部270a包括外螺紋272，并且第二端部270b包括內(nèi)螺紋273。此外，每個間隔件270的徑向外表面(相對于軸線205)包括凹入部或者凹口 274、多個平面平坦部275和環(huán)狀圈或凸緣276。凹口 274和平坦部275定位在第二端部270b處，而環(huán)狀凸緣276靠近第一端部270a定位。凹口 274和平坦部275每一個從第二端部270b軸向地(相對于軸線205)延伸。在該實施方式中，間隔180°角的兩個平坦部275設(shè)置在每個間隔件270上。通常，平坦部275提供相對的平坦表面，用于間隔件270利用扳手的接合和抓握，其可用于使間隔件270相對于其他部件轉(zhuǎn)動。如圖9中最佳示出的，凸緣276具有徑向(相對于軸線205)測量的高度H276，該徑向(相對于軸線205)測量的高度H276大于其軸向(相對于軸線205)測量的寬度W276，并且因此，凸緣276還可以描述為“薄的”環(huán)或凸緣。如將在下文中更詳細地描述的，每個間隔件270的凸緣276構(gòu)造成“薄的”，從而使得可以被變形和彎曲成配合凹口(例如，先前描述的凹口 274或凹口 257)。盡管在圖9中僅具體地示出了一個間隔件270，但每個間隔件270被類似地構(gòu)造。然而，可以適當?shù)馗淖兠總€間隔件270的軸向長度。特別地參照圖3和4，每個間隔件270以螺紋連接的方式聯(lián)接于換能器組件200中的相鄰的部件。為了以下描述的目的，圖3和4中示出的最右邊的間隔件270將被稱為“第 一間隔件270”，并且圖3和4中示出的最左邊的間隔件270將被稱為“第二間隔件270”。在該實施方式中，由變壓器容器250在第二端部250b處的通孔254以螺紋連接的方式接收第一間隔件270的第一端部270a，并且第一間隔件270的在第二端部270b處的通孔271以螺紋連接的方式接收第二間隔件270的第一端部270a。具體地，第一間隔件270經(jīng)由配合螺紋261、272以螺紋連接的方式前進到通孔254內(nèi)，直至第一間隔件270的凸緣276接合或者抵接變壓器容器250的第二端部250b，第二間隔件270經(jīng)由配合螺紋272、273以螺紋連接的方式前進到第二間隔件270的在第二端部270b處的通孔271內(nèi)，直至第二間隔件270的凸緣276接合或抵接第一間隔件270的第二端部270b。當?shù)谝婚g隔件270的凸緣276和變壓器容器250的第二端部250b接合時，凸緣276變形并且彎曲成與變壓器容器250的配合凹口 257接合，由此限制和/或防止間隔件270相對于變壓器容器250的轉(zhuǎn)動。同樣地，當?shù)诙g隔件270的凸緣276與第一間隔件270的第二端部270b接合時，凸緣276變形并且彎曲成與第一間隔件270的配合凹口 274接合，由此限制和/或防止第二間隔件270相對于第一間隔件270的轉(zhuǎn)動。為了使得凸緣276能夠變形和彎曲，每個變壓器間隔件270優(yōu)選地包括例如鋁或黃銅的可鍛金屬。此外，每個間隔件270可以是鍍鎳的或經(jīng)鎳陽極化處理以增強抗腐蝕性。如下文中將更詳細地描述的，盡管在圖3的換能器組件200中示出了兩個變壓器間隔件270，但通常在每個氣體超聲波換能器組件200中可采用任何數(shù)量的間隔件270?，F(xiàn)在參照圖3和10-13，接受器容器300包括殼體310、定位器320、保持器330和接受器340。殼體310、定位器320、保持器330和接受器340同心地并且共軸地布置，每個大體上居中在共同的中心軸線(例如，軸線205)周圍。特別地，定位器320徑向地設(shè)置在殼體310中，保持器330徑向地設(shè)置在定位器320中，并且接受器340徑向地設(shè)置在保持器330 中。殼體310具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部310a，徑向外部(相對于軸線110)或第二端部310b，并且包括在端部310a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸的通孔311。由通孔311限定的殼體310的徑向內(nèi)表面(相對于軸線205)包括軸向地(相對于軸線205)設(shè)置在端部310a、b之間的環(huán)狀肩部313。此外，殼體310的內(nèi)表面包括間隔180°角的平面平坦部314，和間隔180°角的彎曲的或波狀形的凹腔或凹入部315。每個平坦部314與每個凹腔315間隔90°角，從而使得每個平坦部314周向地設(shè)置在兩個凹腔315之間。平坦部314和凹腔315每一個從肩部313朝向第一端部310a軸向地(相對于軸線205)延伸。如圖12和13中最佳示出的，電線端子345在一個平坦部314和第一端部310a之間電聯(lián)接于殼體310的通孔311內(nèi)的內(nèi)表面。在該實施方式中，電線端子345由驅(qū)動螺桿346聯(lián)接于殼體310。仍然參照圖3和10-13,殼體310的徑向外表面(相對于軸線205)包括在第一端部310a處的外螺紋316和在第二端部310b處的多個平面平坦部。在該實施方式中，設(shè)置均勻地角度間隔的六個平坦部317，由此限定六邊形構(gòu)型。通常，平坦部317提供多組相對的平坦表面，用于殼體310利用扳手的接合和抓握，其可用于使殼體310相對于其他部件轉(zhuǎn)動。殼體310的徑向外表面還包括在螺紋316和平坦部317之間軸向地(相對于軸線205)設(shè)置的薄的環(huán)狀圈或凸緣318。
如圖3中最佳示出的，殼體310的第一端部310a被以螺紋連接的方式接收在間隔件270的第二端部270b處的通孔271中。具體地，殼體310經(jīng)由配合螺紋273、316以螺紋連接的方式前進到通孔271內(nèi)，直至殼體310的凸緣318接合或抵接間隔件270的第二端部270b。當殼體310的凸緣318和間隔件270的第二端部270b接合時，凸緣318變形并且彎曲成與間隔件270的配合凹口 274接合，由此限制和/或防止殼體310相對于間隔件270的轉(zhuǎn)動。為了使得凸緣318能夠變形和彎曲，殼體310優(yōu)選地包括例如鋁或黃銅的可鍛金屬。此外，殼體310可以是鍍鎳的或經(jīng)鎳陽極化處理以增強抗腐蝕性。再次參照圖3和10-13，固定器320具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部320a、徑向外部(相對于軸線110)或第二端部320b，并且包括在端部320a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸的通孔321。由通孔321限定的固定器320的徑向內(nèi)表面(相對于軸線205)包括環(huán)狀肩部322，該環(huán)狀肩部322軸向地(相對于軸線205)設(shè)置在端部320a、b之間，但是靠近第一端部320a。固定器320的徑向外表面(相對于軸線205)包括多個平面平坦部323和多個徑向向外(相對于軸線205)延伸的突起或突出部324。在該實施方式中，設(shè)置間隔180°角的兩個平坦部323。每個平坦部323從第一端部320a完全延伸至第二端部320b，并且定尺寸和構(gòu)造成與殼體310的一個平坦部314滑動地接合和配合。此外，在該實施方式中，間隔180°角的兩個突出部324設(shè)置在第一端部320a處。每個突出部324定尺寸和構(gòu)造成與殼體310的一個凹腔315滑動地接合和配合。如圖11和12中最佳示出的，固定器320共軸地設(shè)置在殼體310內(nèi)。固定器320的突出部324設(shè)置在殼體310的配合凹腔315中，并且固定器320的平坦部323接合殼體310的配合平面314，由此形成鍵接合，該鍵接合限制和/或防止固定器320相對于殼體310的轉(zhuǎn)動。此外，突出部324接合或抵接殼體310的肩部313，由此幫助固定器320相對于殼體310的軸向地(相對于軸線205)定位。特別地參照圖10-12，固定器320還包括貫通槽縫325，其從固定器320的外表面至內(nèi)表面徑向地(相對于軸線205)延伸穿過固定器320。槽縫325與軸線205軸向地對齊并且具有徑向內(nèi)部(相對于軸線205)或第一端部325a和徑向外部(相對于軸線205)或第二端部325b。如圖10和11中最佳示出的，槽縫325具有在端部325a、b之間軸向地(相對于軸線205)測量的長度L325，在槽縫325的橫向側(cè)部之間周向地測量的寬度W325，和在固定器320的徑向外表面和內(nèi)表面之間徑向地(相對于軸線205)測量的深度D325。槽縫325的長度L325大于其寬度W325,并且因此槽縫325可被稱為“細長形的”。槽縫325定尺和構(gòu)造用于接收具有半徑R326的球狀件326。如圖10和11中最佳示出的，槽縫325的長度L325大于半徑R326的四倍(即，大于球狀件326的直徑的兩倍)，槽縫325的寬度W325稍微大于半徑R326的兩倍(即，稍微大于球狀件326的直徑)，槽縫325的深度D325小于半徑R326的兩倍(即，小于球狀件326的直徑)。因此，球狀件326可以在端部325a、b之間在槽縫325內(nèi)自由地軸向移動，但是限制其相對于槽縫325周向地或橫向地移動，并且球狀件326從槽縫325徑向地(相對于軸線205)延伸。
再次參照明圖3和10-13，保持器330具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部330a、徑向外部(相對于軸線110)或第二端部330b，并且包括在端部330a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸的通孔331。通孔331是大體上圓筒形的并且包括在端部330a、b之間軸向地(相對于軸線205)延伸的內(nèi)螺紋332。此外，保持器330的徑向外表面(相對于軸線205)包括在第一端部330a處的環(huán)狀凸緣333、在第二端部330b處的環(huán)狀凹槽或凹入部334和軸向地(相對于軸線205)定位在端部330a、b之間的螺旋形凹槽或凹入部335。如圖11和12中最佳示出的，在該實施方式中，環(huán)狀凹入部334具有矩形的橫截面并且包括大體平行于軸線205定向的圓筒形基座334a和大體上垂直于軸線205的一對軸向(相對于軸線205)間隔的橫向環(huán)狀側(cè)壁334b。每個側(cè)壁從基座334a徑向向外(相對于軸線205)延伸至保持器330的外表面。環(huán)狀凹入部334定尺寸和構(gòu)造用于與止擋或者保持構(gòu)件336配合，該構(gòu)件336圍繞保持器330設(shè)置在凹入部334內(nèi)。如圖10中所示，止擋構(gòu)件336具有端部336a、b并且大體上成形為端部敞開的環(huán)。端部336a、b間隔角度(相對于軸線205)大于180°。如圖10和11中最佳示出的，止擋構(gòu)件336具有內(nèi)直徑D336，該內(nèi)直徑D336基本上等于或者稍微大于凹入部334的圓筒形基座334a的直徑D334a。然而，由于端部336a、b角度間隔(相對于軸線205)大于180°，所以端部336a、b之間的最短分開距離L336小于內(nèi)直徑D336并且小于外直徑D334a。因此，在止擋構(gòu)件336安裝至保持器330的凹入部334內(nèi)時，當保持器330在端部336a、b之間通過時端部336a、b被推動或者推壓分開，然后當它們移動進入保持器330和凹入部334的下半部時卡合或者回彈至它們的初始定向和分開距離L336。此外，在該實施方式中，間隔件環(huán)或墊圈337圍繞保持器330設(shè)置并且軸向地(相對于軸線205)定位在止擋構(gòu)件336和殼體310和固定器320的分別的第二端部310b、320b之間。在止擋構(gòu)件336充分地安置于凹入部334中的情況下，端部336a、b限制和/或防止止擋構(gòu)件336相對于保持器330的徑向地(相對于軸線205)移動。如圖10中最佳示出的，螺旋形凹槽335具有第一端部335a和與第一端部335a軸向地(相對于軸線205)間隔的第二端部335b。此外，螺旋形凹槽335圍繞保持器330整體地周向延伸。特別地，沿螺旋形凹槽335從端部335a移動至端部335b，螺旋形凹槽335延伸穿過的角距大于或等于360°。此外，如圖11和12中最佳示出的，螺旋形凹槽335具有弓形或者曲線形橫截面，其具有曲率半徑R335和深度D335。螺旋形凹槽335的曲率半徑R335基本上等于或者稍微大于球狀件326的半徑R326,并且螺旋形凹槽335的深度D335小于球狀件326的半徑R326 (即，小于球狀件326的直徑的一半)。因此，凹槽335定尺寸和構(gòu)造用于容納球狀件326。槽縫325橫過螺旋形凹槽335軸向地(相對于軸線205)延伸。槽縫325的長度L325足夠長，以至于槽縫325軸向地(相對于軸線205)延伸越過螺旋形凹槽335的兩個端部335a、b。此外，球狀件326設(shè)置在槽縫325和凹槽335中。由于球狀件326、槽縫325和螺旋形凹槽335的定尺寸，通過殼體310的內(nèi)表面限制球狀件326徑向地(相對于軸線205)移動與槽縫325和螺旋形凹槽335脫開。再次參照圖3和10-13，保持器330同軸地設(shè)置在固定器320內(nèi)。具體地，保持器330的徑向外表面(相對于軸線205)滑動地接合定位器320的由通孔321限定的徑向內(nèi)表面。換言之，保持器330和定位器320·是以螺紋連接的方式聯(lián)接在一起。由止擋構(gòu)件336和固定器320的肩部322限制保持器330相對于固定器320的軸向地(相對于軸線205)移動。特別地，保持器330的環(huán)狀凸緣333與固定器320的肩部322接合，并且止擋構(gòu)件336與凹入部334的橫向側(cè)壁334b和墊圈337接合。然而，保持器330可以圍繞軸線205相對于固定器320自由轉(zhuǎn)動。保持器330圍繞軸線205轉(zhuǎn)動期間，止擋構(gòu)件336與墊圈337滑動地接合并且球狀件326在槽縫325和凹槽335內(nèi)自由滾動。如先前所描述的，限制和/或防止球狀件326與槽縫325和螺旋形凹槽335脫開。此外，由螺旋形凹槽335的端部335a或端部335b與球狀件326的接合限制保持器330相對于固定器320的轉(zhuǎn)動。換言之，當保持器330圍繞軸線205沿第一方向上轉(zhuǎn)動時，球狀件326在凹槽335內(nèi)移動直至其與凹槽335的一個端部335a、b接合，由此限制和/或防止保持器330相對于固定器320沿該第一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動。同樣地，在保持器330圍繞軸線205沿與第一方向相反的第二方向轉(zhuǎn)動時，球狀件326在凹槽335內(nèi)移動，直至其與凹槽335的另一個端部335a、b接合，由此限制和/或防止保持器330相對于固定器320沿該第二方向上繼續(xù)轉(zhuǎn)動。由于端部335a、b角度間隔大于360°，保持器330在與端部335a、b中的一個接合之前可以從335a、b中另一個開始圍繞軸線205自由轉(zhuǎn)動至少360°。因此，螺旋形凹槽335構(gòu)造用于允許保持器330相對于固定器320轉(zhuǎn)動滿360°，但是防止其轉(zhuǎn)動超過360°太多。接受器340同軸地設(shè)置在保持330內(nèi)并且具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部340a和徑向外部(相對于軸線110)或第二端部340b。接受器340的徑向外表面(相對于軸線205)包括在端部340a、b之間延伸的外螺紋341。具有內(nèi)螺紋343的鎖定螺母342靠近第二端部340b處圍繞保持器330設(shè)置。具體地，鎖定螺母342經(jīng)由配合螺紋341、343以螺紋連接的方式聯(lián)接于保持器330。更進一步地，第二端部340b包括連接于聯(lián)接件290的連接器344。連接器344電聯(lián)接于電線(未示出)，該電線從第一端部340a穿過每個間隔件270的通孔271軸向地(相對于軸線205)延伸至變壓器252，由此電聯(lián)接帶電聯(lián)接件290的變壓器252和電線125并且允許它們之間進行數(shù)據(jù)通信。在該實施方式中，連接器344是接收電聯(lián)接件290的凹入式同軸連接器。如圖11-13中最佳示出的，接受器340同軸地設(shè)置在保持器330內(nèi)。特別地，接受器340經(jīng)由配合螺紋332、341由通孔331以螺紋連接的方式接收，并且軸向地(相對于軸線205)前進到通孔331內(nèi)或者離開通孔331。鎖定螺母342被擰入到接受器340并且與保持器330的第二端部330b接合，由此限制和/或防止在保持器330和接受器340之間的相對軸向(相對于軸線205)運動。現(xiàn)在參照圖10-12，可通過如下方式裝配接受器容器300 :將接受器340的第一端部340a在保持器330的第二端部330b處軸向地(相對于軸線205)插入通孔331內(nèi)，并且經(jīng)由配合螺紋332、341將接受器340擰入到通孔331內(nèi)，直至端部330a、340a彼此軸向地(相對于軸線205)對齊或靠近。然后，將鎖定螺母342從第二端部340b擰入到接受器340上，直至其與第二端部330b接合，由此限制/防止保持器330和接受器340之間的相對軸向運動和旋轉(zhuǎn)運動(相對于軸線205)。接下來，將保持器330的第二端部330b (現(xiàn)在包括接受器340)在固定器320的第一端部320a處插入通孔321內(nèi)并且使其軸向地(相對于軸線205)前進到固定器320內(nèi)，直至保持器330的環(huán)狀凸緣333與固定器320的肩部322接合。固定器320中的槽縫325和保持器330的螺旋形凹槽335定尺寸和定位成使得當凸緣333抵接肩部322時它們交疊。接下來，球狀件326以其徑向下部(相對于軸線205)與螺旋形凹槽335接合的方式設(shè)置在槽縫325中。在球狀件326充分地定位在槽縫325和螺旋形凹槽335中的情況下，固定器320的突出部324和平坦部323分別與殼體310的凹腔315和平坦部314周向地對齊；并且固定器320的第二端部320b在第一端部310a處插入殼體310的通孔311并且軸向地前進到通孔311內(nèi)，直至環(huán)狀突出部324與肩部313接合。如先前所描述的，在突出部324與凹腔315、平坦部323和平坦部314接合的情況下，限制和/或防止固定器320和殼體310相對于彼此轉(zhuǎn)動(相對于軸線205)。此外,如先前所描述的,在殼體310圍繞固定器320和保持器330設(shè)置的情況下,通過殼體310的徑向內(nèi)表面(相對于 軸線205)限制和/或防止球狀件326與槽縫325和螺旋形凹槽335脫開。接下來，接受器340和保持器330的第二端部340b、330b分別地插入墊圈337內(nèi)，并且，墊圈337在接受器340和保持器330上軸向地(相對于軸線205)前進，直至其分別地接合固定器320和殼體310的第二端部320b、310b。在墊圈337適當定位的情況下，止擋構(gòu)件336圍繞保持器330設(shè)置在凹入部334內(nèi)，由此限制和/或防止保持器330、固定器320和殼體310之間的相對軸向地(相對于軸線205)移動。然而，如先前所描述的，如通過球狀件326和螺旋形凹槽335的接合所允許的，保持器330以及因此的接受器340被允許相對于固定器320轉(zhuǎn)動。現(xiàn)在參照圖3，電聯(lián)接件290包括連接于接受器340的第一端部290a和連接于電纜125的第二端部290b。在該實施方式中，聯(lián)接件290是90°推-拉插頭，其中端部290a、b大體上隔開90°定向。此外，在該實施方式中，第一端部290a是凸出式同軸連接器，該連接器與凹入式同軸連接器344配合。因此，聯(lián)接件290將電纜125與接受器340和換能器組件200電聯(lián)接，由此使得它們之間能夠進行數(shù)據(jù)通信。電纜125從電聯(lián)接件290的第二端部290b延伸至電子器件包40，該電子器件包40接收來自所有氣體超聲波換能器組件的數(shù)據(jù)并且計算在筒管件105的孔130內(nèi)的流體流動速率。如圖3中最佳示出的，90°推-拉插頭聯(lián)接件290優(yōu)選地定位和定向成使得第一端部290a靠近接受器344軸向地(相對于軸線166)延伸到孔165內(nèi)，并且第二端部290b在凸起部135的凹腔175內(nèi)徑向(相對于軸線166)向上延伸。具體地，第一端部290a優(yōu)選地靠近接受器344軸向(相對于軸線166)延伸到孔165內(nèi)，以允許第一端部290a被插入配合同軸接受器344內(nèi)。此外，第二端部290b優(yōu)選地在凸起部135的凹腔175內(nèi)徑向(相對于軸線166)向上延伸，從而使得(a)通過覆蓋件120屏蔽和保護電纜125和聯(lián)接件290，以及(b)電纜125朝向設(shè)置在筒管件105的頂部上的電子器件包40向上延伸。如先前所描述的，保持器330和接受器340可以相對于固定器320旋轉(zhuǎn)滿360°，由此使得推-拉插頭聯(lián)接件290旋轉(zhuǎn)達到滿360°，確保凹腔175內(nèi)第二端部290b的對齊。然而，由螺旋形凹槽端部335a、b和球狀件326的接合限制接受器340和固定器320的旋轉(zhuǎn)，并且因此限制和/或防止推-拉插頭聯(lián)接件290的過渡旋轉(zhuǎn)和電纜125的不良過渡扭轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在參照圖3、4和10-12，可以改變換能器組件200的各個部件的裝配順序。然而，優(yōu)選地在插入端口 165之前裝配換能器組件200，并且此外，優(yōu)選地在將變壓器容器250聯(lián)接于換能器保持器230之前裝配包括變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300的第一子組件。而且，可以在將第一子組件(包括變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300)聯(lián)接于換能器保持器230之前或之后將壓電容器210聯(lián)接于換能器保持器230。然而，在將壓電容器210和子組件(包括變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300)以螺紋連接的方式聯(lián)接于換能器保持器230之前，將密封的電聯(lián)接件235 (相對于軸線205)設(shè)置在換能器保持器230的通孔236中?，F(xiàn)在將參照圖3、4和10-12描述用于裝配氣體換能器組件200的示例性方法。通過以任何特定的順序連接變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300來裝配包括變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300的第一子組件。在下面的示例性裝配方法中，將以圖3中所示的從右至左移動的順序來裝配這些部件。具有連接于變壓器容器250的電路板255的端部的該對變壓器次級電線(未示出)軸向地(相對于軸線205)饋入并且完全穿過 第一間隔件270的通孔271。通過將第一間隔件270的第一端部270a軸向地(相對于軸線205)插入變壓器容器250的擴孔254內(nèi)并且將第一端部270a經(jīng)由配合螺紋261、272擰入擴孔254內(nèi)直至凸緣276與變壓器容器250的第二端部250b接合，來將第一間隔件270聯(lián)接于變壓器容器250。第一間隔件270的第二端部270b上的平坦部275和變壓器容器250的第一端部250a上的平坦部259可用于使第一間隔件270相對于變壓器容器250轉(zhuǎn)動。在第一間隔件270的第一端部270a充分地定位在擴孔254中時，凸緣276變形且彎曲至變壓器容器250的凹口 257內(nèi)，由此限制和/或防止第一間隔件270相對于變壓器容器250的轉(zhuǎn)動(以及進一步擰入和擰出)。將具有連接于變壓器容器250的電路板255的端部并且延伸穿過第一間隔件270的通孔271的該對變壓器次級電線(未示出)軸向地(相對于軸線205)饋入并且完全地穿過第二間隔件270的通孔271。接下來，通過將第二間隔件270的第一端部270a在第二端部270b處軸向地(相對于軸線205)插入第一間隔件270的通孔271內(nèi)，并且經(jīng)由配合螺紋272、273將第二間隔件270的第一端部270a擰入第一間隔件270的通孔271直至第二間隔件270的凸緣276接合第一間隔件270的第二端部270b，來將第二間隔件270聯(lián)接于第一間隔件270。第二間隔件270的第二端部270b上的平坦部275和第一間隔件270的第二端部270b上的平坦部275 (或者變壓器容器250的第一端部250a上的平坦部259)可用于使第二間隔件270相對于第一間隔件270和變壓器容器250轉(zhuǎn)動。在第二間隔件270的第一端部270a充分地定位在第一間隔件270的通孔271中的情況下，第二間隔件270的凸緣276變形并且彎曲至第一間隔件270的凹口 274內(nèi)，由此限制和/或防止第二間隔件270相對于第一間隔件270和變壓器容器250的轉(zhuǎn)動(以及進一步抒入和抒出)。地線(未示出)的一個端部被壓接至電線端子345，利用驅(qū)動螺桿346將該電線端子345固定于殼體310。地線(未不出)的另一端部焊接于從接受器340的第一端部340a延伸的第一銷(例如，銷I)。此外，具有連接于變壓器容器250的電路板255的端部并且延伸穿過第一間隔件270和第二間隔件270的通孔271的該對變壓器次級電線(未示出)分別焊接于從接受器340的第一端部340a延伸的第二銷和第三銷(例如，銷2和3)。
接下來，通過將殼體310的第一端部310a在第二端部270b處軸向地(相對于軸線205)插入第二間隔件270的通孔271內(nèi)，并且經(jīng)由配合螺紋273、316將殼體310的第一端部310a擰入第二間隔件270的通孔271內(nèi)直至殼體310的凸緣318接合第二間隔件270的第二端部270b，來將接受器容器300聯(lián)接于第二間隔件270。殼體310的第二端部310b上的平坦部317和第二間隔件270的第二端部270b上的平坦部275 (或者第一間隔件270的第二端部270b上的平坦部275或者變壓器容器250的第一端部250a上的平坦部259)可用于使殼體310相對于第二間隔件270、第一間隔件270和變壓器容器250轉(zhuǎn)動。在殼體310的第一端部310a充分地定位在第二間隔件270的通孔271中的情況下，殼體310的凸緣318變形并且彎曲至第二間隔件270的凹口 274內(nèi)，由此限制和/或防止殼體310相對于第二間隔件270、第一間隔件270和變壓器容器250的轉(zhuǎn)動(以及進一步擰入和擰出)。一旦裝配，通過將變壓器容器250的第一端部251a軸向地(相對于軸線205)插入換能器保持器230的擴孔233內(nèi)并且經(jīng)由配合螺紋234、258將變壓器容器250擰入擴孔233直至變壓器容器250充分地安置在擴孔233中，來將包括接受器容器300、間隔件270和變壓器容器250的第一子組件聯(lián)接于換能器保持器230。在將第一子組件聯(lián)接于換能器保持器230之前或之后，可將壓電容器210聯(lián)接于換能器保持器230。通過將壓電容器210的 第二端部210b軸向地(相對于軸線205)插入換能器保持器230的擴孔231內(nèi)并且經(jīng)由配合螺紋221、232將第二端部210b擰入擴孔231內(nèi)直至第二端部210b充分地置于擴孔231中，來將壓電容器210聯(lián)接于換能器保持器230。如上所指出的，在將第一子組件和壓電容器210分別地擰入擴孔233、231內(nèi)之前，將密封的電聯(lián)接件235定位在換能器保持器230的通孔236中。變壓器容器250和壓電容器210優(yōu)選地分別置于擴孔233、231中，使得密封的電聯(lián)接件235的凸出式同軸連接器235a、b分別充分地接合壓電容器210和變壓器容器250的相應的配合電連接件216、253?，F(xiàn)在參照圖14，氣體超聲波換能器組件500的實施方式被示出為同軸地設(shè)置在筒管件405的端口 465中，該筒管件405和端口 465基本上分別與先前所描述的筒管件105和端口 165相同。換能器組件500具有中心或縱向軸線505，當換能器組件500在端口 465內(nèi)聯(lián)接于筒管件405時，該中心或縱向軸線505與端口 465的中心軸線466大體上一致。換能器組件500類似于先前描述的換能器組件200。即，換能器組件500包括變壓器容器550，該變壓器容器550與在筒管件405的通孔430中流動的流體和通孔430內(nèi)的壓力密封地隔離。然而，在該實施方式中，換能器保持器和壓電容器實質(zhì)上合并成一個整體結(jié)構(gòu)，并且另外地，采用銷釘聯(lián)接件(與同軸聯(lián)接件相對)來電聯(lián)接變壓器與壓電元件。從筒管件405的通孔430向外移動，換能器組件500包括壓電容器510和變壓器容器550。如先前所描述的一個或者更多個變壓器容器間隔件270、接受器容器300 (未示出)和電聯(lián)接件290 (未示出)可聯(lián)接于變壓器容器550。壓電容器510和變壓器容器550 (以及任何變壓器容器間隔件270、接受器容器300和電聯(lián)接件290)端對端地軸向聯(lián)接并且相對于軸線466、505同軸地定向。為了簡化的目的，在此處使用軸線466、505限定換能器組件500的各特征和部件的軸向位置，應當理解，每個單獨的部件在裝配成換能器組件500時具有與軸線505大體上一致的中心軸線，并且當安裝在端口 465中時具有與軸線466大體上一致的中心軸線。現(xiàn)在參照圖14-16，壓電容器510具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部510a、徑向外部(相對于軸線110)或第二端部510b，并且包括本體或殼體511、壓電元件512和配合層514。殼體511在端部510&、13之間軸向地(相對于軸線505)延伸，并且因此，還可以描述為具有分別與端部510a、b —致的第一和第二端部511a、b。壓電容器510和殼體511的第一端部510a、511a分別軸向地(相對于軸線466、505)延伸至通孔430并且暴露于在通孔430內(nèi)流通的流體。此外，殼體511的第一端部511a包括從端部511a軸向地(相對于軸線505)延伸的擴孔513，并且殼體511的第二端部511b包括從端部511b軸向地(相對于軸線505)延伸的擴孔517。兩個通孔536在擴孔513、517之間軸線地延伸穿過殼體511。一個電聯(lián)接件535同軸地設(shè)置在每個通孔536中；聯(lián)接件535具有端部535a、b。在該實施方式中，每個電聯(lián)接件535是延伸穿過通孔536中的一個的細長形銷。環(huán)狀密封件542設(shè)置在每個聯(lián)接件535和殼體511之間，由此限制和/或防止聯(lián)接件535和殼體511之間的流體的軸向(相對于軸線505)流動。形成在聯(lián)接件535和殼體511之間的密封件542優(yōu)選地足了承受孔430中的預期的流體壓力，該預期的流體壓力通常大于周圍環(huán)境壓力。在該實施方式中，每個密封件542是玻璃密封件。壓電兀件512靠近第一端部511a和孔430定位在擴孔513中，并且由配合層514環(huán)繞或者包裹在配合層514中。類似于先前描述的壓電元件212，壓電元件512是壓電材 料，該壓電材料響應于施加的機械應力產(chǎn)生電勢，并且響應于施加的電場產(chǎn)生機械應力和/或應變。通常，壓電元件512可包括任何適合的壓電材料，例如，壓電晶體或陶瓷。然而，在該實施方式中，壓電元件512是壓電晶體。配合層514大體上填充擴孔513并且環(huán)繞壓電元件512。當安裝在擴孔513中時，配合層514從靠近孔430的徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部514a(與端部510a —致)和遠離孔430并且鄰近通孔536的徑向外部(相對于軸線110)或第二端部514b軸向地(相對于軸線505)延伸。在該實施方式中，一對插孔或接受器516設(shè)置在配合層514中，每個插孔516與通孔536中的一個和聯(lián)接件535中的一個大體上對齊。特別地，在該實施方式中，每個插孔516是凹入式插頭接受器，該接受器接收聯(lián)接件535中的一個的端部535a。兩條導線或電線(未示出)將壓電元件512電聯(lián)接于插頭插孔516。通過配合層514使插頭插孔516相對于殼體511剛性地保持在適當?shù)奈恢?，配合?14大體上填充擴孔513并且環(huán)繞壓電元件512。仍然參照圖14-16，配合層514和壓電元件512在擴孔513內(nèi)聯(lián)接于殼體511。在該實施方式中，配合層514直接連接于殼體511的擴孔513的內(nèi)圓柱形表面。配合層(例如，配合層514)可包括任何適合的材料，例如塑料、金屬、玻璃、陶瓷、環(huán)氧樹脂、粉末填充環(huán)氧樹脂、橡膠、粉末填充橡膠。在該實施方式中，配合層514包括被注入擴孔514內(nèi)并且圍繞和覆蓋壓電元件512的環(huán)氧樹脂、將壓電元件512電聯(lián)接于插頭插孔516的兩個導線或電線(未示出)、每個插孔516和每個聯(lián)接件535。與配合層(例如，配合層514)的材料無關(guān)，配合層提供壓電元件(例如，壓電元件512)和流動通過流量計的流體之間的聲學聯(lián)接。根據(jù)此處所公開的既定實施方式，聲學配合層具有壓電元件和流量計內(nèi)的流體的聲阻抗之間的聲阻抗。在配合層具有壓電元件和流量計中的流體的聲阻抗之間的聲阻抗的情況下，提高了聲學信號的質(zhì)量(例如，較大的幅值和較快的上升時間)。參照圖14和15,殼體511的徑向外表面(相對于軸線505)包括靠近第二端部510b的環(huán)狀肩部537、定位在肩部537和內(nèi)端部510a之間的外螺紋538、和軸向地定位(相對于于軸線505)在外螺紋538和內(nèi)端部510a之間的環(huán)狀凹入部或凹槽539。環(huán)狀密封件541設(shè)置在凹槽539中。凹槽539和設(shè)置在其中的密封件541 —起限定徑向地(相對于軸線505)定位在壓電容器510和筒管件405之間的密封組件540。密封組件540形成壓電容器510和筒管件405之間的環(huán)狀密封件，由此限制和/或防止壓電容器510和筒管件405之間的流體(例如，在孔430中流動的流體)的流動。在該實施方式中，環(huán)狀密封件541是彈性O(shè)形環(huán)密封件，當裝配時，其徑向地壓縮在筒管件405和壓電容器510之間。
如先前所描述的，密封組件540限制和/或防止壓電容器510和筒管件405之間的流體(例如，在孔430中流動的流體)的流動，并且環(huán)狀密封件542限制和/或防止流體在每個聯(lián)接件535和殼體511之間的軸向(相對于軸線505)流動。密封組件540和密封件542 —起工作，以限制和/或防止孔430中的潛在危險性的、污染性或腐蝕性流體經(jīng)由端口 465從孔430中漏出。密封組件540和環(huán)狀密封件542還用于保持筒管件405外部的周圍環(huán)境條件和孔430中的加壓流體之間的壓差。因此，盡管壓電容器510暴露于孔430內(nèi)的流體和壓力下，但變壓器容器550 (以及任何間隔件270和聯(lián)接于其的接受器容器300)與孔430內(nèi)的流體和壓力隔離。壓電容器510和換能器組件500經(jīng)由配合螺紋169、538以螺紋連接的方式聯(lián)接于筒管件405，并且殼體511的環(huán)狀肩部537與端口 465的環(huán)狀肩部167接合。在裝配期間，將壓電容器510擰入并且軸向地前進到端口 465內(nèi)直至肩部167、537接合，由此防止壓電容器510 (和換能器組件500)繼續(xù)軸向前進到端口 465內(nèi)。由此，端口 465中的肩部167限定壓電容器510 (和換能器組件500)在端口 465內(nèi)的軸向位置。現(xiàn)在參照圖14，變壓器容器550具有徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第一端部550a、徑向外部(相對地于軸線110)或第二端部550b，并且包括本體或殼體551、變壓器552和一對凹入式插頭插孔或接受器553。殼體551從與端部550b —致的徑向外部(相對于軸線110 )或第一端部551b軸向地(相對于軸線505)延伸至靠近端部550a的徑向內(nèi)部(相對于軸線110)或第二端部551a。此外,殼體551包括在端部551a、b之間延伸的通孔554。每個凹入式插頭插孔553設(shè)置在變壓器容器550的第一端部550a處并且聯(lián)接于殼體551的第一端部551a。每個凹入式插頭插孔553電聯(lián)接于變壓器552。通常,變壓器(例如，變壓器552)使壓電元件(例如，壓電元件512)的阻抗與系統(tǒng)電子器件配合。通過填充擴孔554的剩余部分的填充材料556將凹入式插頭插孔553和變壓器552在通孔554內(nèi)相對于殼體551剛性地保持在適當?shù)奈恢?。通常，填充材?例如，填充材料256)可包括任何適合的材料，例如，塑料、環(huán)氧樹脂或陶瓷。填充材料556在變壓器552、變壓器552的電線導線(未示出)和凹入式插頭插孔553之間形成粘結(jié)結(jié)合，以將這些部件剛性地保持在適當?shù)奈恢?。在該實施方式中，填充?56是剛性環(huán)氧樹脂。類似于先前所描述的殼體251，殼體551的徑向外表面(相對于軸線505)包括在第二端部551b處的凹口或凹入部557。殼體551的徑向內(nèi)表面(相對于軸線205)包括在第二端部551b處的內(nèi)螺紋561。如圖14中最佳示出的以及先前所描述的，聯(lián)接件535在壓電容器510和變壓器容器550之間軸向地延伸穿過通孔536。每個聯(lián)接件的端部535a、b分別與插頭插孔516、553接合和配合，由此電聯(lián)接壓電元件512和變壓器552。
許多傳統(tǒng)氣體超聲波換能器使用直的弦組(chordset)連接件，其從筒管件軸向地(相對于端口中心軸線)突出并且然后向上彎曲以朝向電子器件包引導弦組電纜。為了避免由壓接或紐曲其中的電線造成的對于弦組的潛在損害，大部分這種弦組與90°推-拉插頭聯(lián)接件相比構(gòu)造成具有相對較大的曲率半徑。因此，與此處所描述的實施方式相比，大部分這種傳統(tǒng)的弦組連接件從筒管件本體進一步延伸。與此處所描述的實施方式相比，由于從筒管件本體部較長的延伸，大部分傳統(tǒng)的弦組連接件占據(jù)較多的空間，可能更難以覆蓋和保護，并且可能更易于損壞(例如，在運輸期間，被動物咀嚼或碰撞等)。在此處所描述的實施方式中使用90°推-拉插頭聯(lián)接件(例如，90°推-拉插頭聯(lián)接件290)將氣體超聲波換能器(氣體超聲波換能器組件200)電聯(lián)接于電子器件包提供了如下潛在可能增強在氣體超聲波換能器組件和電子器件包之間延伸的電纜(例如，電纜125)的保護。特別地，90°推-拉插頭聯(lián)接件提供了設(shè)置在筒管件內(nèi)的換能器組件和沿筒管件的外部延伸至電子器件包的電纜之間的相對較短的轉(zhuǎn)彎半徑，由此允許電纜緊緊地或者相對于筒管件本體非?？拷囟ㄎ辉陔娎|凸起部(例如，凸起部135)內(nèi)和相關(guān)凹腔(例如，凹腔175)內(nèi)。 應當理解，用90°肘狀插頭弦組連接件簡單替換傳統(tǒng)的平直弦組連接件不能充分地解決大部分傳統(tǒng)的平直弦組連接件的缺點。例如，這種改進可導致不希望的電纜布線，因為當裝配時，存在對于90°肘狀插頭弦組連接件的旋轉(zhuǎn)定向的限定控制。特別地，最傳統(tǒng)的弦組連接件(平直的或者其他方式的)采用兩個插孔，該兩個插孔與從換能器組件接受器延伸的兩個銷配合。重要的是，銷中的每一個連接到弦組連接件中的特定的插孔。為了實現(xiàn)正確的連接，換能器組件接受器通常鍵連接到弦組連接件。因此，換能器組件和換能器組件接受器(和它的兩個銷)的定向確定了配合弦組連接件的定向。此外，通過如下方式將最傳統(tǒng)的氣體超聲波換能器旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接于筒管件將換能器擰入筒管件中的配合端口內(nèi)直至換能器組件降至最低點并且壓電元件適當?shù)囟ㄎ?。因此，換能器組件相對于筒管件端口的旋轉(zhuǎn)定向，以及因此接受器銷和90°肘狀插頭弦組連接件相對于筒管件端口的旋轉(zhuǎn)定向難以預測，并且在現(xiàn)場安裝之后隨端口的改變而不同。因此在許多情況下，90°肘狀插頭弦組連接件可不定向成使得其遠端部朝向電子器件包向上延伸。在90°肘狀插頭弦組連接件不朝向電子器件包向上延伸的那些情況下，由于朝向電子器件包向上彎曲或者布線弦組電纜而導致的從筒管件的弦組突出部可大于傳統(tǒng)的平直的弦組連接件。然而，此處所描述的包括可以相對于換能器組件(例如，換能器組件)的剩余部分自由旋轉(zhuǎn)的接受器(例如，接受器340)的實施方式允許在換能器組件安裝入其配合端口(例如，端口 165)之后，90°推-拉插頭聯(lián)接件(例如，90°推-拉插頭聯(lián)接件290)轉(zhuǎn)動，由此提供如下可能性電纜(例如，電纜125)在從換能器組件至電子器件包的相對平直的路徑上的最佳定向和布線，與換能器組件(例如，換能器組件200)相對于筒管件端口的旋轉(zhuǎn)定向無關(guān)。而且，如果換能器組件不延伸至筒管件的外部，用90°肘狀插頭弦組連接件簡單地替換傳統(tǒng)的平直弦組連接件可能不是可行的選擇。具體地，如果換能器組件不延伸至筒管件的外部(即，筒管件端口的長度大于換能器組件的長度)，90°肘狀插頭弦組連接件可能不能夠達到和接合換能器組件。大部分換能器端口布置成在筒管件中豎直地間隔開的兩個水平延伸的端口為一組?？紤]筒管件的曲率，給定組內(nèi)的每個端口通常具有不同的長度。例如，具有與筒管件孔的中心軸線相交的中心軸線的第一水平端口比平行于第一端口并且在第一端口上方與其豎直地間隔的第二水平端口短。因此，從筒管件孔至筒管件的外表面延伸穿過第一水平端口的氣體超聲波換能器組件當設(shè)置在第二水平端口中時可以不從筒管件孔延伸至筒管件的外表面。這就是為什么傳統(tǒng)上采用平直的弦組來解決端口長度的變化的一個原因。然而，此處所描述的實施方式提供了如下可能通過使用間隔件(例如，間隔件270)調(diào)節(jié)換能器組件(例如，換能器組件200)的總長度，以實現(xiàn)90°推-拉插頭接受器(例如，接受器340)靠近凸出部(例如，凸出部135)適當定位。在此處所描述的實施方式中，可以使用間隔件(例如，間隔件270)來調(diào)節(jié)換能器組件的總長度，使得其從筒管件的孔(例如，孔130)延伸至電纜凸出部(例如，凸出部135)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)接受器(例如，接受器340 )靠近電纜凸出部(例如，凸出部135)充分定位。通常，可以采用任何適合數(shù)量的間隔件和/或間隔件的長度，以實現(xiàn)期望的換能器組件長度。間隔件的數(shù)量和長度被優(yōu)選地選擇成使得接受器軸向地定位(相對于組件的中心軸線)在凸出部的O. 25英寸內(nèi)?，F(xiàn)在參照圖17和18，分別地示出了根據(jù)此處所描述的原理的氣體超聲波換能器組件700、800的不同實施方式。除了間隔件的數(shù)量和長度之外，組件700、800每個基本上與先前所描述的換能器組件200相同。在圖17中，如先前所描述的，換能器組件700包括壓電容器210、換能器保持器230、變壓器容器250、接受器容器300和90°推-拉電聯(lián)接件290。然而，在該實施方式中，換能器組件700不包括變壓器間隔件(例如，間隔件270)。而是，接受器容器700直接連接于變壓器容器250。通過如下方式，將接受器容器300聯(lián)接于變壓器容器250 :將殼體310的第一端部310a軸向地(相對于軸線205)插入變壓器容器250的擴孔254內(nèi)，并且經(jīng)由配合螺紋261、316將第一端部310a擰入擴孔254內(nèi)直至殼體310的凸緣318接合變壓器容器250的第二端部250b。接受器容器310的平坦部317和變壓器容器250的平坦部259可被用于使接受器容器300相對于變壓器容器250轉(zhuǎn)動。在殼體310的第一端部310a充分定位在擴孔254中的情況下，凸緣318變形并且彎曲至變壓器容器250的凹口 257內(nèi)，由此限制和/或防止殼體310相對于變壓器容器250的轉(zhuǎn)動(以及進一步擰緊或松開)。當接受器容器300聯(lián)接于變壓器容器250時，如先前所描述的，它們可以聯(lián)接于換能器保持器230、端口 165和筒管件405。由于如17中所示的換能器組件700的實施方式不包括間隔件，因此其通常被構(gòu)造用于筒管件中相對較短的端口?，F(xiàn)在參照圖18，如先前所描述的，換能器組件800包括壓電容器210、換能器保持器230、變壓器容器250、接受器容器300和90°推-拉電聯(lián)接件290。然而，在該實施方方式中，換能器組件800僅包括一個變壓器間隔件270。如先前所描述的，接受器容器300和變壓器容器250聯(lián)接于間隔件270。此外，當接受器容器300、間隔件270和變壓器容器250聯(lián)接在一起時，如先前所描述的，它們可以聯(lián)接于換能器保持器230、端口 165和筒管件405。此外，因為圖15中所示的換能器組件800的實施方式包括僅一個間隔件270，所以其通常被構(gòu)造用于中等長度端口。如先前所描述的，間隔件的數(shù)量和長度優(yōu)選地選擇成接受器軸向地(相對于組件的中心軸線)定位在凸起部的O. 25英尺內(nèi)。通過使用具有不同長度的間隔件(例如，間隔件270)，可以根據(jù)需要改變換能器組件的總長度。為了降低不同長度間隔件的數(shù)量和/或使不同長度間隔件的數(shù)量減少到最小(例如，為了存放的目的)，間隔件可以制造成兩種或者三種不同的長度，從而使得間隔件能夠以不同的組合進行裝配，以實現(xiàn)總的預期長度的換能器組件。在此處所描述的實施方式中，必須暴露于筒管件的孔中的流動的流體的換能器組件(例如，換能器組件200)的部件軸向地間隔并且與無需暴露于在孔中流動的流體或者相關(guān)壓力下的換能器組件的部件密封地隔離。例如，如圖3和4中最佳示出的，壓電容器210暴露于孔130中的流體，而通過密封組件227、密封組件240和密封件242將變壓器容器250、間隔件270和接受器容器300與壓電容器210軸向地(相對于軸線205)間隔并且密封隔離。通常，無需暴露于筒管件的孔中的流動的流體的那些部件與流動的流體(以及必須暴露于流動的流體的那些部件)的密封隔離提供了如下可能增加換能器組件的壽命。特別地，限制和/或防止選擇的部件暴露于流動的流體減少對流動的流體中的腐蝕性的、危險性的和/或污染性的物質(zhì)的暴露，并且減少對于筒管件的孔中經(jīng)受的壓力的暴露，這兩者都會隨著時間的流逝過早地損壞部件。而且，必須暴露于流動的流體的換能器組件的部件與不必暴露于孔中的流動的流體的換能器組件的軸向間隔和密封隔離提供了如下可能改善維護和保養(yǎng)。具體地，可以在不移除整個換能器組件和壓電元件的情況下，移除和替換與流動的流體和相關(guān)壓力隔離的 部件。此外，與流動的流體隔離的部件的移除不要求筒管件的孔中的流體的流動停止。例如，如圖3和4中最佳示出的，接受器容器300、間隔件270、變壓器容器250或它們的組合可以與換能器保持器230脫離并且在不移除壓電容器210的情況下從端口 165移除。此夕卜，由于密封組件227、240和密封的電聯(lián)接件235限制和/或防止通過端口 165從孔130流動，無需為了移除和替換接受器容器300、間隔件270、變壓器容器250或它們的組合而中斷通過孔130的流體流動。盡管已經(jīng)示出和描述了優(yōu)選的實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不偏離此處的范圍或教導的情況下可以對其進行改進。此處所描述的實施方式僅是示例性的而不是限定性的。此處所描述系統(tǒng)、設(shè)備和過程的許多變型和改進是可行的并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，能夠改變各個零件的相對尺寸、制造各個零件的材料以及其他參數(shù)。因此，保護范圍不限于此處所描述的實施方式，而是僅由隨附的權(quán)利要求來限定，該權(quán)利要求的范圍應當包括權(quán)利要求的主題的所有等效物。
權(quán)利要求
1.一種用于測量流體通過管路流動的超聲波流量計，包括 筒管件，所述筒管件包括通孔和從所述筒管件的外表面延伸至所述通孔的換能器端Π ； 設(shè)置在所述換能器端口中的換能器組件，其中，所述換能器組件具有中心軸線，并且所述換能器組件在靠近所述筒管件的所述通孔的第一端部和遠離所述筒管件的所述通孔的第二端部之間延伸； 其中，所述換能器組件包括 鄰近所述第一端部軸向地定位的壓電容器，其中，所述壓電容器包括壓電元件； 軸向地定位在所述換能器組件的所述第一端部和所述第二端部之間的變壓器容器，其中，所述變壓器容器包括變壓器并且所述變壓器容器聯(lián)接于所述壓電容器； 鄰近所述換能器組件的所述第二端部軸向地定位的接受器容器，其中，所述接受器容器聯(lián)接于所述變壓器容器； 其中，所述接受器容器包括接受器殼體和共軸地設(shè)置在所述接受器殼體內(nèi)的接受器，其中，所述接受器電聯(lián)接于所述變壓器；以及 其中，所述接受器能夠相對于所述接受器殼體在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流量計，其中，所述第一位置和所述第二位置關(guān)于所述中心軸線分開至少大于360°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流量計，還包括 電聯(lián)接件； 聯(lián)接于所述筒管件的外部的電子器件包；以及 在所述電聯(lián)接件和所述電子器件包之間延伸的電纜，其中，所述電纜在所述電子器件包和所述壓電元件之間進行數(shù)據(jù)通信； 其中，所述電聯(lián)接件具有直接連接于所述接受器的第一端部和直接連接于所述電纜的第二端部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流量計，其中，所述電聯(lián)接件是推-拉90°肘狀件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流量計，其中，所述電聯(lián)接件的所述第一端部包括同軸連接器；以及 其中，所述接受器包括與所述電聯(lián)接件的所述同軸連接器接合的同軸連接器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流量計，其中，所述接受器容器還包括 固定器，所述固定器共軸地設(shè)置在所述接受器殼體內(nèi)，其中，所述固定器在第一端部和第二端部之間軸向地延伸，并且所述固定器包括軸向地設(shè)置在所述固定器的所述第一端部和所述第二端部之間的細長形貫通槽縫； 保持器，所述保持器共軸地設(shè)置在所述固定器內(nèi)，其中，所述保持器的外表面包括周向延伸的凹槽； 其中，所述接受器共軸地設(shè)置在所述保持器內(nèi)； 球狀件，所述球狀件設(shè)置在所述固定器的所述貫通槽縫中并且至少部分地延伸至所述保持器中的所述凹槽內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流量計，其中，所述凹槽是由在橫截面圖中為凹形彎曲的表面限定的螺旋形凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流量計，其中，所述保持器在第一端部和第二端部之間軸向地延伸，其中，所述螺旋形凹槽具有第一端部和第二端部，并且其中，所述螺旋形凹槽的所述第一端部比所述螺旋形凹槽的所述第二端部軸向更靠近所述保持器的所述第一端部定位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流量計，其中，所述保持器和所述接受器相對于所述接受器殼體和所述固定器自由轉(zhuǎn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流量計，其中，所述接受器以螺紋連接的方式接合所述保持器，并且所述保持器滑動地接合所述固定器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流量計，還包括在所述接受器殼體和所述固定器之間的鍵接合，其中，所述鍵接合限制所述固定器相對于所述接受器殼體圍繞所述中心軸線轉(zhuǎn)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流量計，其中，所述接受器殼體在第一端部和第二端部之間軸向地延伸，并且其中，所述接受器殼體包括在所述接受器殼體的所述第一端部和所述第二端部之間延伸的通孔； 其中，所述接受器殼體的徑向內(nèi)表面包括平面平坦部； 其中，所述固定器的所述外表面包括與所述接受器殼體的所述內(nèi)表面的所述平面平坦部接合的平面平坦部。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的流量計，還包括 聯(lián)接于所述接受器容器和所述變壓器容器的圓筒形間隔件，其中，所述間隔件軸向地定位在所述接受器容器和所述變壓器容器之間； 其中，所述間隔件在靠近所述變壓器容器的第一端部和遠離所述變壓器容器的第二端部之間軸向地延伸，并且所述間隔件包括在所述間隔件的所述第一端部和所述第二端部之間延伸的通孔。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流量計，其中，所述變壓器容器包括從遠離所述間隔件的第一端部軸向地延伸至靠近所述間隔件的第二端部的變壓器殼體； 其中，所述間隔件的所述第一端部以螺紋連接的方式接合所述變壓器殼體的所述第二端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流量計，其中，所述間隔件的徑向外表面包括靠近所述間隔件的所述第一端部的環(huán)狀凸緣； 其中，所述變壓器容器包括從遠離所述間隔件的第一端部軸向地延伸至靠近所述間隔件的第二端部的變壓器殼體； 其中，所述變壓器殼體的所述徑向外表面包括在所述變壓器殼體的所述第二端部處的凹口 ； 其中，所述間隔件的所述環(huán)狀凸緣抵接所述變壓器殼體的所述第二端部；并且 其中，所述間隔件的所述環(huán)狀凸緣的一部分彎曲至所述變壓器殼體的所述凹口內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流量計，其中，所述接受器殼體從靠近所述間隔件的第一端部軸向地延伸至遠離所述間隔件的第二端部； 其中，所述接受器殼體的所述第一端部以螺紋連接的方式接合所述間隔件的所述第二端部。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的流量計，其中，所述間隔件的徑向外表面包括在所述間隔件的所述第二端部處的凹口； 其中，所述間隔件殼體從靠近所述間隔件的第一端部軸向地延伸至遠離所述間隔件的第二端部； 其中，所述接受器殼體的徑向外表面包括在所述接受器殼體的所述第一端部處的環(huán)狀凸緣； 其中，所述間隔件的所述第二端部抵接所述接受器殼體的所述環(huán)狀 凸緣；并且 其中，所述接受器殼體的所述環(huán)狀凸緣的一部分彎曲至所述間隔件的所述凹口內(nèi)。
18.一種用于測量流體通過管路流動的超聲波流量計，包括 筒管件，所述筒管件包括通孔和從所述筒管件的外表面延伸至所述通孔的換能器端Π ； 設(shè)置在所述換能器端口中的換能器組件，其中，所述換能器組件具有中心軸線，并且所述換能器組件在靠近所述筒管件的所述通孔的第一端部和遠離所述筒管件的所述通孔的第二端部之間軸向地延伸； 其中，所述換能器組件包括 鄰近所述第一端部軸向地定位的壓電容器，其中，所述壓電容器包括壓電元件； 軸向地定位在所述換能器組件的所述第一端部和所述第二端部之間的變壓器容器，其中，所述變壓器容器包括變壓器并且所述變壓器容器聯(lián)接于所述壓電容器； 鄰近所述換能器組件的所述第二端部軸向地定位的接受器容器，其中，所述接受器容器聯(lián)接于所述變壓器容器； 聯(lián)接于所述接受器容器和所述變壓器容器的至少一個圓筒形間隔件，其中，所述間隔件軸向地定位在所述接受器容器和所述變壓器容器之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的流量計，其中，所述間隔件在靠近所述變壓器容器的第一端部和遠離所述變壓器容器的第二端部之間軸向地延伸，并且所述間隔件包括在所述間隔件的所述第一端部和所述第二端部之間延伸的通孔； 其中，所述變壓器容器包括從遠離所述間隔件的第一端部軸向地延伸至靠近所述間隔件的第二端部的變壓器殼體； 其中，所述間隔件的所述第一端部以螺紋連接的方式接合所述變壓器殼體的所述第二端部。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的流量計，其中，所述間隔件在靠近所述變壓器容器的第一端部和遠離所述變壓器容器的第二端部之間軸向地延伸，并且所述間隔件包括在所述間隔件的所述第一端部和所述第二端部之間延伸的通孔； 其中，所述間隔件的徑向外表面包括靠近所述間隔件的所述第一端部的環(huán)狀凸緣；其中，所述變壓器容器包括從遠離所述間隔件的第一端部軸向地延伸至靠近所述間隔件的第二端部的變壓器殼體； 其中，所述變壓器殼體的徑向外表面包括在所述變壓器殼體的所述第二端部處的凹Π ； 其中，所述間隔件的所述環(huán)狀凸緣抵接所述變壓器殼體的所述第二端部；并且 其中，所述間隔件的所述環(huán)狀凸緣的一部分彎曲至所述變壓器殼體的所述凹口內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流量計，其中，所述間隔件的所述徑向外表面還包括在所述間隔件的所述第二端部處的至少一個平面平坦部。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的流量計，其中，所述間隔件在靠近所述變壓器容器的第一端部和遠離所述變壓器容器的第二端部之間軸向地延伸，并且所述間隔件包括在所述間隔件的所述第一端部和所述第二端部之間延伸的通孔； 其中，所述接受器容器包括在靠近所述間隔件的第一端部和遠離所述間隔件的第二端部之間軸向地延伸的接受器殼體； 其中，所述接受器殼體的第一端部以螺紋連接的方式接合所述間隔件的所述第二端部。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的流量計，其中，所述間隔件在靠近所述接受器容器的第一端部和遠離所述接受器容器的第二端部之間軸向地延伸，并且所述間隔件包括在所述間隔件的所述第一端部和所述第二端部之間延伸的通孔； 其中，所述間隔件的徑向外表面包括在所述間隔件的所述第二端部處的凹口 ； 其中，所述接受器殼體從靠近所述間隔件的第一端部軸向地延伸至遠離所述間隔件的第二端部； 其中，所述接受器殼體的徑向外表面包括在所述接受器殼體的所述第一端部處的環(huán)狀凸緣； 其中，所述間隔件的所述第二端部抵接所述接受器殼體的所述環(huán)狀凸緣；并且， 其中，所述接受器殼體的所述環(huán)狀凸緣的一部分彎曲至所述間隔件的所述凹口內(nèi)。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的流量計，其中，所述至少一個圓筒形間隔件包括第一圓筒形間隔件和第二圓筒形間隔件； 其中，每個所述圓筒形間隔件聯(lián)接于所述接受器容器和所述變壓器容器；并且 其中，每個所述圓筒形間隔件軸向地設(shè)置在所述接受器容器和所述變壓器容器之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流量計，其中，所述第一間隔件以螺紋連接的方式接合所述變壓器容器和所述第二間隔件，并且其中，所述第二間隔件以螺紋連接的方式接合所述第一間隔件和所述接受器容器。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的流量計，其中，所述第一間隔件具有軸向長度，并且所述第二間隔件具有與所述第一間隔件的所述軸向長度不同的軸向長度。
27.一種用于裝配超聲波流量計的方法，包括 (a)提供筒管件，所述筒管件包括通孔和從所述筒管件的外表面延伸至所述通孔的換能器端口 ； (b)裝配換能器組件，所述換能器組件具有中心軸線并且所述換能器組件在第一端部和第二端部之間軸向地延伸，其中，所述換能器組件包括 壓電容器，所述壓電容器鄰近所述換能器組件的所述第一端部軸向地設(shè)置，其中，所述壓電容器包括壓電兀件； 接受器容器，所述接受器容器軸向地設(shè)置在所述換能器組件的所述第二端部處； 變壓器容器，所述變壓器容器軸向地設(shè)置在所述接受器容器和所述壓電容器之間，其中，所述變壓器容器包括電聯(lián)接于所述壓電元件的變壓器； (c)將所述換能器組件在所述換能器端口內(nèi)固定于所述筒管件； (d)在步驟(C)之后，將電聯(lián)接件連接于所述接受器容器；以及(e)在步驟(d)之后，使所述電聯(lián)接件圍繞所述中心軸線轉(zhuǎn)動。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括(f):將所述電聯(lián)接件聯(lián)接于電子器件包，所述電子器件包聯(lián)接于所述筒管件的外部。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括調(diào)節(jié)所述換能器組件在所述換能器組件的所述第一端部和所述第二端部之間測量的軸向長度。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，調(diào)節(jié)所述換能器組件的所述軸向長度包括將圓筒形間隔件聯(lián)接于所述變壓器容器和所述接受器容器，其中，所述間隔件軸向地設(shè)置在所述接受器容器和所述變壓器容器之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述換能器組件還包括聯(lián)接于所述壓電容器和所述變壓器容器的換能器保持器。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述換能器保持器具有包括第一擴孔的第一端部和包括第二擴孔的第二端部； 其中，所述壓電容器安置于所述第一擴孔中，并且所述變壓器容器安置于所述第二擴孔中。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中，所述步驟(c)包括將所述換能器保持器擰入所述換能器端口內(nèi)。
全文摘要
一種用于測量流體通過管路流動的超聲波流量計。在實施方式中，流量計包括筒管件，筒管件包括通孔和延伸至通孔的換能器端口。此外，流量計包括設(shè)置在換能器端口中的換能器組件。換能器組件包括包含壓電元件的壓電容器。此外，換能器組件包括包含變壓器的變壓器容器。變壓器容器聯(lián)接于壓電容器。更進一步地，換能器組件包括聯(lián)接于變壓器容器的接受器容器。接受器容器包括接受器殼體和共軸地設(shè)置在接受器殼體內(nèi)的接受器。接受器電聯(lián)接于變壓器。而且，接受器可以相對于接受器殼體在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動。
文檔編號G01F15/18GK102792133SQ201180012626
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者查爾斯·R·阿蘭 申請人:丹尼爾測量和控制公司