CN103471672A - 燃气流量计量表的w型反射流道 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃气流量计量表的W型反射流道，气体流道的横截面是矩形结构；在气体流道的同一侧，设置有第一超声波安装孔和第二超声波安装孔，用于安装配用的超声波发射和接收装置；第一超声波安装孔和第二超声波安装孔都向气体流道的中间部位倾斜设置，其中心线与竖直方向的夹角相等；超声波在气体流道内分别经三个反射区域的三次反射，形成W型行走路径。本发明的流道，使燃气表体积减小，极大地减少空间，减少了运输与储存成本；超声波在流道中经过两次反射，增加了超声波在管道中的行程，增大T1与T2的差值，获得更高的测量精度；由于内凹圆弧槽具有聚波的作用，保证绝大部分的超声波经反射后，都能被接收，提高了测量精度，增加了测量的准确性。

Description

燃气流量计量表的W型反射流道

技术领域

本发明涉及一种燃气流量计量表的附属部件，具体为家用小型燃气流量计量表的W型反射流道。

 

背景技术

燃气流量计量表（燃气表）作为计量燃气体积数量的计量器具，它具有自动累计体积数的功能，使得那些使用天然气或管道煤气的用户，可以方便地知道用了多少气，以便能按照每月消耗燃气的立方米数缴费。

现有技术的燃气表，其家用表都是体积较小的，如G1.6、G2.5、G4等表； 由于是家用的，要求其体积小巧，以便占地较小、便于家庭布置等。现在技术中，出现了新一代超声波计量表，其计量原理是：在管道两侧斜向设置两组超声波发射和接收装置，首先从upstream向下发送超声波到downstream，并测出超声波的飞行时间T1，其次从downstream向上发送超声波到upstream，并测出超声波的飞行时间T2；由于燃气的流动影响两个飞行时间，使得两个飞行时间不同，通过设定的公式就可以得出燃气的速率，有了速率再加上管段的体积就可以算出流量。

但，现在处于试验阶段的超声波计量表，由于采集燃气参数的流道的结构和参数等的限制，其体积还是较大，如国外有的厂家采用V型或W型管道，对加工精度要求高，稍有偏差就会对测量结果有影响，且目前这两种类型管道体积较大，成本较高。为了提高测量精度，就需要提高超声波在管道中的行程（距离），以增大T1与T2的差值，获得更高的测量精度；故现有技术中，大部分厂家采用传感器直接对射式流道，或者在流道内加入多层隔板，如此则增加了流道的成本，增加了燃气表组装工序，且若有一层隔板损坏则会严重影响计量精度。对于体积较小的小型家用燃气表，在体积一定的情况下，要增加超声波在管道中的行程（距离），就比较困难一些；如果采用反射式流道，即通过流道壁反射超声波，以增加超声波在管道中的行程，则对流道壁上反射超声波的部位具有很高的要求，增加了制造难度和加工难度；而且，燃气表在使用过程中，燃气中细小的颗粒、灰尘、尘埃等粘附在流道壁上反射超声波的部位，更会使超声波的反射路径发生变化，少部分甚至较大部分的超声波不能反射到接收器的接收范围而不能被接收；另外，即使达到了前述的工艺要求，由于超声波在流道中要经过一次以上的反射，也有较大部分的超声波在反射后超出了接收器的接收范围而不能被接收，也影响了测量精度，降低了测量的准确性。

 

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于提供一种结构简化、布局合理、体积减小的燃气流量计量表的W型反射流道；采用本发明流道的燃气流量计量表具有体积减小、增加了超声波在管道中的行程、提高计量精度等优点。

本发明的技术方案：燃气流量计量表的W型反射流道，包括块状结构的流道本体，在流道本体内部设置有气体流道，其特征在于：所述气体流道的横截面是矩形结构；在气体流道的同一侧，设置有第一超声波安装孔和第二超声波安装孔，用于安装配用的超声波发射和接收装置；第一超声波安装孔和第二超声波安装孔都向气体流道的中间部位倾斜设置，其中心线与竖直方向的夹角为；第一超声波安装孔或第二超声波安装孔内超声波发射装置发射的超声波，在气体流道的第一内壁上经第一次反射，到达气体流道的第二内壁并经第二内壁反射，再到达第一内壁并经第一内壁再次反射，分别到达第二超声波安装孔或第一超声波安装孔内的超声波接收装置并被该接收装置接收，超声波在气体流道内分别经前述三个反射区域的三次反射，形成W型行走路径。

进一步的特征是：在三个反射区域的至少一个所处的位置，设置内凹的圆弧槽。

在第二内壁的反射区域，设置内凹的圆弧槽，所述圆弧槽是对称结构，按照竖直方向左右对称设置。

第一超声波安装孔和第二超声波安装孔与气体流道的交汇中心点的距离为S，圆弧槽43的弦长为S1， S1/S的范围在20%至60%之间。

圆弧槽的高度，与气体流道的高度相等。

所述β的角度，在15度到75度之间。

相对于现有技术，本发明燃气流量计量表的W型反射流道，具有以下有益效果：

1、使得采用本发明流道的燃气表体积减小，极大地减少空间，减少了运输与储存成本；

2、超声波在流道中经过三次反射，形成W型行走路径，显著增加了超声波在管道中的行程，增大T1与T2的差值，获得更高的测量精度；

3、由于在流道壁上增设了反射超声波的内凹圆弧槽，具有聚波的作用，使得反射路径能按设计好的W型传播不会产生偏差，保证绝大部分的超声波经三次反射后，都能处于接收器的接收范围而被接收，提高了测量精度，增加了测量的准确性；

4、在保证计量精度的前提下减少了整表的成本；

5、安装更简单，极大地减少了工艺流程提高了工作效率；

6、大大减少了超声波从管壁传播的可能，保证了精准度。

 

附图说明

图1是本发明燃气流量计量表的W型反射流道结构剖视图；

图2是本发明W型反射流道第二种实施例结构图；

图3是本发明燃气流量计量表的W型反射流道结构立体图。

 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

   如图1、3所示，燃气流量计量表的W型反射流道，包括流道本体1，流道本体1是具有一定厚度的块状结构，流道本体1的一端设置有进气孔（通常是圆形结构），另一端设置有出气孔，在其内部设置有气体流道4，进气孔与出气孔通过设置在流道本体1内部的气体流道4连通，燃气从进气孔流入气体流道4内，经出气孔流出本发明的流道；气体流道4的横截面是矩形结构；在气体流道4的同一侧，设置有第一超声波安装孔5和第二超声波安装孔6，第一超声波安装孔5和第二超声波安装孔6用于安装燃气表配用的超声波发射和接收装置，以测量气体流道4内燃气的流量；第一超声波安装孔5和第二超声波安装孔6都向气体流道4的中间部位倾斜设置，其中心线与竖直方向的夹角是相等的，都为β，根据β的具体数值，能方便设置并能准确计算超声波在气体流道4内的行走（反射）路径；配用的超声波发射和接收装置发射的超声波，按照β角度发射。第一超声波安装孔5内安装的超声波发射和接收装置，其发射的超声波，在气体流道4的内壁上分别经三个反射区域的三次反射，到达第二超声波安装孔6内的接收装置并被该接收装置接收；同样，第二超声波安装孔6内安装的超声波发射和接收装置，其发射的超声波，在气体流道4的内壁上分别经三个反射区域的三次反射，到达第一超声波安装孔5内的超声波接收装置并被该接收装置接收。即第一超声波安装孔5和第二超声波安装孔6内的超声波发射和接收装置，其发射的超声波，首先经气体流道4的第一内壁41反射，按照入射角与反射角相等的原理反射，到达气体流道4的第二内壁42（安装了超声波发射和接收装置的那一侧的内壁）并经第二内壁42反射，再次达到第一内壁41并经第一内壁41再次反射，最后到达第二超声波安装孔6或第一超声波安装孔5内的接收装置并被该接收装置接收；超声波在气体流道4的第一内壁41与第二内壁42之间，分别经三个反射区域的三次反射，形成W型行走路径。β的具体角度，在15度到75度之间，最佳为40度至50度，尤其是45度。具体设置时，可以选择的角度为15度、17度、18度、20度、25度、28度、30度、32度、34度、35度、38度、40度、42度、45度、50度、54度、58度、60度、63度、65度、68度、70度、72度、75度等，都能满足本发明的需要。

所述气体流道4的矩形结构横截面，其长度为20mm到300mm，宽度为6mm到100mm，面积在120平方毫米（mm²）到30000平方毫米（mm²）之间；进气孔的直径在15mm到80mm之间，进气孔的面积与气体流道4的横截面面积之比值在0.1到1之间；气体流道4的横截面积与圆形进气孔的面积是相关联的，保证了气流以适当速度通过流道而不形成紊流、涡流，以保证测量精度。所述气体流道4的长度可以为20 mm、25 mm、30mm、40 mm、50 mm、80 mm、100 mm、120 mm、150 mm、180 mm、200 mm、220 mm、250 mm、260 mm、280 mm、300mm等，宽度为6 mm、8 mm、10 mm、12 mm、15mm、18 mm、20 mm、25 mm、30 mm、35 mm、40 mm、45 mm、50 mm、55 mm、60 mm、65 mm、70 mm、75 mm、80 mm、85 mm、90 mm、95 mm、98 mm、100mm等，都能满足本发明的需要；气体流道4的横截面面积就是其长度与宽度的乘积，在120平方毫米到30000平方毫米之间。

如图2、3所示，为了提高了测量精度，且增加测量的准确性，使绝大部分的超声波在气体流道4内经三次反射后（三个反射区域各自反射）仍然处于接收器的接收范围而能被接收，以增强每个反射区域反射时的聚光作用，本发明在三个反射点的至少一个所处的反射区域内，设置内凹的圆弧槽43，以增强该反射点的反射力度；图中所示，是在第二内壁42的第二反射点所在的反射区域，设置内凹的圆弧槽43，所述圆弧槽43是对称结构，按照图中的竖直方向左右对称设置，所述圆弧槽43的线型为直径相等的一段圆弧线，或者为常见的抛物线，或者二次函数曲线等。由于设置了内凹的圆弧槽43，在第二内壁42上进行第二次反射时，超声波与圆弧槽43的反射角度，是按照超声波与圆弧槽43相接触点的切线进行反射，能够调整因第一次反射角度偏差而不处在第二次反射区域内的超声波，具有较好的聚光作用，使绝大部分的超声波在气体流道4内经三次反射后仍然处于接收器的接收范围而能被接收。该内凹的圆弧槽43，可以在一个、两个或三个反射点所处的反射区域内设置，能取得更优的聚光效果。

第一超声波安装孔5和第二超声波安装孔6与气体流道4的交汇中心点的距离为S，圆弧槽43弦长为S1， S1/S的范围在20%至60%之间，能保证取得更优的反射效果。

圆弧槽43的高度，与矩形结构气体流道4的高度相等，气体流道4的高度为第一内壁41或第二内壁42的竖直高度。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行的修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.燃气流量计量表的W型反射流道，包括块状结构的流道本体（1），在流道本体（1）内部设置有气体流道（4），其特征在于：所述气体流道（4）的横截面是矩形结构；在气体流道（4）的同一侧，设置有第一超声波安装孔（5）和第二超声波安装孔（6），用于安装配用的超声波发射和接收装置；第一超声波安装孔（5）和第二超声波安装孔（6）都向气体流道（4）的中间部位倾斜设置，其中心线与竖直方向的夹角为β；第一超声波安装孔（5）或第二超声波安装孔（6）内超声波发射装置发射的超声波，在气体流道（4）的第一内壁（41）上经第一次反射，到达气体流道（4）的第二内壁（42）并经第二内壁（42）反射，再到达第一内壁（41）并经第一内壁（41）再次反射，分别到达第二超声波安装孔（6）或第一超声波安装孔（5）内的超声波接收装置并被该接收装置接收，超声波在气体流道（4）内分别经前述三个反射区域的三次反射，形成W型行走路径。

2.根据权利要求1所述燃气流量计量表的W型反射流道，其特征在于：

在三个反射区域的至少一个所处的位置，设置内凹的圆弧槽（43）。

3.根据权利要求2所述燃气流量计量表的W型反射流道，其特征在于：在第二内壁（42）的反射区域，设置内凹的圆弧槽（43），所述圆弧槽（43）是对称结构，按照竖直方向左右对称设置。

4.根据权利要求2或3所述燃气流量计量表的W型反射流道，其特征在于：第一超声波安装孔（5）和第二超声波安装孔（6）与气体流道（4）的交汇中心点的距离为S，圆弧槽（43）的弦长为S1， S1/S的范围在20%至60%之间。

5.根据权利要求2或3所述燃气流量计量表的W型反射流道，其特征在于：所述圆弧槽（43）的高度，与气体流道（4）的高度相等。

6.根据权利要求1或2所述燃气流量计量表的W型反射流道，其特征在于：所述β的角度，在15度到75度之间。

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