CN103954326A - 双声道n形反射式超声波式流量传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，其特征在于设有表体、上换能器、下换能器、上反射镜、下反射镜、衬管和盖板，表体两端分别设有法兰，表体一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，上换能器安装通道中心线的延长线与表体轴线的夹角大于100°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，表体内设有衬管，表体的上换能器安装通道内设有上换能器，下换能器安装通道内设有下换能器，衬管进口端内壁圆周阵列有导流片，下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜，上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜，具有结构新颖、有效地增加测量长度、测量精度大大增加、减小测量误差、超声波流量计量精度大幅提高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及流体计量设备技术领域，具体地说是一种双声道N形反射式超声波式流量传感器。
背景技术
目前，在热量表及水流流量的测量方面，超声波换能器放置在被测管道的两端来实现，超声波流量计是利用超声波在液体中传播的原理，通过测得声波的顺向、逆向的传播速度差而计算出流体的流速，再由集成在PCB板芯片中积分公式计算出流量。目前，超声波测量液体方面，用得最多的是传播时间法和多普勒法两大类，所谓传播时间法，即：按声道数分类：按声道数分类常用的有单声道、双声道、四声道和八声道四种。近年又出现三声道、五声道和六声道。增加声道长度对提高测量精度起很大作用。各声道按换能器分布位置，单声道 有Z法（透过法）和V法（反射法）两种； 双声道 有X法（2Z法、交差法）、2V法和平行法三种；上述声道的布置方法尽管加长了声道，但其测量精度还是达不到很精确的要求。
经检索，CN103217196公开了一种超声波流量传感器，其包括管体和超声波信号反射装置，所述的管体内装有四个反射装置，四个反射装置各自成一定的夹角，超声波信号从超声波发射端发出依次在四个反射装置上反射，最后进入超声波接收端，本发明增加了测量超声波的反射次数，因此增大了测量截面积，提高了测量精度，减少了测量误差，其不足是：一是结构繁琐、且结构不合理、由于反射装置是安装在管体内，并突出于管体内壁，容易被管体内流体中携带的物质缠绕而影响反射精度；二是这种反射装置容易对进入测量管体内的流体产生扰流现象，即水流通过时反射装置中的反射支架的不规则形状则直接改变了流体的流动状态，导致紊流流体的脉动幅度大，增大了紊流产生涡流动的几率，从而影响超声波测量的精度，降低了超声波流量计的精度。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、有效地增加测量长度、测量精度大大增加、减小测量误差、超声波流量计量精度大幅提高的超声波式流量传感器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，其特征在于设有表体、上换能器、下换能器、上反射镜、下反射镜、衬管和盖板，所述表体两端分别设有法兰，所述表体一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体轴线的夹角大于100°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，达到显著的延长测量长度的作用，所述表体内设有衬管，所述上换能器安装通道内设有上换能器，下换能器安装通道内设有下换能器，所述上换能器安装通道和下换能器安装通道端口分别经盖板和密封垫密封连接，所述衬管是由圆柱形管体和圆柱形管体两端的锥形管体构成，所述衬管进口端的锥形管体内壁圆周阵列有导流片，以利于对进入衬管内的流体进行导流，减小测量误差，所述圆柱形管体对应上换能器安装通道设有上通孔，对应下换能器安装通道设有下通孔，且上换能器安装通道和上通孔的中心线相吻合，下换能器安装通道和下通孔的中心线相吻合，所述圆柱形管体内壁对应上换能器安装通道的中心线的延长线设有下反射镜安装凹槽，对应下换能器安装通道的中心线的延长线设有上反射经安装凹槽，所述下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜，所述上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜，使超声波通过上换能器、下反射镜、上反射镜和下换能器形成N形双声道，大大延长了测量长度，且上反射镜和下反射镜的镜面分别与衬管内壁相平齐，避免了紊流流体的脉动幅度，大大提高了流量计量精度。
本发明所述所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体轴线的夹角为110°-125°，以利于达到最佳延长测量长度的作用。
本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、有效地增加测量长度、测量精度大大增加、减小测量误差、超声波流量计量精度大幅提高等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A-A的旋转剖视图。
图3是本发明的立体结构示意图。
图4是本发明测试验证数据其中一次的的截图。
图5是双声道直射式超声波流量计的测试验证数据其中一次的的截图。
图6是单声道单声道流量计测试验证数据其中一次的的截图。
附图标记：表体1、上换能器2、下换能器3、上反射镜4、下反射镜5、衬管6、盖板7、导流片8。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明：
如附图所示，一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，其特征在于设有表体1、上换能器2、下换能器3、上反射镜4、下反射镜5、衬管6和盖板7，所述表体1两端分别设有法兰，所述表体1一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体1轴线的夹角大于100°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，以达到显著的延长测量长度的作用，所述表体1内设有衬管6，所述上换能器安装通道内设有上换能器2，下换能器安装通道内设有下换能器3，所述上换能器安装通道和下换能器安装通道端口分别经盖板7和密封垫密封连接，所述衬管6是由圆柱形管体和圆柱形管体两端的锥形管体构成，所述锥形管体进口端的锥形管体内壁圆周阵列有导流片8，以利于对进入衬管6内的流体进行导流，减小测量误差，所述圆柱形管体对应上换能器安装通道设有上通孔，对应下换能器安装通道设有下通孔，且上换能器安装通道和上通孔的中心线相吻合，下换能器安装通道和下通孔的中心线相吻合，所述圆柱形管体内壁对应上换能器安装通道的中心线的延长线设有下反射镜安装凹槽，对应下换能器安装通道的中心线的延长线设有上反射经安装凹槽，所述下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜5，所述上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜4，使超声波通过上换能器、下反射镜、上反射镜和下换能器形成N形双声道，大大延长了测量长度，且上反射镜和下反射镜的镜面分别与衬管内壁相平齐，避免了紊流流体的脉动幅度，大大提高了流量计量精度。
本发明所述所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体轴线的夹角a为110°-125°，以利于达到最佳延长测量长度的作用。
实施例1：一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，设有表体1、上换能器2、下换能器3、上反射镜4、下反射镜5、衬管6和盖板7，所述表体1两端分别设有法兰，所述表体1一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体1轴线的夹角a为110°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，以达到显著的延长测量长度的作用，所述表体1内设有衬管6，所述上换能器安装通道内设有上换能器2，下换能器安装通道内设有下换能器3，所述上换能器安装通道和下换能器安装通道端口分别经盖板7和密封垫密封连接，所述衬管6是由圆柱形管体和圆柱形管体两端的锥形管体构成，所述锥形管体进口端的锥形管体内壁圆周阵列有导流片8，以利于对进入衬管6内的流体进行导流，减小测量误差，所述圆柱形管体对应上换能器安装通道设有上通孔，对应下换能器安装通道设有下通孔，且上换能器安装通道和上通孔的中心线相吻合，下换能器安装通道和下通孔的中心线相吻合，所述圆柱形管体内壁对应上换能器安装通道的中心线的延长线设有下反射镜安装凹槽，对应下换能器安装通道的中心线的延长线设有上反射经安装凹槽，所述下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜5，所述上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜4，使超声波通过上换能器、下反射镜、上反射镜和下换能器形成N形双声道，大大延长了测量长度，且上反射镜和下反射镜的镜面分别与衬管内壁相平齐，避免了紊流流体的脉动幅度，大大提高了流量计量精度，请参看附图4所示的为本发明测试验证数据其中一次的截图；附图5所示的双声道直射式超声波流量计的测试验证数据其中一次的的截图；附图6所示的单声道单声道流量计测试验证数据其中一次的的截图，本发明通过附表4、5、6对比可以看出，本发明的测量精度比双声道直射式和单声道超声波流量计取得了意想不到的技术效果。
实施例2：一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，设有表体1、上换能器2、下换能器3、上反射镜4、下反射镜5、衬管6和盖板7，所述表体1两端分别设有法兰，所述表体1一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体1轴线的夹角a为125°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，以达到显著的延长测量长度的作用，所述表体1内设有衬管6，所述上换能器安装通道内设有上换能器2，下换能器安装通道内设有下换能器3，所述上换能器安装通道和下换能器安装通道端口分别经盖板7和密封垫密封连接，所述衬管6是由圆柱形管体和圆柱形管体两端的锥形管体构成，所述锥形管体进口端的锥形管体内壁圆周阵列有导流片8，以利于对进入衬管6内的流体进行导流，减小测量误差，所述圆柱形管体对应上换能器安装通道设有上通孔，对应下换能器安装通道设有下通孔，且上换能器安装通道和上通孔的中心线相吻合，下换能器安装通道和下通孔的中心线相吻合，所述圆柱形管体内壁对应上换能器安装通道的中心线的延长线设有下反射镜安装凹槽，对应下换能器安装通道的中心线的延长线设有上反射经安装凹槽，所述下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜5，所述上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜4，使超声波通过上换能器、下反射镜、上反射镜和下换能器形成N形双声道，大大延长了测量长度，且上反射镜和下反射镜的镜面分别与衬管内壁相平齐，避免了紊流流体的脉动幅度，大大提高了流量计量精度，请参看附图4所示的为本发明测试验证数据其中一次的截图；附图5所示的双声道直射式超声波流量计的测试验证数据其中一次的的截图；附图6所示的单声道单声道流量计测试验证数据其中一次的的截图，本发明通过附表4、5、6对比可以看出，本发明的测量精度比双声道直射式和单声道超声波流量计取得了意想不到的技术效果。
实施例3：一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，设有表体1、上换能器2、下换能器3、上反射镜4、下反射镜5、衬管6和盖板7，所述表体1两端分别设有法兰，所述表体1一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体1轴线的夹角a为120°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，以达到显著的延长测量长度的作用，所述表体1内设有衬管6，所述上换能器安装通道内设有上换能器2，下换能器安装通道内设有下换能器3，所述上换能器安装通道和下换能器安装通道端口分别经盖板7和密封垫密封连接，所述衬管6是由圆柱形管体和圆柱形管体两端的锥形管体构成，所述锥形管体进口端的锥形管体内壁圆周阵列有导流片8，以利于对进入衬管6内的流体进行导流，减小测量误差，所述圆柱形管体对应上换能器安装通道设有上通孔，对应下换能器安装通道设有下通孔，且上换能器安装通道和上通孔的中心线相吻合，下换能器安装通道和下通孔的中心线相吻合，所述圆柱形管体内壁对应上换能器安装通道的中心线的延长线设有下反射镜安装凹槽，对应下换能器安装通道的中心线的延长线设有上反射经安装凹槽，所述下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜5，所述上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜4，使超声波通过上换能器、下反射镜、上反射镜和下换能器形成N形双声道，大大延长了测量长度，且上反射镜和下反射镜的镜面分别与衬管内壁相平齐，避免了紊流流体的脉动幅度，大大提高了流量计量精度，请参看附图4所示的为本发明测试验证数据其中一次的截图；附图5所示的双声道直射式超声波流量计的测试验证数据其中一次的的截图；附图6所示的单声道单声道流量计测试验证数据其中一次的的截图，本发明通过附表4、5、6对比可以看出，本发明的测量精度比双声道直射式和单声道超声波流量计取得了意想不到的技术效果。
本发明由于采用上述结构，具有结构新颖、有效地增加测量长度、测量精度大大增加、减小测量误差、超声波流量计量精度大幅提高等优点。
Claims (2)
1.一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，其特征在于设有表体、上换能器、下换能器、上反射镜、下反射镜、衬管和盖板，所述表体两端分别设有法兰，所述表体一侧壁设有上换能器安装通道，另一侧壁设有下换能器安装通道，所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体轴线的夹角大于100°，且上换能器安装通道和下换能器安装通道的中心线相平行，所述表体内设有衬管，所述表体上的上换能器安装通道内设有上换能器，下换能器安装通道内设有下换能器，所述上换能器安装通道和下换能器安装通道端口分别经盖板和密封垫密封连接，所述衬管是由圆柱形管体和圆柱形管体两端的锥形管体构成，所述衬管进口端的锥形管体内壁圆周阵列有导流片，所述圆柱形管体对应上换能器安装通道设有上通孔，对应下换能器安装通道设有下通孔，且上换能器安装通道和上通孔的中心线相吻合，下换能器安装通道和下通孔的中心线相吻合，所述圆柱形管体内壁对应上换能器安装通道的中心线的延长线设有下反射镜安装凹槽，对应下换能器安装通道的中心线的延长线设有上反射经安装凹槽，所述下反射镜安装凹槽内嵌有下反射镜，所述上反射镜安装凹槽内嵌有上反射镜，且上反射镜和下反射镜的镜面分别与衬管内壁相平齐。
2.根据权利要求1所述的一种双声道N形反射式超声波式流量传感器，其特征在于所述所述上换能器安装通道中心线的延长线与表体轴线的夹角为110°-125°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140730 |