CN103983312B - 弹头式稳流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弹头式稳流器，其设有稳流管体、反射镜框、反射镜和反射腔管体，特征在于所述反射镜框另一面设有子弹形稳流体，所述子弹形稳流体底端呈斜面，所述子弹形稳流体经斜面与反射镜框另一面固定连接，使子弹形稳流体的弹头分别背向稳流管体，且子弹形稳流体的中心线与稳流管体的中心线相吻合，大大降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，同时降低流体脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，即降低了雷诺数Re，使其接近2300，此时超声波能在速度均值相对稳定的流体中传播，而不被外界变化的因素干扰，从而能够精确测量出流体流速。
Description
技术领域
本发明涉及流体的计量器具，具体地说是一种弹头式稳流器。
背景技术
目前，在热量表及水流流量的测量方面，主要是通过一对或者多对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，上述是稳定流体的理想情况，然而流量计实际应用时，因流量计前端的复杂情况，如有弯管、变径、阀门、过滤器等的影响，难以得到相对稳定的理想流体流经流量计，不稳定流体使测量的数据的准确性受到影响。为了消除影响，得到相对稳定的流体，有的在流量计的入口处安装直片式稳流器，但是因为受表体长度的影响，直式稳流器只能做的很短，因而所起到的稳流作用也非常之小；有的测量管道内的稳流管体两端分别设有反射镜底座，反射镜底座上设有反射镜支架，反射镜经反射镜框和反射镜支架安装在反射镜底座的中央，且呈倾斜状态，反射镜框上端与反射镜支架上端相连接，下端与反射镜支架下端相连接，当不稳定的流体经过超声波行程区域时，波动的流体在反射镜支架的反作用下，通过一对或者多对超声波换能器测得声波的顺向、逆向的传播速度差而计算出流体的流速，其不足是：由于反射镜框设在底座的中央，且呈倾斜状态设置在稳流腔体中，使水流冲击反射镜框而造成超声波反射面产生振动，导致流体的脉动幅度提高，进而无法精确测量流体的流速。
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、在流体进入超声波流量计收发超声波区域时可保持稳定均衡流体，实现精确测量流体流速、提高超声波流量计精度的弹头式稳流器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种弹头式稳流器，设有稳流管体、反射镜框、反射镜和反射腔管体，所述稳流管体两端分别设有反射腔管体，所述反射腔管体内设有反射镜框，所述反射镜框的中心线与稳流管体的中心线相交叉，所述反射镜框经反射镜支架与反射腔管体固定连接，所述反射镜框一面安装有反射镜，两个反射镜相对，其特征在于所述反射镜框另一面设有子弹形稳流体，所述子弹形稳流体底端呈斜面，所述子弹形稳流体经斜面与反射镜框另一面固定连接，使子弹形稳流体的弹头分别背向稳流管体，且子弹形稳流体的中心线与稳流管体的中心线相吻合，大大降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，同时降低流体脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，即降低了雷诺数Re，使其接近2300，此时超声波能在速度均值相对稳定的流体中传播，而不被外界变化的因素干扰，从而能够精确测量出流体流速。
本发明所述反射镜支架可呈一字型导流板，所述子弹形稳流体和反射镜框分别经一字型反射镜支架与反射腔管体固定连接，以利于通过一字型导流板和子弹型稳流体的导流和稳流作用，不但降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，而且，还大大降低了流体的脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体。
本发明所述反射镜支架可呈十字形导流板，所述子弹形稳流体和反射镜框分别经十字型反射镜支架与反射腔管体固定连接，以利于通过十字型导流板和子弹型稳流体的导流和稳流作用，不但降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，而且，还大大降低了流体的脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体。
本发明所述稳流管体是由两个半稳流管体本体相对密封连接而成，所述反射镜支架是由两个半反射镜支架相对密封连接而成，所述反射腔管体是由两个半反射腔管体相对密封连接而成，所述子弹型稳流体是由两个半子弹型稳流体本体相对密封连接而成，所述半稳流管本体两端分别与半反射腔管本体固定连接，所述半子弹型稳流本体经反射镜支架固定在半反射腔管本体内，以达到安装和制作方便的作用。
本发明由于采用上述结构，具有本发明由于采用上述结构，在流体进入超声波流量计收发超声波区域时保持稳定均衡流体，从而实现精确测量流体流速、提高超声波流量计精度，具有结构新颖、流速均衡、测量准确、节约成本等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的实施例1、3的左视图。
图3是图1中A-A的实施例1、3的剖视图。
图4是图1的分解示意图。
图5是图1的立体结构示意图。
图6是图1的实施例2、4的左视图。
图7是图1中A-A的实施例2、4的剖视图。
图8是实施例2、4的分解示意图。
图9是实施例2、4的立体结构示意图。
图10是现有状态的稳流管体中速度梯度的示意图。
图11是本发明的稳流管体中的速度梯度的示意图。
图12是本发明测试数据明细表。
附图标记：稳流管体1、反射镜框2、反射镜3、反射腔管体4、反射镜支架5、子弹形稳流体6。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
实施例1：如附图1、2、3所示，一种弹头式稳流器，设有稳流管体1、反射镜框2、反射镜3和反射腔管体4，所述稳流管体1两端分别设有反射腔管体4，所述反射腔管体4内设有反射镜框2，所述反射镜框2的中心线与稳流管体1的中心线相交叉，所述反射镜框2经反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，所述反射镜框2一面安装有反射镜3，两个反射镜3相对，其特征在于所述反射镜框2另一面设有子弹形稳流体6，所述子弹形稳流体6底端呈斜面，所述子弹形稳流体6经斜面与反射镜框2另一面固定连接，使子弹形稳流体6的弹头分别背向稳流管体1，且子弹形稳流体6的中心线与稳流管体1的中心线相吻合，大大降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，同时降低流体脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，即降低了雷诺数Re，使其接近2300，此时超声波能在速度均值相对稳定的流体中传播，而不被外界变化的因素干扰，从而能够精确测量出流体流速，本发明所述反射镜支架5采用一字型导流板，所述子弹形稳流体1和反射镜框2分别经一字型反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，以利于通过一字型导流板5和子弹型稳流体6的导流和稳流作用，不但降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，而且，还大大降低了流体的脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体。
实施例2：如附图1、6、7所示，一种弹头式稳流器，设有稳流管体1、反射镜框2、反射镜3和反射腔管体4，所述稳流管体1两端分别设有反射腔管体4，所述反射腔管体4内设有反射镜框2，所述反射镜框2的中心线与稳流管体1的中心线相交叉，所述反射镜框2经反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，所述反射镜框2一面安装有反射镜3，所述两个反射镜3相对，其特征在于所述反射镜框2另一面设有子弹形稳流体6，所述子弹形稳流体6底端呈斜面，所述子弹形稳流体6经斜面与反射镜框2另一面固定连接，使子弹形稳流体6的弹头分别背向稳流管体1，且子弹形稳流体6的中心线与稳流管体1的中心线相吻合，大大降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，同时降低流体脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，即降低了雷诺数Re，使其接近2300，此时超声波能在速度均值相对稳定的流体中传播，而不被外界变化的因素干扰，从而能够精确测量出流体流速，本发明所述反射镜支架5采用十字形导流板，所述子弹形稳流体6和反射镜框2分别经十字型反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，以利于通过十字型导流板和子弹型稳流体6的导流和稳流作用，不但降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，而且，还大大降低了流体的脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体。
实施例3：如附图1、2、3、4、5所示，一种弹头式稳流器，设有稳流管体1、反射镜框2、反射镜3和反射腔管体4，所述稳流管体1两端分别设有反射腔管体4，所述反射腔管体4内设有反射镜框2，所述反射镜框2的中心线与稳流管体1的中心线相交叉，所述反射镜框2经反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，所述反射镜框2一面安装有反射镜3，所述两个反射镜3相对，其特征在于所述反射镜框2另一面设有子弹形稳流体6，所述子弹形稳流体6底端呈斜面，所述子弹形稳流体6经斜面与反射镜框2另一面固定连接，使子弹形稳流体6的弹头分别背向稳流管体1，且子弹形稳流体6的中心线与稳流管体1的中心线相吻合，大大降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，同时降低流体脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，即降低了雷诺数Re，使其接近2300，此时超声波能在速度均值相对稳定的流体中传播，而不被外界变化的因素干扰，从而能够精确测量出流体流速，本发明所述反射镜支架5采用一字型导流板，所述子弹形稳流体1和反射镜框2分别经一字型反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，以利于通过一字型导流板和子弹型稳流体6的导流和稳流作用，不但降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，而且，还大大降低了流体的脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，本发明所述稳流管体是由两个半稳流管体本体相对密封连接而成，所述反射镜支架是由两个半反射镜支架相对密封连接而成，所述反射腔管体是由两个半反射腔管体相对密封连接而成，所述子弹型稳流体是由两个半子弹型稳流体本体相对密封连接而成，所述半稳流管本体两端分别与半反射腔管本体固定连接，所述半子弹型稳流本体经反射镜支架固定在半反射腔管本体内，以达到安装和制作方便的作用。
实施例4：如附图1、6、7、8、9所示，一种弹头式稳流器，设有稳流管体1、反射镜框2、反射镜3和反射腔管体4，所述稳流管体1两端分别设有反射腔管体4，所述反射腔管体4内设有反射镜框2，所述反射镜框2的中心线与稳流管体1的中心线相交叉，所述反射镜框2经反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，所述反射镜框2一面安装有反射镜3，所述两个反射镜3相对，其特征在于所述反射镜框2另一面设有子弹形稳流体6，所述子弹形稳流体6底端呈斜面，所述子弹形稳流体6经斜面与反射镜框2另一面固定连接，使子弹形稳流体6的弹头分别背向稳流管体1，且子弹形稳流体6的中心线与稳流管体1的中心线相吻合，大大降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，同时降低流体脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，即降低了雷诺数Re，使其接近2300，此时超声波能在速度均值相对稳定的流体中传播，而不被外界变化的因素干扰，从而能够精确测量出流体流速，本发明所述反射镜支架5采用十字形导流板，所述子弹形稳流体6和反射镜框2分别经十字型反射镜支架5与反射腔管体4固定连接，以利于通过十字型导流板和子弹型稳流体6的导流和稳流作用，不但降低了水流冲击造成超声波反射面的振动问题，而且，还大大降低了流体的脉动幅度，使波动的流体通过子弹型稳流体后在稳流管内形成相对稳定的流体，本发明所述稳流管体是由两个半稳流管体本体相对密封连接而成，所述反射镜支架是由两个半反射镜支架相对密封连接而成，所述反射腔管体是由两个半反射腔管体相对密封连接而成，所述子弹型稳流体是由两个半子弹型稳流体本体相对密封连接而成，所述半稳流管本体两端分别与半反射腔管本体固定连接，所述半子弹型稳流本体经反射镜支架固定在半反射腔管本体内，以达到安装和制作方便的作用。
如附图10和附图11所示，稳流管体中的速度梯度从图6降低到图7，其有益效果就是平均速度的误差取得了意想不到的技术效果，从而其流量计算精度得到显著的提升。
本发明中的子弹型稳流体6长度及外径优选方法按照黄金分割比进行选择（长比最大外径等于0.618），其外形样条曲线模拟步枪子弹进行绘制。
本发明测试验证方法：将热量表安装在要测量管管体内，假设子弹型稳流体6长度与最大外径比为0.7、0.618、0.5时的测试，调整流量表，将流体的流速分别设置成2.5m3/h、0.8 m3/ h、0.25m3/ h、0.1 m3/ h、 0.05m3/ h，详见附图12，由附图12的测试数据可以看出，本发明达到了1级精度热量表的要求，而目前市场上绝大部分热量表只能达到2级精度。
并通过三种状态进行测试验证：
第一种状态：热量表安装在进口端，进口端流体直接进入热量表，流体冲击力损失小，速度变化微小；
第二种状态：热量表安装在出口端（交换位置）,进口端流体在通过管道后有一定的延程损失，流体速度会有所变化；
第三种状态:热量表安装在出口端（加过滤器），加过滤器后，流体的速度及流态会有变化。
热量表通过这三种状态在通过测量管道后由超声波测量出流体的速度，再由积分公式计算出一个小时内通过管道的流量(X)，同时在这一小时内通过管道的流量会进入称重罐，称重罐和电子称相互连接，从而由电子秤测出一个小时内实际经过管道的流量(Y)，然后系统会自动比较(X)值和(Y)值得大小，得出一个偏差值（Z）,差值越小证明测试误差越小：
本发明由于采用上述结构，在流体进入超声波流量计收发超声波区域时保持稳定均衡流体，从而实现精确测量流体流速、提高超声波流量计精度，具有结构新颖、流速均衡、测量准确、节约成本等优点。
Claims (4)
1.一种弹头式稳流器，设有稳流管体、反射镜框、反射镜和反射腔管体，所述稳流管体两端分别设有反射腔管体，所述反射腔管体内设有反射镜框，所述反射镜框的中心线与稳流管体的中心线相交叉，所述反射镜框经反射镜支架与反射腔管体固定连接，所述反射镜框一面安装有反射镜，两个反射镜相对，其特征在于所述反射镜框另一面设有子弹形稳流体，所述子弹形稳流体底端呈斜面，所述子弹形稳流体经斜面与反射镜框另一面固定连接，使子弹形稳流体的弹头分别背向稳流管体，且子弹形稳流体的中心线与稳流管体的中心线相吻合，所述子弹型稳流体的长度及外径按照黄金分割比进行选择，即长比最大外径等于0.618，其外形样条曲线模拟步枪子弹进行绘制。
2. 根据权利要求 1 所述的一种弹头式稳流器，其特征在于所述反射镜支架采用一字型导流板，所述子弹形稳流体和反射镜框分别经一字型反射镜支架与反射腔管体固定连接。
3. 根据权利要求 1 所述的一种弹头式稳流器，其特征在于所述反射镜支架采用十字形导流板，所述子弹形稳流体和反射镜框分别经十字型反射镜支架与反射腔管体固定连接。
4.根据权利要求 1 所述的一种弹头式稳流器，其特征在于所述稳流管体是由两个半稳流管体本体相对密封连接而成，所述反射镜支架是由两个半反射镜支架相对密封连接而成，所述反射腔管体是由两个半反射腔管体相对密封连接而成，所述子弹型稳流体是由两个半子弹型稳流体本体相对密封连接而成，所述半稳流管本体两端分别与半反射腔管本体固定连接，所述半子弹型稳流本体经反射镜支架固定在半反射腔管本体内。
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