CN105043474A - 一种用于超声波流量计的新型流道结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气计量装置技术领域，特别是一种用于超声波流量计的新型流道结构。包括测量流道本体及两个超声波换能器，所述测量流道本体为长方体，所述两个超声波换能器同时设置于所述测量流道本体水平方向上的前侧或者后侧。相对于将两个超声波换能器上下设置，这种设置可以避免被测流体中污染物沉积堵塞到超声波换能器的发射口，增加了超声波流量计的使用寿命，同时，由于两个超声波换能器同时设置在测量流道本体的相同一侧，两个超声波换能器通过V字形路径进行超声波发射接收，在测量流道本体长度不增加的情况下，相比于将两个超声波换能器设置在测量流道本体对立两侧，增加了超声波传输的距离，从而增加了测量的精准度。

Description

一种用于超声波流量计的新型流道结构

技术领域

本发明涉及燃气计量装置技术领域，特别是一种用于超声波流量计的新型流道结构。

背景技术

随着天然气等清洁、高效能源的飞速发展，天然气正在进入千家万户，越来越多的城镇居民开始使用天然气，而天然气用量的计量结算是天然气使用的必需步骤，目前使用的家用燃气表基本是基于容积式原理的皮膜表，该表是输入机械式表，靠里面的皮膜的震动运动进行计量，计量精度有限，而且皮膜在天然气里面的水、油和灰尘的影响下，会逐渐老化，因此计量精度会逐渐变差，且皮膜表受本身原理限制，不能进行小型化。

申请人拥有的公告号为CN203337198的中国发明提供了一种基于超声波的超声波燃气表，它采用超声波技术实现燃气表的燃气计量，它没有可动的机械部件，可长期保持高精度；但由于超声波流量计是通过超声波换能器发出的超声波测试被测流体速度得出计量结果，目前的超声波燃气表中的超声波换能器多设置在测量流道本体的上下位置，而实际使用中，被测流体中的污染物（如被测燃气中的固体颗粒、水分和油气）会慢慢沉淀在测量流道本体下部，这就导致设置在测量流道本体下部的换能器发射口被堵塞，这无疑会影响到超声波换能器的计量精度和计量稳定性。

发明内容

本发明的发明目的在于克服超声波流量计由于各种污染物（如被测燃气中的固体颗粒、水分、油气等）的沉积造成对超声波换能器计量结果的影响，提供一种超声波换能器不受污染物沉淀影响的用于超声波流量计的新型流道结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于超声波流量计的新型流道结构，包括测量流道本体及两个超声波换能器，所述测量流道本体为长方体，所述两个超声波换能器同时设置于所述测量流道本体水平方向上的前侧或者后侧，由于本发明提供的用于超声波流量计的新型流道结构中两个超声波换能器不在是上下设置，而是设置在测量流道本体水平方向上的前侧或后侧，因此被测流体中污染物的沉积不会堵塞到超声波换能器的发射口，增加了超声波流量计的使用寿命，同时，由于两个超声波换能器同时设置在测量流道本体的相同一侧，两个超声波换能器通过V字形路径进行超声波发射接收，在测量流道本体长度不增加的情况下，相比于将两个超声波换能器设置在测量流道本体对立两侧，增加了超声波传输的距离，从而增加了测量的精准度。

进一步的，所述测量流道本体安装超声换能器的位置设置有隔绝被测流体中污染物的金属丝网，所述金属丝网为超声波透射材料，不影响超声波的通过。

进一步的，所述测量流道本体中设置有一个以上用于将所述测量流道本体均分为多条扁平流道的分隔板，所述分隔板均为水平设置，分隔板使得通过测量流道本体中被测流体流速更加平稳，从而增加了测量的精准度。

在某些实施例中，所述分隔板为5个，将所述测量流道本体均分为6条扁平流道。

进一步的，现有的超声波流量计的流道多为进气管与出气管与测量流道本体（指安装有超声波换能器，对气体流速进行测量的部分）为直接连接，这多要求进气管与出气管均为竖直设置，这限制了超声波流量计本身体积的设计空间；鉴于此，本发明提供一种不用进气管与测量流道本体直接相连的实施例，此时，所述防污染流道结构还包括流体腔、出管以及分别设置在所述测量流道本体入口侧的入口整流部和设置在所述测量流道本体出口侧的出口整流部。

所述流体腔具有入口，用于被测流体流入流体腔内。

所述入口整流部、测量流道本体、出口整流部、出管设置于所述流体腔内，应注意的是，所述入口整流部、出口整流部与所述测量流道本体可一体制成，也可分开制成，同时，设置于流体腔内的所述入口整流部、测量流道本体及出口整流部的外表面不与所述流体腔的腔体接触，即所述入口整流部、测量流道本体及出口整流部是悬空设置在所述流体腔内，其通过所述出管支撑；这样做的好处是，可以让被测流体中的污染物在流体腔内进行初步的沉积而不会流入测量流道本体内影响测量。

所述入口整流部的开口处直径大于其余部分，其用于在被测流体进入测量流道本体前对其进行整流，以增加进入测量流道本体的被测流体的平稳度；同时，所述出口整流部与所述入口整流部长度相同或接近，其对称设置在所述测量流道本体的两端，增加被测流体的稳定性。

所述出管一端通过所述出口整流部与所述测量流道本体连接，另一端伸出流体腔外，用于被测流体流出所述流体腔。应注意的是，在这中情况下，流体腔的入口及出口并不像现有的超声波流量计那样要求进气管及出气管为竖直设置，而是可根据需设置在流体腔的任意一个侧面；即某些情况下，流体腔的入口与出口（流体腔的出口用于所述出管伸出）优选的设置在同一个侧面，也可不在同一个侧面。

进一步的，所述测量流道本体的长度为50-60mm，所述入口整流部和所述出口整流部的长度为14-14.5mm，优选的，所述测量流道本体长度为54mm，所述入口整流部及所述出口整流部的长度均为14.4mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

由于本发明提供的用于超声波流量计的新型流道结构中两个超声波换能器不在是上下设置，而是设置在测量流道本体水平方向上的前侧或后侧，因此被测流体中污染物的沉积不会堵塞到超声波换能器的发射口，增加了超声波流量计的使用寿命，同时，由于两个超声波换能器同时设置在测量流道本体的相同一侧，两个超声波换能器通过V字形路径进行超声波发射接收，在测量流道本体长度不增加甚至减小的情况下，相比于将两个超声波换能器设置在测量流道本体对立两侧，其超声波传输的距离还更加的长，从而增加了测量的精准度。

相对于传统的超声波流量计的进气管与出气管必须竖直设置在测量流道本体两侧，本发明通过增加流体腔的方式，将进气管与出气管的设置方向多样化，同时由于减小了测量流道本体的尺寸，流体腔的大小设置也更加的灵活。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的流道结构的俯视图。

图2为图1中A-A向剖视图。

图3为本发明实施例2提供的流道结构的俯视图。

图中标记：1-测量流道本体，11-入口整流部，13-分隔板，12-出口整流部，2、3-超声波换能器，21、31-金属丝网，4-进管，41-第一挡板，5-出管，51-第二挡板，42、52-腔体。

具体实施方式

下面结合附图1、2，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如附图1所示，本实施例提供一种用于超声波流量计的新型流道结构，包括测量流道本体1及两个超声波换能器2、3，所述测量流道本体1为长方体，所述两个超声波换能器2、3同时设置于所述测量流道本体1水平方向上的前侧或者后侧，由于本发明提供的用于超声波流量计的新型流道结构中两个超声波换能器2、3不在是上下设置，而是设置在测量流道本体1水平方向上的前侧或后侧，因此被测流体中污染物的不会因为沉积而堵塞到超声波换能器的发射口，增加了超声波流量计的使用寿命，同时，由于两个超声波换能器2、3同时设置在测量流道本体1的相同一侧，两个超声波换能器2、3通过V字形路径（图1中V字形虚线）进行超声波发射接收，在测量流道本体1长度不增加的情况下，相比于将两个超声波换能器2、3设置在测量流道本体1对立两侧，增加了超声波传输的距离，从而增加了测量的精准度。

进一步的，所述测量流道本体安装超声换能器2、3的位置分别设置有隔绝被测流体中污染物的金属丝网21、31，所述金属丝网21、31为超声波透射材料，不影响超声波的通过。

进一步的，如图2所示，所述测量流道本体中设置有一个以上用于将所述测量流道本体1均分为多条扁平流道的分隔板13，所述分隔板13均为水平设置，分隔板13使得通过测量流道本体中的被测流体流速更加平稳，从而增加了测量的精准度。

本实施例中，所述分隔板为5个，将所述测量流道本体均分为6条扁平流道，当然，根据测量流道本体的实际尺寸的不同，所述分隔板的数量可以不同，如可以为6个、7个、8个或9个等。

需注意的是，由于两个超声波换能器设置在测量流道本体同侧，因此其V型的超声波传输距离增长，因此可适度的将测量流道本体的长度缩小而不影响测量效果。而测量流道本体长度的缩小，使得超声波流量计其他部分有更大的设计空间，有利于超声波流量计整体的设计。

实施例2：进一步的，现有的超声波流量计的流道多为进气管与出气管与测量流道本体（指安装有超声波换能器，对气体流速进行测量的部分）为直接连接，这多要求进气管与出气管均为竖直设置，这限制了超声波流量计本身体积的设计空间；鉴于此，本发明提供一种不用进气管与测量流道本体直接相连的实施例，此时，所述防污染流道结构还包括流体腔5、出管4以及分别设置在所述测量流道本体1入口侧的入口整流部11和设置在所述测量流道本体出口侧的出口整流部12。

所述流体腔5具有入口51，用于被测流体流入流体腔5内。

所述入口整流部11、测量流道本体1、出口整流部12、出管4设置于所述流体腔5内，应注意的是，所述入口整流部11、出口整流部11与所述测量流道本体12可一体制成，也可分开制成，同时，设置于流体腔5内的所述入口整流部11、测量流道本体1及出口整流部12的外表面不与所述流体腔5的腔体接触，即所述入口整流部11、测量流道本体1及出口整流部12是悬空设置在所述流体腔5内，其通过所述出管4支撑；这样做的好处是，可以让被测流体中的污染物在流体腔5内进行初步的沉积而不会流入测量流道本体1内影响测量。

所述入口整流部11的开口处直径大于其余部分，其用于在被测流体进入测量流道本体1前对其进行整流，以增加进入测量流道本体1的被测流体的平稳度；同时，所述出口整流部12与所述入口整流部11长度相同或接近，其对称设置在所述测量流道本体1的两端，增加被测流体的稳定性。

所述出管4一端通过所述出口整流部12与所述测量流道本体1连接，另一端伸出流体腔5外，用于被测流体流出所述流体腔5。应注意的是，在这中情况下，流体腔5的入口及出口并不像现有的超声波流量计那样要求进气管及出气管为竖直设置，而是可根据需设置在流体腔5的任意一个侧面；流体腔5的入口与出口（流体腔的出口用于所述出管伸出）优选的设置在同一个侧面，也可不在同一个侧面。

进一步的，所述测量流道本体的长度为50-60mm，所述入口整流部和所述出口整流部的长度为14-14.5mm，优选的，所述测量流道本体长度为54mm，所述入口整流部及所述出口整流部的长度均为14.4mm，这样，包括入口整流部、测量流道本体及出口整流部的整个测量端流道的长度一共在83mm左右，这大大小于现有技术中测量流道本体的长度（通常在130mm左右）。

Claims (6)

1.一种用于超声波流量计的新型流道结构，包括测量流道本体及两个超声波换能器，所述测量流道本体为长方体，其特征在于，所述两个超声波换能器同时设置于所述测量流道本体水平方向上的前侧或者后侧。

2.如权利要求1所述的用于超声波流量计的新型流道结构，其特征在于，所述测量流道本体安装超声换能器的位置设置有隔绝被测流体中污染物的金属丝网。

3.如权利要求1或2所述的用于超声波流量计的新型流道结构，其特征在于，所述测量流道本体中设置有一个以上用于将所述测量流道本体均分为多条扁平流道的分隔板，所述分隔板均为水平设置。

4.如权利要求3所述的用于超声波流量计的新型流道结构，其特征在于，所述分隔板为5个，将所述测量流道本体均分为6条扁平流道。

5.如权利要求1所述的用于超声波流量计的新型流道结构，其特征在于，所述防污染流道结构还包括流体腔、出管以及分别设置在所述测量流道本体入口侧的入口整流部和设置在所述测量流道本体出口侧的出口整流部；

所述流体腔具有入口，用于被测流体流入流体腔内；

所述入口整流部、测量流道本体、出口整流部、出管设置于所述流体腔内；

所述出管一端通过所述出口整流部与所述测量流道本体连接，另一端伸出流体腔外，用于被测流体流出所述流体腔。

6.如权利要求5所述的用于超声波流量计的新型流道结构，其特征在于，所述测量流道本体的长度为50-60mm，所述入口整流部和所述出口整流部的长度为14-14.5mm。