CN105547387A - 直通型流量传感器 - Google Patents

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贾民岗
何炳伟
戴于东
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Chongqing Wei'an Measuring Manufacturing Co Ltd
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Chongqing Wei'an Measuring Manufacturing Co Ltd
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
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Abstract

本发明公开了一种直通型流量传感器，包括流量管和换能器，沿所述流量管流量方向前后设有两个换能孔，在两个所述换能孔内均安装有所述换能器，其关键在于：所述换能器的底端上设置有超声波晶片，所述换能器的底端嵌设在所述换能孔上后，两个超声波晶片正对，且所述换能器的底端端面与其所在侧流量管的内壁平齐。有益效果：换能器嵌设在流量管上后，换能器的底端与流量管内壁重合，大幅减小流量管内换能孔处的死腔，易加工且毛刺较少，减小管内涡流，进而减小水表测量误差。

Description

直通型流量传感器
技术领域
本发明涉及一种物理测量仪器结构，具体地说，是一种直通型流量传感器。
背景技术
随着城市规模的发展，水表的使用量也越来越大，为解决监控、抄表等管理问题，带有位置监控、远程抄表等功能的智能水表便应运而生；现有的水表按安装结构基本分为将换能器嵌设在流量管管壁上，或直接伸入在流量管腔内；换能器本体部分嵌设在流量管管壁上的结构，在流量管上换能器底端安装腔处留有较大死腔，在流量管内造成涡流；换能器直接伸入在流量管腔内，换能器本体影响管内水流流速，影响超声波信号的检测精度，使得水表监测结果误差较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种直通型流量传感器，换能器嵌设在流量管内壁上，超声波晶片位于换能器底端，且换能器嵌设在流量管上后，换能器的底端与流量管内壁重合，大幅减小流量管内换能孔处的死腔，流量传感器易加工且流量管内毛刺较少，减小管内涡流，进而减小水表测量误差。
具体技术方案如下：
一种直通型流量传感器，包括流量管和换能器，沿所述流量管流量方向前后设有两个换能孔，在两个所述换能孔内均安装有所述换能器，其关键在于：所述换能器的底端上设置有超声波晶片，所述换能器的底端嵌设在所述换能孔上后，两个超声波晶片正对，且所述换能器的底端端面与其所在侧流量管的内壁平齐。
基于上述结构的设计，换能器嵌设在流量管内壁上，超声波晶片位于换能器底端，且换能器嵌设在流量管上后，换能器的底端与流量管内壁重合，大幅减小流量管内换能孔处的死腔，流量传感器易加工且流量管内毛刺较少，减小管内涡流，进而减小水表测量误差。
进一步地，所述换能器的底端上开设有导流槽，所述导流槽与其所在处流量管管内壁重合。所述导流槽的槽壁上开设有”V”型槽，所述超声波晶片贴设在所述”V”型槽的一个侧壁上。在流量管上沿轴向相应安装的两个换能器，其超声波晶片相对，导流槽使得换能器底部完全与流量管内壁重合，减小管内毛刺。
进一步地，所述换能器底端侧壁上设置有梯形台阶，所述换能孔的孔壁上设置有与所述梯形台阶相吻合的孔壁台阶，所述换能器通过梯形台阶抵接在所述换能孔的孔壁台阶上，并使用螺钉固定。所述梯形台阶上设置有环形槽，所述环形槽内嵌设有密封圈，所述密封圈抵接在所述孔壁台阶上。这样设计，一方面可以将换能器固定安装在流量管上，另一方面，在梯形台阶上安装密封圈，可以有效防止流量管内的水从换能孔处流出，防止水表受潮腐蚀。
在具体实施时，所述换能器的上端上设置有方台，所述方台上设置信号引出线，换能器的内部还设置有电路板安装腔和导线槽，将换能器信号引出线从超声波晶片处引出。
此外，本发明中所述流量管包括三段，依次为进口段、节流段和出口段，其中节流段管径小于进口段和出口段管径。两个超声波晶片均位于所述节流段处，信号传播路径与所述节流管管壁形成“N”型。这样设计，当流体流入节流段时，流速增大，使得所述换能器测量节流段处流体流速，提高流量传感器的测量精度。
有益效果：换能器嵌设在流量管上后，换能器的底端与流量管内壁重合，大幅减小流量管内换能孔处的死腔，易加工且毛刺较少，减小管内涡流，进而减小水表测量误差。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的左视图；
图5为图1中换能器的结构图；
图6为图5中的左视图；
图7为图5的B-B剖面图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种直通型流量传感器，包括流量管1和换能器2，沿所述流量管1流量方向前后设有两个换能孔10，在两个所述换能孔10内均安装有所述换能器2，其关键在于：如图2所示，所述换能器2的底端上设置有超声波晶片20，所述换能器2的底端嵌设在所述换能孔10上后，两个超声波晶片20正对，且所述换能器2的底端端面与其所在侧流量管1的内壁平齐，安装后的结构图如图3和图4所示，换能器不阻挡流量管内水流。
基于上述结构的设计，换能器2嵌设在流量管1内壁上，超声波晶片20位于换能器2底端，且换能器2嵌设在流量管1上后，换能器2的底端与流量管1内壁重合，大幅减小流量管1内换能孔处的死腔，流量传感器易加工且流量管1内毛刺较少，减小管内涡流，进而减小水表测量误差。
在本实施例中，所述换能器2的结构如图5至图7所示，从图6可以看出，所述换能器2的底端上开设有导流槽21，通过图2还可看出，所述导流槽21与其所在处流量管1管内壁重合。如图7所示，所述导流槽21的槽壁上开设有”V”型槽22，所述超声波晶片20贴设在所述”V”型槽22的一个侧壁上。在流量管1上沿轴向相应安装的两个换能器2，其超声波晶片20相对，导流槽21使得换能器2底部完全与流量管1内壁重合，减小管内毛刺。
通过图7还可看出，所述换能器2底端侧壁上设置有梯形台阶23，所述换能孔10的孔壁上设置有与所述梯形台阶23相吻合的孔壁台阶11，所述换能器2通过梯形台阶23抵接在所述换能孔10的孔壁台阶11上，并使用螺钉固定。所述梯形台阶23上设置有环形槽24，所述环形槽24内嵌设有密封圈25，所述密封圈25抵接在所述孔壁台阶11上。这样设计，一方面可以将换能器2固定安装在流量管1上，另一方面，在梯形台阶23上安装密封圈，可以有效防止流量管1内的水从换能孔10处流出，防止水表受潮腐蚀。
在本实施例中，所述换能器2的上端上设置有方台26，所述方台26上设置信号引出线27，换能器2的内部还设置有电路板安装腔和导线槽，将换能器信号引出线从超声波晶片20处引出。
此外，通过图1至图3可以看出，在本实施例中所述流量管1包括三段，依次为进口段12、节流段13和出口段14，其中节流段13管径小于进口段12和出口段14管径。两个超声波晶片20均位于所述节流段13处，信号传播路径与所述节流管12管壁形成“N”型。这样设计，当流体流入节流段13时，流速增大，使得所述换能器2测量节流段13处流体流速，提高流量传感器的测量精度。在加工流量管1时，可将所述流量管1的外壁设置成矩形，换能孔10设置在上述矩形块上，方便换能器2安装。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直通型流量传感器，包括流量管(1)和换能器(2)，沿所述流量管(1)流量方向前后设有两个换能孔(10)，在两个所述换能孔(10)内均安装有所述换能器(2)，其特征在于：所述换能器(2)的底端上设置有超声波晶片(20)，所述换能器(2)的底端嵌设在所述换能孔(10)上后，两个超声波晶片(20)正对，且所述换能器(2)的底端端面与其所在侧所述流量管(1)内壁平齐。
2.根据权利要求1所述的直通型流量传感器，其特征在于：所述换能器(2)的底端上开设有导流槽(21)，所述导流槽(21)与其所在处流量管(1)管内壁重合。
3.根据权利要求2所述的直通型流量传感器，其特征在于：所述导流槽(21)的槽壁上开设有“V”型槽(22)，所述超声波晶片(20)贴设在所述“V”型槽(22)的一个侧壁上。
4.根据权利要求1所述的直通型流量传感器，其特征在于：所述换能器(2)底端侧壁上设置有梯形台阶(23)，所述换能孔(10)的孔壁上设置有与所述梯形台阶(23)相吻合的孔壁台阶(11)，所述换能器(2)通过梯形台阶(23)抵接在所述换能孔(10)的孔壁台阶(11)上，并使用螺钉固定。
5.根据权利要求4所述的直通型流量传感器，其特征在于：所述梯形台阶(23)上设置有环形槽(24)，所述环形槽(24)内嵌设有密封圈(25)，所述密封圈(25)抵接在所述孔壁台阶(11)上。
6.根据权利要求1所述的直通型流量传感器，其特征在于：所述换能器(2)的上端设置有方台(26)，所述方台(26)上设置信号引出线(27)。
7.根据权利要求1所述的直通型流量传感器，其特征在于：所述流量管(1)包括三段，依次为进口段(12)、节流段(13)和出口段(14)，其中节流段(13)管径小于进口段(12)和出口段(14)管径。
8.根据权利要求7所述的直通型流量传感器，其特征在于：两个超声波晶片(20)均位于所述节流段(13)处，信号传播路径与所述节流段(13)管壁形成“N”型。
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