CN111595399A - 一种超声波测量结构及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波测量结构及其组装方法，属于声学、传感技术领域。技术方案是：壳体上带有整流结构，反射镜位于壳体内，反射镜的两侧边与壳体连接并与壳体一体成型；壳体和测量段均为筒状，测量段内孔的截面形状为椭圆形或者类似椭圆形，两个壳体和一个测量段相互组合在一起，壳体中反射镜的反射方向与测量段内孔的中心线方向一致。本发明的有益效果：壳体自带整流结构，减小了扰动所带来的干扰；由于小部分为椭圆形，可以有效抑制漩涡扰动；反射镜的方向与缩小部分的椭圆形方向相对，可以增大了反射超声波面积，使反射面积在最大限度经过流体，从而抑制扰动带来的误差。

Description

一种超声波测量结构及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种超声波测量结构及其组装方法，用于测量流动介质，特别是液体或者气体的超声波测量结构，属于声学、传感技术领域。

背景技术

目前，现有超声流量传感器结构，特别是小口径超声流量传感器（内径小于40mm）通常都采用反射体反射超声波的方式进行测量，通过反射体将超声波反射穿过需要测量的流体，计算正逆程的时间差，从而推算出流速信息。而当被测流体受到某种扰动时，会导致流速中心发生偏移，比如水表标准中规定的漩涡扰流或者速度剖面型扰流，若反射体反射的超声波路径没有穿过流体流速中心，所测得数据将会发生失真，从而引起水表的测量误差。面对此问题的通常做法是：1.在水表上游加装整流装置，比如整直器，从而使流体在进入水表之前先将流速中心稳定超声波测量路径上，但这样结构比较复杂。2.加大反射体，从而使反射的超声波面积将所测流体全部覆盖，但这将大大增加水表压损。

发明内容

本发明目的是提供一种超声波测量结构及其组装方法，有效抑制漩涡扰动，增大了反射超声波面积，一体化成型后组装，结构简单，组装方便，定位可靠，组成部件少，自带整流结构，压损小，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种超声波测量结构，包含两个壳体、一个测量段和两个反射镜；壳体上带有整流结构，反射镜位于壳体内，形状为具有长轴和短轴的椭圆形或矩形，反射镜的两侧边与壳体连接并与壳体一体成型；壳体和测量段均为筒状，测量段内孔的截面形状为具有长轴和短轴的椭圆形或者类似椭圆形，两个壳体和一个测量段相互组合在一起，壳体中反射镜的反射方向与测量段内孔的中心线方向一致，且反射镜的长轴与测量段内孔的长轴相互平行布置。

所述壳体的一个端部与测量段组合在一起，壳体的另一个端部设有整流结构；所述整流结构至少具有如下三种结构：

1、所述整流结构为壳体的端部开设槽口；所述槽口的形状是任意的，包括条状槽、U型槽、V型开口、半圆开口等等。所述槽口的数量是任意的，多个槽口均设置在壳体的端部，多个槽口的形状可以相同，也可以不同。

2、所述整流结构为壳体的端部内壁上设有纵向的凸楞；所述凸楞的截面形状是任意的，包括矩形、方形、梯形、半圆形等等。所述凸楞与壳体一体成型，所述凸楞的数量是任意的，多个凸楞均设置在壳体的端部内壁上，多个凸楞的形状可以相同，也可以不同。

3、所述整流结构包括槽口和凸楞，所述槽口开设在壳体的端部，凸楞纵向设置在壳体端部内壁上，槽口与凸楞在壳体端部圆周上交错布置，壳体与槽口和凸楞一体成型；所述槽口的形状是任意的，包括条状槽、U型槽、V型开口、半圆开口等等。所述槽口的数量是任意的，多个槽口均设置在壳体的端部，多个槽口的形状可以相同，也可以不同。所述凸楞的截面形状是任意的，包括矩形、方形、梯形、半圆形等等。所述凸楞与壳体一体成型，所述凸楞的数量是任意的，多个凸楞均设置在壳体的端部内壁上，多个凸楞的形状可以相同，也可以不同。

所述壳体中的反射镜，其形状与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形相一致；反射镜形状也可以与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形不一致，例如矩形的反光镜、正圆形状的反光镜等等。所述反射镜的两侧与壳体内壁连接在一起，并与壳体一体成型。

所述壳体数量为两个，分别为壳体一和壳体二；所述整流结构数量为两个，分别为整流结构一和整流结构二；所述反射镜为两个，分别为反射镜一和反射镜二；在壳体一上设有传感器安装孔、整流结构一和反射镜一，在壳体二上设有传感器安装孔、整流结构二和反射镜二。

所述测量段是位于两个壳体中间的缩小部分，测量段的内孔截面积小于壳体的内孔截面积；测量段内部过水部分为椭圆孔或者类似椭圆，测量段是一个单独部件，测量段的两端与两个壳体组合形成超声波测量结构；所述的组合方式包括：扣合、粘接、插接、卡扣等方式。

所述的一体成型，为注塑一体成型。

一种超声波测量结构的组装方法，包含如下步骤：

壳体一与整流结构一、传感器安装孔和反射镜一一体成型，组成组件一；

壳体二与整流结构二、传感器安装孔和反射镜二一体成型，组成组件二；

测量段为缩小部分，内孔为椭圆孔或者类似椭圆，用于过水，测量段一体成型，组成组件三；

组件三的两端分别与组件一和组件二的一端相互组装在一起，反射镜一和反射镜二的反射方向需与缩小部分内孔中心线方向一致，且反射镜的长轴与测量段内孔的长轴相互平行布置。

所述组件一和组件二的结构可以完全相同，为相同的部件，便于统一生产和组装；组件一和组件二的结构也可以不完全相同，为不相同的部件，主要区别点可以是整流结构的槽口和凸楞的形状及数量不相同，反射镜形状不相同等等；组件三与组件一和组件二组装方式是可以是焊接、插接、卡扣、扣合等。

本发明的主要创新点：

已有技术的缩小部分内孔均为正圆形状，容易受到漩涡扰流干扰，影响测量精度，本发明缩小部分的内孔改为椭圆形或者类似椭圆形，避免了上述干扰。已有技术需要在壳体上另外设置整流结构，本发明直接将壳体的端部一体成型为整流结构，无需另设整流结构，简便易行，效果好。将已有技术的圆形反射镜反射圆截面对应测量段圆形内孔，改为反射镜反射圆截面为椭圆形或矩形与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形相一致的形状，增大了反射超声波面积。

本发明的有益效果：壳体自带整流结构，减小了扰动所带来的干扰；由于缩小部分为椭圆形，可以有效抑制漩涡扰动；反射镜的方向与缩小部分的椭圆形方向相对，可以增大了反射超声波面积，使反射面积在最大限度经过流体，从而抑制扰动带来的误差。

附图说明

图1是本发明实施例一结构示意图；

图2是本发明实施例一剖视结构示意图；

图3是本发明实施例反射镜结构示意图；

图4是本发明实施例缩小部分断面示意图；

图5是本发明实施例反射镜与缩小部分内孔对应关系示意图；

图6是本发明实施例二结构示意图；

图7是本发明实施例三结构示意图；

图中：槽口1、壳体一2、传感器安装孔一3、缩小部分4、壳体二5、传感器安装孔二6、凸楞7、反射镜二8、椭圆孔9、反射镜一10。

具体实施方式

以下结和附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

一种超声波测量结构，包含两个壳体、一个测量段和两个反射镜；壳体上带有整流结构，反射镜位于壳体内，形状为具有长轴和短轴的椭圆形或矩形，反射镜的两侧边与壳体连接并与壳体一体成型；壳体和测量段均为筒状，测量段内孔的截面形状为具有长轴和短轴的椭圆形或者类似椭圆形，两个壳体和一个测量段相互组合在一起，壳体中反射镜的反射方向与测量段内孔的中心线方向一致，且反射镜的长轴与测量段内孔的长轴相互平行布置。

所述壳体的一个端部与测量段组合在一起，壳体的另一个端部设有整流结构；所述整流结构至少具有如下三种结构：

实施例一，参照附图1、2，所述整流结构包括槽口1和凸楞7，所述槽口1开设在壳体的端部，凸楞7纵向设置在壳体端部内壁上，槽口1与凸楞7在壳体端部圆周上交错布置，壳体与槽口1和凸楞7一体成型；所述槽口的形状是任意的，包括条状槽、U型槽、V型开口、半圆开口等等。所述槽口的数量是任意的，多个槽口均设置在壳体的端部，多个槽口的形状可以相同，也可以不同。所述凸楞的截面形状是任意的，包括矩形、方形、梯形、半圆形等等。所述凸楞与壳体一体成型，所述凸楞的数量是任意的，多个凸楞均设置在壳体的端部内壁上，多个凸楞的形状可以相同，也可以不同。本实施例中，槽口1为U型槽，数量为四个，沿壳体端部的圆周上均布，凸楞7截面形状为矩形，数量为四个，沿壳体端部内壁圆周上均布，四个槽口与四个凸楞在壳体端部圆周上交错布置。

实施例二，参照附图6，所述整流结构为壳体的端部开设槽口1；所述槽口的形状是任意的，包括条状槽、U型槽、V型开口、半圆开口等等。所述槽口的数量是任意的，多个槽口均设置在壳体的端部，多个槽口的形状可以相同，也可以不同。本实施例中，整流结构的槽口为U型槽，数量为四个，沿壳体端部的圆周上均布。

实施例三，参照附图7，所述整流结构为壳体的端部内壁上设有纵向的凸楞7；所述凸楞的截面形状是任意的，包括矩形、方形、梯形、半圆形等等。所述凸楞与壳体一体成型，所述凸楞的数量是任意的，多个凸楞均设置在壳体的端部内壁上，多个凸楞的形状可以相同，也可以不同。本实施例中，整流结构的凸楞截面形状为矩形，数量为四个，沿壳体端部内壁圆周上均布。

所述壳体中的反射镜，其形状与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形相一致；反射镜形状也可以与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形不一致，例如矩形的反光镜、正圆形状的反光镜等等。所述反射镜的两侧与壳体内壁连接在一起，并与壳体一体成型。实施例中，测量段内孔为椭圆孔9，反射镜为椭圆形状，与椭圆孔9形状相同。

所述壳体数量为两个，分别为壳体一2和壳体二5；所述整流结构数量为两个，分别为整流结构一和整流结构二；所述反射镜为两个，分别为反射镜一10和反射镜二8；在壳体一2上设有传感器安装孔3、整流结构一和反射镜一10，在壳体二5上设有传感器安装孔6、整流结构二和反射镜二8。

所述测量段是位于两个壳体中间的缩小部分4，测量段的内孔截面积小于壳体的内孔截面积；测量段内部过水部分为椭圆孔或者类似椭圆，实施例为椭圆孔9。测量段是一个单独部件，测量段的两端与两个壳体组合形成超声波测量结构；所述的组合方式包括：扣合、粘接、插接、卡扣等方式。

所述的一体成型，为注塑一体成型。

一种超声波测量结构的组装方法，包含如下步骤：

壳体一2与整流结构一、传感器安装孔3和反射镜一10一体成型，组成组件一；

壳体二5与整流结构二、传感器安装孔6和反射镜二8一体成型，组成组件二；

测量段为缩小部分4，内孔为椭圆孔或者类似椭圆，用于过水，测量段一体成型，组成组件三；

组件三的两端分别与组件一和组件二的一端相互组装在一起，反射镜一10和反射镜二8的反射方向需与缩小部分4内孔中心线方向一致，且反射镜的长轴与测量段内孔的长轴相互平行布置。

所述组件一和组件二的结构可以完全相同，为相同的部件，便于统一生产和组装；组件一和组件二的结构也可以不完全相同，为不相同的部件，主要区别点可以是整流结构的槽口1和凸楞7的形状及数量不相同，反射镜形状不相同等等；组件三与组件一和组件二组装方式是可以是焊接、插接、卡扣、扣合等。

本发明的主要创新点：

已有技术的缩小部分4内孔均为正圆形状，容易受到漩涡扰流干扰，影响测量精度，本发明缩小部分4的内孔改为椭圆形或者类似椭圆形，避免了上述干扰。已有技术需要在壳体上另外设置整流结构，本发明直接将壳体的端部一体成型为整流结构，无需另设整流结构，简便易行，效果好。将已有技术的圆形反射镜反射圆截面对应测量段圆形内孔，改为反射镜反射圆截面为椭圆形或矩形与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形相一致的形状，增大了反射超声波面积。

Claims (10)

1.一种超声波测量结构，其特征在于：包含两个壳体、一个测量段和两个反射镜；壳体上带有整流结构，反射镜位于壳体内，形状为具有长轴和短轴的椭圆形或矩形，反射镜的两侧边与壳体连接并与壳体一体成型；壳体和测量段均为筒状，测量段内孔的截面形状为具有长轴和短轴的椭圆形或者类似椭圆形，两个壳体和一个测量段相互组合在一起，壳体中反射镜的反射方向与测量段内孔的中心线方向一致，且反射镜的长轴与测量段内孔的长轴相互平行布置。

2.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述壳体的一个端部与测量段组合在一起，壳体的另一个端部设有整流结构；所述整流结构为壳体的端部开设槽口（1）。

3.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述壳体的一个端部与测量段组合在一起，壳体的另一个端部设有整流结构；所述整流结构为壳体的端部内壁上设有纵向的凸楞（7），所述凸楞与壳体一体成型。

4.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述壳体的一个端部与测量段组合在一起，壳体的另一个端部设有整流结构；所述整流结构包括槽口（1）和凸楞（7），所述槽口（1）开设在壳体的端部，凸楞（7）纵向设置在壳体端部内壁上，槽口（1）与凸楞（7）在壳体端部圆周上交错布置，壳体与槽口（1）和凸楞（7）一体成型。

5.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述壳体中的反射镜，其形状与测量段内孔的椭圆形或者类似椭圆形相一致；所述反射镜的两侧与壳体内壁连接在一起，并与壳体一体成型。

6.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述壳体中的反射镜形状为矩形的反光镜，所述反射镜的两侧与壳体内壁连接在一起，并与壳体一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述壳体数量为两个，分别为壳体一（2）和壳体二（5）；所述整流结构数量为两个，分别为整流结构一和整流结构二；所述反射镜为两个，分别为反射镜一（10）和反射镜二（8）；在壳体一（2）上设有传感器安装孔（3）、整流结构一和反射镜一（10），在壳体二（5）上设有传感器安装孔（6）、整流结构二和反射镜二（8）。

8.根据权利要求1所述的一种超声波测量结构，其特征在于：所述测量段是位于两个壳体中间的缩小部分（4），测量段的内孔截面积小于壳体的内孔截面积；测量段是一个单独部件，测量段的两端与两个壳体组合形成超声波测量结构。

9.一种超声波测量结构的组装方法，组装成权利要求1-8任意一项所限定的超声波测量结构，包含如下步骤：

壳体一（2）与整流结构一、传感器安装孔（3）和反射镜一（10）一体成型，组成组件一；

壳体二（5）与整流结构二、传感器安装孔（6）和反射镜二（8）一体成型，组成组件二；

测量段为缩小部分（4），内孔为椭圆孔或者类似椭圆，用于过水，测量段一体成型，组成组件三；

组件三的两端分别与组件一和组件二的一端相互组装在一起，反射镜一（10）和反射镜二（8）的反射方向需与缩小部分（4）内孔中心线方向一致，且反射镜的长轴与测量段内孔的长轴相互平行布置。

10.根据权利要求9所述的一种超声波测量结构的组装方法，其特征在于：所述组件一和组件二的结构完全相同，为相同的部件，便于统一生产和组装。

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