CN113418573A - 层流式气体测量流道、流量计、流量测量方法和系统 - Google Patents

层流式气体测量流道、流量计、流量测量方法和系统 Download PDF

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CN113418573A CN202110677331.9A CN202110677331A CN113418573A CN 113418573 A CN113418573 A CN 113418573A CN 202110677331 A CN202110677331 A CN 202110677331A CN 113418573 A CN113418573 A CN 113418573A
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Abstract

本申请公开了层流式气体测量流道、流量计、流量测量方法和系统，包括设有内腔的长方体流道本体，长方体流道本体上设置至少两对超声波换能器，超声波换能器包括发射探头和接收探头，发射探头和接收探头相对倾斜安装在流道本体的同一表面，发射探头发射超声波信号，超声波信号经由反射面反射后由接收探头接收。还包括整流结构，整流结构包括过渡段和直流段，直流段的一端与进气口连通，另一端与过渡段连通，直流段内设有格栅结构。本申请通过长方体流道和整流结构的配合使用，使流道内气流分布更均匀，保证了超声波换能器发射的超声波信号可以完整检测到流道内所有的气流状态，进而获取了更高的测量精度。

Description

层流式气体测量流道、流量计、流量测量方法和系统
技术领域
本申请涉及流体流量计量领域，特别涉及层流式气体测量流道、流量计、测量系统和方法
背景技术
随着我国城市人口持续增长，城镇管道燃气化进程不断推进。这些促进了我国燃气表行业的发展。燃气表是气体流量计量中一种专门用于测量燃气体积流量或质量流量的仪表。规范使用燃气表，保证燃气表量值准确性以及统一性，不仅起到节约能源的作用，还能起到提高经济效益的作用，而且还与人民的生活紧密相关。燃气表无法准确计量，会直接影响到消费者和国家的利益，同时还会影响广大人民的财产以及生命安全。准确计量对科技、经济以及社会来说是一种推进，它在某种程度上来讲也能象征着一个国家工业发展的程度。
目前市面上膜式燃气表应用较多，但传统的膜式燃气表存在测量精度低、体积大等一系列缺点，与传统膜式燃气表相比，超声波燃气表以其非接触测量、无可动部件、元压力损失、极高的计量精度和几乎为零的始动流量等优势，引起国内外的高度重视，并随着电子业的发展，成为国内外计量领域的开发热点。超声波燃气表采用时差法原理来测量燃气流速，通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速，但市面上现有技术中，流体在燃气表流道中分布不均匀、且其测量精度有待进一步提高。
(一)申请目的
基于此，为了使气流分布更均匀，保证超声波换能器发射的超声波信号可以完整检测到流道内所有的气流状态，进而获取更高的测量精度，本申请公开了以下技术方案。
(二)技术方案
本申请公开了一种层流式气体测量流道，包括：
长方体流道本体，所述长方体流道本体设有内腔，所述内腔两端分别设有进气口和出气口；
所述长方体流道本体上设置至少两对超声波换能器，所述超声波换能器包括发射探头和接收探头，所述发射探头和所述接收探头相对倾斜安装在流道本体的同一表面，所述发射探头发射超声波信号，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收。
在一种可能的实施方式中，所述长方体流道本体沿流体流动方向的长度设为116.00cm。
在一种可能的实施方式中，所述长方体流道本体上设置有用于安装所述超声波换能器的安装管，所述安装管与所述内腔连通。
在一种可能的实施方式中，所述安装管远离所述长方体流道本体的一端设置有超声波换能器胶套，所述超声波换能器胶套套设于所述超声波换能器外壁。
在一种可能的实施方式中，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述超声波信号在反射面的反射夹角为90°。
在一种可能的实施方式中，所述长方体流道本体的一端设有第一连接板，所述第一连接板上设有连接孔，另一端设有第二连接板，所述第二连接板上设有第二连接孔。
作为本申请的第二方面，本申请还公开了一种气体超声流量计，包括：
长方体流道本体，所述长方体流道本体设有内腔，所述内腔两端分别设有进气口和出气口；
所述长方体流道本体上设置至少两对超声波换能器，所述超声波换能器包括发射探头和接收探头，所述发射探头和所述接收探头相对倾斜安装在流道本体的同一表面，所述发射探头发射超声波信号，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收；
整流结构，所述整流结构包括过渡段和直流段，所述直流段的一端与所述进气口连通，另一端与所述过渡段连通，所述直流段内设有格栅结构。
在一种可能的实施方式中，所述长方体流道本体沿流体流动方向的长度设为116.00cm。
在一种可能的实施方式中，所述长方形流道本体上设置有用于安装所述超声波换能器的安装管，所述安装管与所述内腔连通。
在一种可能的实施方式中，所述安装管远离所述长方体流道本体的一端设置有超声波换能器胶套，所述超声波换能器胶套套设于所述超声波换能器外壁。
在一种可能的实施方式中，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述超声波信号在反射面的反射夹角为90°。
在一种可能的实施方式中，所述长方形流道本体的一端设有第一连接板，所述第一连接板上设有连接孔，另一端设有第二连接板，所述第二连接板上设有第二连接孔。
在一种可能的实施方式中，所述直流段与所述过渡段一体成型。
在一种可能的实施方式中，所述过渡段设为敞口型结构，且所述过渡段横截面积沿流体流动方向逐渐减小。
在一种可能的实施方式中，所述过渡段在所述流道本体横截面上的投影夹角为53°。
在一种可能的实施方式中，所述格栅状结构由若干个隔板组成，所述隔板将所述进气口分割为若干个子进气口。
在一种可能的实施方式中，所述隔板呈长方形，且沿垂直于流体流动的方向等间距均匀的固定在所述直流段内。
在一种可能的实施方式中，所述直流段远离所述过渡段的一端设有第三连接板，所述第三连接板上设有第三连接孔。
作为本申请的第三方面，本申请还公开了一种气体流量测量方法，包括：
分别获取超声波信号顺流传播时间和逆流传播时间；
根据所述顺流传播时间和逆流传播时间计算时间差；
获取若干个时间差；
根据所述若干个时间差计算流量。
在一种可能的实施方式中，分别获取超声波信号顺流传播时间和逆流传播时间包括：
上游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面下游的接收探头接收，获取超声波顺流传播时间，所述顺流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000041
其中，tsd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为声道与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离；
下游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面上游接收探头接收，获取超声波逆流传播时间，所述逆流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000051
其中，tnd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为超声波信号传播路线与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离。
在一种可能的实施方式中，所述时间差的计算公式为：
Figure BDA0003121303090000052
其中，Δt为时间差。
在一种可能的实施方式中，所述气体流量测量方法还包括：
当其中某个超声波换能器异常，控制器自动切换至正常的超声换能器组，并进行报警。
作为本申请的第四方面，本申请还公开了一种气体流量测量系统，包括：
时间获取模块，用于分别获取超声波信号顺流传播时间和逆流传播时间；
时间差计算模块，用于根据所述顺流传播时间和逆流传播时间计算时间差；
时间差获取模块，用于获取若干个时间差；
流量计算模块，用于根据所述若干个时间差计算流量。
在一种可能的实施方式中，所述时间获取模块包括：
顺流时间获取单元，上游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面下游的接收探头接收，获取超声波顺流传播时间，所述顺流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000053
其中，τsd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为声道与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离；
逆流时间获取单元，下游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面上游接收探头接收，获取超声波逆流传播时间，所述逆流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000061
其中，tnd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为超声波信号传播路线与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离。
在一种可能的实施方式中，所述时间差的计算公式为：
Figure BDA0003121303090000062
其中，Δt为时间差。
在一种可能的实施方式中，所述气体流量测量系统还包括：
事故处理模块，用于当其中某个超声波换能器异常，控制器自动切换至正常的探头组，并进行报警。
(三)有益效果
本申请公开的层流式气体测量流道、流量计、流量测量方法和系统，通过长方体流道和整流结构的配合使用，使流道内气流分布更均匀，保证了超声波换能器发射的超声波信号可以完整检测到流道内所有的气流状态，进而获取了更高的测量精度。
附图说明
以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。
图1是本申请公开的一种层流式气体测量流道的三维示意图。
图2是本申请公开的图1的剖视图。
图3是本申请公开的一种气体超声波流量计的三维结构示意图。
图4是本申请公开的整流结构的三维结构示意图。
图5是本申请公开的整流结构另一个视角的三维结构示意图。
图6是本申请公开的一种气体测量方法的流程图。
图7是本申请公开的流道本体沿流体流动方向的截面示意图。
图8是本申请公开的一种气体测量系统的结构框图。
附图标记：100、长方体流道本体；110、内腔；120、进气口；130、出气口；140、第一连接板；150、第二连接板；200、整流结构；210、过渡段；220、直流段；221、第三连接板；222、隔板；300、超声波换能器；400、安装管；410、超声波换能器胶套。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
下面参考图1和图2详细描述本申请公开的层流式气体测量流道，包括：
长方体流道本体100，所述长方体流道本体100设有内腔110，所述内腔110贯穿所述长方体流道本体100，所述内腔110用于容纳流体，供流体通过，所述内腔110两端分别设有进气口120和出气口130，所述长方体流道本体100垂直于流体流动方向的横截面为矩形，优选的，所述长方体流道本体100沿流体流动方向的长度设为116.00cm，所述横截面矩形的长设为46.00cm，宽设为9.80cm。
所述长方体流道本体100上设置有至少两对用于安装所述超声波换能器300的安装管400，所述安装管400固定连接在所述长方体流道本体100上，每对所述安装管400靠近所述长方体流道本体100的一端向所述长方体流道本体100沿流体流动方向上的长度的中轴线相对倾斜设置。所述安装管400与所述内腔110连通，便于所述超声波换能器300发射及接收超声波信号。所述安装管400远离所述长方体流道本体100的一端设置有超声波换能器胶套410，所述超声波换能器胶套410套设于所述超声波换能器300外壁，所述超声波换能器可以为橡胶材质，对所述超声波换能器300起到密封、防震及保护作用。
优选的，设置两对安装管400，即设置两对超声波换能器300，所述两对安装管400分别对称的设置在所述长方体流道本体100的矩形横截面的宽边所在的平面上，由于所述安装管400的倾斜设置，所述超声波换能器300也倾斜设置，所述超声波换能器300包括发射探头和接收探头，所述发射探头用于发射超声波信号，所述接收探头用于接收所述超声波信号，所述超声波信号经由倾斜设置的所述超声波换能器300的发射探头发出后经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述反射面可以为所述长方体流道本体100的内壁，也可以为设置在所述长方体流道本体100内壁的反射面。优选的，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述超声波在反射面的反射夹角设为90°，所述反射夹角指超声波信号入射声道(声道及超声波信号路径)与反射声道的夹角。根据该夹角所计算的声程和设计出的结构大小合适，两者配合计量较理想。
在至少一种实施方式中，所述长方体流道本体100的一端设有第一连接板140，所述第一连接板140上设有连接孔，另一端设有第二连接板150，所述第二连接板150上设有第二连接孔。
具体的，所述第一连接板140设置在所述长方体流道本体100进气口120端，利用螺栓穿过所述第一连接板140上的连接孔连接其他装置，所述第二连接板150设置在所述长方体流道本体100的出气口130端，利用螺栓穿过所述第一连接板140上的连接孔连接其他装置。
下面参考图3、4、5详细描述本申请公开的气体超声波流流量计，包括：
长方体流道本体100，所述长方体流道本体100设有内腔110，所述内腔110贯穿所述长方体流道本体100，所述内腔110用于容纳流体，供流体通过，所述内腔110两端分别设有进气口120和出气口130，所述长方体流道本体100垂直于流体流动方向的横截面为矩形，优选的，所述长方体流道本体100沿流体流动方向的长度设为116.00cm，所述横截面矩形的长设为46.00cm，宽设为9.80cm。
所述长方体流道本体100上设置有至少两对用于安装所述超声波换能器300的安装管400，所述安装管400固定连接在所述长方体流道本体100上，每对所述安装管400靠近所述长方体流道本体100的一端向所述长方体流道本体100沿流体流动方向上的长度的中轴线相对倾斜设置。所述安装管400与所述内腔110连通，便于所述超声波换能器300发射及接收超声波信号。所述安装管400远离所述长方体流道本体100的一端设置有超声波换能器胶套410，所述超声波换能器胶套410套设于所述超声波换能器300外壁，所述超声波换能器可以为橡胶材质，对所述超声波换能器300起到密封、防震及保护作用。
优选的，设置两对安装管400，即设置两对超声波换能器300，即两对超声波换能器的一个测量周期采集的数据量是一对超声波换能器的2倍，增加了基础信息量，提高了测量精度，也避免了其中部分换能器损坏造成的数据损失。所述两对安装管400分别对称的设置在所述长方体流道本体100的矩形横截面的宽边所在的平面上，由于所述安装管400的倾斜设置，所述超声波换能器300也倾斜设置，所述超声波换能器300包括发射探头和接收探头，所述发射探头用于发射超声波信号，所述接收探头用于接收所述超声波信号，所述超声波信号经由倾斜设置的所述超声波换能器300的发射探头发出后经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述反射面可以为所述长方体流道本体100的内壁，也可以为设置在所述长方体流道本体100内壁的反射面。优选的，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述超声波在反射面的反射夹角为90°。所述反射夹角指超声波信号入射声道与反射声道的夹角。根据该夹角所计算的声程和设计出的结构大小合适，两者配合计量较理想。
整流结构200，所述整流结构200包括过渡段210和直流段220，所述直流段220与所述过渡段210一体成型，优选的，所述整流结构200沿流体流动方向的长度设为44.20cm。所述过渡段210设为敞口型结构，优选的为梯形喇叭口结构，其截面为矩形，且所述过渡段210在所述流道本体横截面上的投影夹角为53°，所述过渡段210横截面积沿流体流动方向逐渐减小，即所述喇叭口截面面积小的一端与所述直流段220的一端连通，优选的，所述喇叭口远离直流段220的一端的宽边设为35.80cm，长边设为66.00cm。所述直流段220内设有格栅结构，所述格栅结构包括若干个隔板222，隔板222将所述进气口分割为若干个子进气口。所述隔板222呈长方形，且沿垂直于流体流动的方向等间距均匀的固定在所述直流段220内。优选的，所述长方形隔板222为两个，厚度为1.30cm，所述长方形隔板222竖直设置在所述直流段220内，所述长方形隔板222与内壁及隔板222与隔板222之间的间距均为2.40cm。气流通过所述敞口段进入所述直流段220，通过设置的隔板222将所述矩形进气口分为若干个子矩形进气口，起到整流和较小压损的作用，使得进入所述长方体流道本体的气流更加均匀，有助于提高测量精度，通过格栅状整流装置与长方体流道互相配合，使得流体在流道内呈均匀的层状分布，需要说明的是，对于常规的横截面为圆形的圆柱体流道,，流体进入流道后流线不再清楚可辨，流场中有许多小漩涡，即为湍流，又称为乱流、扰流或紊流，而对于本申请的长方体流道，流体经过整流装置进入流道后呈现分层流动的状态，流线清晰互不混合，作层状的流动，即为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动，使流体流态更平稳，减小对超声波传播过程的影响，提高测量精度。
在至少一种实施方式中，所述长方形流道本体的一端设有第一连接板140，所述第一连接板140上设有连接孔，另一端设有第二连接板150，所述第二连接板150上设有连接孔。
在至少一种实施方式中，所述直流段220远离所述过渡段210的一端设有第三连接板221，所述第三连接板221上设有连接孔。
具体的，所述第一连接板140设置在所述长方体流道本体100进气口140端，利用螺栓穿过所述第一连接板140和第三连接板221的连接孔将整流结构200的直流段220和所述长方体流道本体100的进气口120一端进行连接。所述第二连接板150设置在所述长方体流道本体100的出气口130端，利用螺栓穿过所述第一连接板140上的连接孔连接超声波燃气表内部的变径管。
需要说明的是，所述气体超声波流量计置于所述超声波燃气表壳体内部，所述进气口120位于所述超声波燃气表内部，不与燃气管道直接连接，所述超声波燃气表工作时，燃气充满超声波燃气表腔体，通过所述进气口120进入所述超声波流量计进行流量测量，所述气体超声流量计的出气口130连接超声燃气表的变径管，进而通过壳体连接所述管道。
下面参考图6、7详细描述本申请公开的气体流量测量方法，包括步骤100-步骤400。
步骤100，分别获取超声波信号顺流传播时间和逆流传播时间。
所述长方体流道的一侧安装有一对超声波换能器，分别安装在流体流动方向的上游和下游，每个超声波换能器包括一个发射探头和一个接收探头，上游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面下游的接收探头接收，获取超声波顺流传播时间，所述顺流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000121
其中，tsd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为声道与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离；
下游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面上游接收探头接收，获取超声波逆流传播时间，所述逆流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000122
其中，tnd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为超声波信号传播路线与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离。
步骤2，根据所述顺流传播时间和逆流传播时间计算时间差。
根据步骤100获取的顺流传播时间和逆流传播时间，计算时间差，具体公式如下：
Figure BDA0003121303090000131
其中，Δt为时间差。
步骤300，获取若干个时间差。
优选的，安装两对超声波换能器，则获取两组时间差
步骤400，若干个时间差计算流量。
将获取的时间差进行加权计算得到流体流量。
在一种可能的实施方式中，所述气体流量测量方法还包括：
当其中某个超声波换能器异常，控制器自动切换至正常的超声换能器组，并进行报警。
所述测量过程不间断进行，当其中某一个换能器异常，则控制器自动切换至正常的超声波换能器组进行工作，放弃异常的超声波换能器组，并进行报警，提醒维修人员及时进行维修。
需要说明的是，根据上面的优选尺寸设置两组超声波换能器，相对于设置一组换能器的气体超声流量计，既提高了流体流量测量的准确性，又避免了当换能器异常时导致流量计停用，又与优选的流道本体尺寸匹配，相较于设置多组超声波换能器，安装简单，且节约成本，具有一定经济性。
下面参考图8详细描述本申请公开的气体流量测量系统，包括：
时间获取模块，用于分别获取超声波信号顺流传播时间和逆流传播时间；
时间差计算模块，用于根据所述顺流传播时间和逆流传播时间计算时间差；
时间差获取模块，用于获取若干个时间差；
流量计算模块，用于根据所述若干个时间差计算流量。
在一种可能的实施方式中，所述时间获取模块包括：
顺流时间获取单元，上游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面下游的接收探头接收，获取超声波顺流传播时间，所述顺流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000141
其中，τsd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为声道与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离；
逆流时间获取单元，下游的发射探头发射超声波，所述超声波经由反射面反射后由安装在流道同一表面上游接收探头接收，获取超声波逆流传播时间，所述逆流传播时间计算公式如下：
Figure BDA0003121303090000142
其中，tnd为顺流传播时间，L为声道半程长度，C为声速，V为流体流速，θ为超声波信号传播路线与竖直方向之间所形成的锐角，td为声波在管壁和探头的传播时间以及电路延迟的时间的总和，D为反射面与反射面相对面之间的距离。
在一种可能的实施方式中，所述时间差的计算公式为：
Figure BDA0003121303090000143
其中，Δt为时间差。
在一种可能的实施方式中，所述气体流量测量系统还包括：
事故处理模块，用于当其中某个超声波换能器异常，控制器自动切换至正常的探头组，并进行报警。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
本文中的模块、单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块和/或单元可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元在物理上可以是分开的，也可以是不分开的。作为单元显示的部件可以是物理单元，也可以不是物理单元，即可以位于一个具体地方，也可以分布到网格单元中。因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部的单元来实现实施例的方案。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种层流式气体测量流道，其特征在于，包括：
长方体流道本体，所述长方体流道本体设有内腔，所述内腔两端分别设有进气口和出气口；
所述长方体流道本体上设置至少两对超声波换能器，所述超声波换能器包括发射探头和接收探头，所述发射探头和所述接收探头相对倾斜安装在流道本体的同一表面，所述发射探头发射超声波信号，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收。
2.如权利要求1所述的层流式气体流量流道，其特征在于，所述长方体流道本体沿流体流动方向的长度设为116.00cm。
3.如权利要求1所述的层流式气体流量流道，其特征在于，所述长方体流道本体上设置有用于安装所述超声波换能器的安装管，所述安装管与所述内腔连通。
4.如权利要求3所述的层流式气体流量流道，其特征在于，所述安装管远离所述长方体流道本体的一端设置有超声波换能器胶套，所述超声波换能器胶套套设于所述超声波换能器外壁。
5.如权利要求1所述的层流式气体流量流道，其特征在于，
所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收，所述超声波信号在反射面的反射夹角为90°。
6.如权利要求1-5中任一项所述的层流式气体流量流道，其特征在于，所述长方体流道本体的一端设有第一连接板，所述第一连接板上设有连接孔，另一端设有第二连接板，所述第二连接板上设有第二连接孔。
7.一种气体超声流量计，其特征在于，包括：
长方体流道本体，所述长方体流道本体设有内腔，所述内腔两端分别设有进气口和出气口；
所述长方体流道本体上设置至少两对超声波换能器，所述超声波换能器包括发射探头和接收探头，所述发射探头和所述接收探头相对倾斜安装在流道本体的同一表面，所述发射探头发射超声波信号，所述超声波信号经由反射面反射后由所述接收探头接收；
整流结构，所述整流结构包括过渡段和直流段，所述直流段的一端与所述进气口连通，另一端与所述过渡段连通，所述直流段内设有格栅结构。
8.如权利要求7所述的气体超声流量计，其特征在于，所述长方体流道本体沿流体流动方向的长度设为116.00cm。
9.如权利要求7所述的气体超声流量计，其特征在于，所述长方形流道本体上设置有用于安装所述超声波换能器的安装管，所述安装管与所述内腔连通。
10.如权利要求7所述的气体超声流量计，其特征在于，所述安装管远离所述长方体流道本体的一端设置有超声波换能器胶套，所述超声波换能器胶套套设于所述超声波换能器外壁。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115265684A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 杭州思筑智能设备有限公司 一种带渐变条状格栅的反射型扁平流道及流量计系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1201141A (zh) * 1997-06-04 1998-12-09 道格拉斯·S·巴摩尔 用于夹紧式换能器、具有正方形或矩形横截面的短管部件以及流量测量的方法
CN101922954A (zh) * 2009-06-17 2010-12-22 上海一诺仪表有限公司 超声波测量信号的包络线处理方法
JP2016031365A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 矢崎エナジーシステム株式会社 超音波式ガスメータ
CN208536931U (zh) * 2018-06-21 2019-02-22 重庆前卫克罗姆表业有限责任公司 一种反射式多声道超声波气体流量计流道
CN208536932U (zh) * 2018-08-08 2019-02-22 北京名旭测控科技有限公司 一种反射式双声道超声波气体流量计流道
CN211740309U (zh) * 2020-04-28 2020-10-23 智驰华芯(无锡)传感科技有限公司 一种超声波流量计量装置
CN212567542U (zh) * 2020-08-07 2021-02-19 北京瑞德联数据科技有限公司 一种超声波燃气表测量装置及超声波燃气表

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1201141A (zh) * 1997-06-04 1998-12-09 道格拉斯·S·巴摩尔 用于夹紧式换能器、具有正方形或矩形横截面的短管部件以及流量测量的方法
CN101922954A (zh) * 2009-06-17 2010-12-22 上海一诺仪表有限公司 超声波测量信号的包络线处理方法
JP2016031365A (ja) * 2014-07-25 2016-03-07 矢崎エナジーシステム株式会社 超音波式ガスメータ
CN208536931U (zh) * 2018-06-21 2019-02-22 重庆前卫克罗姆表业有限责任公司 一种反射式多声道超声波气体流量计流道
CN208536932U (zh) * 2018-08-08 2019-02-22 北京名旭测控科技有限公司 一种反射式双声道超声波气体流量计流道
CN211740309U (zh) * 2020-04-28 2020-10-23 智驰华芯(无锡)传感科技有限公司 一种超声波流量计量装置
CN212567542U (zh) * 2020-08-07 2021-02-19 北京瑞德联数据科技有限公司 一种超声波燃气表测量装置及超声波燃气表

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115265684A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 杭州思筑智能设备有限公司 一种带渐变条状格栅的反射型扁平流道及流量计系统
WO2024021879A1 (zh) * 2022-07-27 2024-02-01 杭州思筑智能设备有限公司 一种带渐变条状格栅的反射型扁平流道及流量计系统
CN115265684B (zh) * 2022-07-27 2024-03-15 杭州思筑智能设备有限公司 一种带渐变条状格栅的反射型扁平流道及流量计系统

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