CN202101707U - 中低压小口径气体流量计 - Google Patents

Abstract

中低压小口径气体流量计，涉及超声波气体流量计的制造技术，用于对气体流量进行检测，尤其适用于对微小流速下的气体流量进行检测。本实用新型气体流量计由超声测量短截和超声测量单元两部分构成，超声测量短截包括法兰(1)，滞止腔(2)，超声换能器座(3)，稳流器(5)。超声测量单元通过垂直设置在超声测量短截上的超声换能器(4)对气体进行测量，能够从小于0.5m³/h起步检测计量，且声波检测面积达到了需测面积的25％以上，全量程的测量精度达0.5％，量程比≥80∶1，达到了高精度测量的要求。

Description

中低压小口径气体流量计

技术领域

中低压小口径气体流量计，涉及超声波气体流量计的制造技术，用于对气体流量进行检测，尤其适用于对微小流速下的气体流量进行检测。

背景技术

随着工业的进步和人民生活水平的不断提高，对天然气、煤气等各种气体产品的使用与日俱增，特别是大量的工业用户和商业用户，出于企业成本的控制要求，于是对小流量小口径(DN25mm至DN80mm)的气体计量检测仪表的精确计量要求也越来越高。气体流量的精确计量，对于节约能源、节约生产成本、提高产品利用率均具有重要意义。

目前，国内外常用的中低压小口径气体流量计(主要分布在DN25至DN80)有：涡轮流量计、容积式流量计、节流式流量计、超声波流量计、电磁感应流量计、质量流量计、罗茨流量计等，由于这类气体流量计标准短截的结构，使得这类气体流量计对气体流量计量的准确度等级多为1.0级以下，测量范围较小(量程比小，一般都在5∶1至20∶1)，而且都无法做到对小流速状态下的气体进行流量检测计量。另外，受流场的影响，这类气体流量计在结构上都需安装长度不一的直管段来提高对气体流量的测量精度，以增大量程比，否则无法进行检测，并且直管段的安装使得小口径气体流量计在检测安装要求上受到了一定的限制。

发明内容

针对现有小口径气体流量计的不足，本实用新型提出一种结构新颖，构造合理的超声测量短截和高精度超声测量单元相结合，能够从小于0.5m³/h起步计量的大量程、高精度的中低压小口径气体流量计。

本实用新型小口径超声气体流量计由超声测量短截和超声测量单元两部分构成。超声测量短截的两端为滞止腔，在滞止腔内设置稳流器，使得对进入这一腔体内的气体能够起到迟滞和稳定气体的作用。稳流器的前端为斜面超声波反射板，其后端部为椭圆形。针对斜面超声波反射板的部位，在垂直超声测量短截的上下两侧固定置有超声换能器座，超声换能器固定安装在超声换能器座内，通过上下两侧垂直安装超声换能器，使得平行于流场的超声波声程相同。在超声测量短截中，两滞止腔之间测量段的内径要小于滞止腔的内径，通过减小测量段的直径来提高雷诺数，两超声换能器的直径与测量段的内径保持相当，使所测量气体的流速是测量段内径的面速度。

本实用新型小口径气体流量计采用由单片机，宽带发射/接收单元，信号动态自动幅度控制单元，低零漂放大器，零电平信号检查单元，计时电路，计时门单元和超高频、高稳定时标单元构成的高精度超声测量单元。超声测量单元通过超声换能器对气体进行测量，宽带发射/接收单元，并通过信号动态自动幅度控制单元，将所接收到的超声信号幅度控制在规定的幅值范围内，经高增益、低零漂的信号放大器单元送入零电平信号检测单元，检测出过零电平的接收信号，再由计时门单元配以≥100MHz的高时标，测量出的声波传播的时间，经多次测量后平均，使得测量精度大幅度提高，声时测量精度优于0.1ns，从而保证本发明中低压小口径超声气体流量计全量程的测量精度达0.5级，量程比优于80∶1，达到了高精度测量的要求。

本实用新型的特点在于：由于气体流量计超声测量短截上不设直管段，结构新颖，而是在超声测量短截内设置了滞止腔和稳流器，这样可使进入测量短截的气体得到滞止和稳定，起到内部具有流场整流的功能。减小测量段的直径，可以改善雷诺数，垂直设置超声换能器并使超声换能器的直径与测量段的直径保持相当，将气体的迟滞、稳流，换能器的直径、雷诺数诸因素有机地结合了起来，通过超声测量短截与高精度超声测量单元的结合，使得本实用新型中低压小口径超声气体流量计的声波检测面积达到了需测面积的25％以上，全量程的测量精度达0.5级，量程比优于80∶1，达到高精度气体流量测量仪表的标准，而且弥补了超声气体流量计只用于大口径大流量而对小口径小流量难于高精度计量的缺点。

附图说明

附图是本实用新型气体流量计实施例示意图：

图1.是本实用新型气体流量计结构示意图，

图2.是本实用新型气体流量计检测电路示意图，

图中：法兰1，滞止腔2，超声换能器座3，超声换能器4，稳流器5，测量段6。

具体实施方式

本实用新型气体流量计由超声换能器由测量短截和超声测量单元两部分构成。超声测量短截为无直管段的短截，它包括法兰1，滞止腔2，超声换能器座3，稳流器5。法兰1与滞止腔2的一端固定连接成一体，稳流器5固定设置在滞止腔2内，稳流器5的前端为斜面超声波反射板，其后端部为椭圆形，以减少对气体流动的阻力。针对声波反射板的部位置，垂直测量短截的上下两侧设置超声换能器座3，超声换能器4固定安装在超声换能器座3内，在两滞止腔2之间为测量段6，测量段6的内径要小于滞止腔2的内径。

本实用新型的超声测量单元由单片机，宽带发射/接收单元，信号动态自动幅度控制单元，放大器，零电平信号检查单元，计时电路，计时门单元和超高频、高稳定时标单元由电路连接构成。超声测量单元与超声换能器连接，通过超声换能器对气体进行测量，宽带发射/接收单元发射和接收信号，并通过信号动态自动幅度控制单元，将所接收到的超声信号幅度控制在规定的幅值范围内，经高稳定、高增益的信号放大器单元送入零电平信号检测单元，检测出过零电平的接收信号，再由计时门单元配以≥100MHz的高时标，测量出的声波传播的时间，经多次测量后平均，使全量程的测量精度达0.5级，量程比优于80∶1，达到了高精度测量的要求。

Claims (2)

1.中低压小口径气体流量计，由超声测量短截和超声测量单元两部分构成，其特征在于：法兰(1)与滞止腔(2)的一端固定连成一体，稳流器(5)固定设置在滞止腔(2)内，稳流器(5)的前端为斜面超声波反射板，其后端部为椭圆形，超声换能器座(3)垂直设置在针对稳流器(5)前端斜面超声波反射板部位的超声测量短截的上下两侧，超声换能器(4)固定安装在超声换能器座(3)内，在两滞止腔(2)之间为测量段(6)，测量段(6)的内径小于滞止腔(2)的内径，超声换能器(4)的直径与测量段(6)的内径相同；高精度超声测量单元由单片机，宽带发射/接收单元，信号动态自动幅度控制单元，放大器，零电平信号检查单元，计时电路，计时门单元和超高频、高稳定时标单元由电路连接构成，高精度超声测量单元与超声换能器(4)连接。

2.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于：其中高精度超声测量单元中的计时门单元配以≥100MHz的高时标。 

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