CN202793483U - 一种小口径超声流量计流管 - Google Patents

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常勤信
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Abstract

本实用新型属具体涉及一种小口径超声流量计流管。它包括两端开口的测量管和设于该测量管内的二个换能器，其特征在于：所述测量管由入口端起依次包括同轴设置的第一圆管段、第一变径整流管段和喉管段，所述第一圆管段的内壁上形成有多片沿其内流体流向分布的整流片，一个所述的换能器固定设置在所述第一圆管段内、所述整流片的后部，另一个所述的换能器被设于所述测量管内的近出口端处，且这两个换能器所界定的超声波传播路径位于所述测量管的轴线上。其优点是：延长了声程长度，不存在声道夹角θ，通过在测量管内设置三重整流结构，消除了因安置换能器所引起流体流动状态的畸变，提高了小口径时差的检测精度。

Description

一种小口径超声流量计流管
技术领域
本实用新型属测量管路流体流量的仪器仪表技术领域，具体涉及一种小口径超声流量计流管。
背景技术
超声流量计对于小口径管道流量的测量，主要存在以下两个问题需要解决：
一、换能器若采用常规的非接触外装式结构，会因存在声程过短、换能器之间的超声波传播方向和流体流向存在夹角θ等问题导致测量精度难以保证。因为声波的传播方向与流体流速方向的夹角θ并不是固定不变的，它会因流体物性（如温度、流速等）的改变而变化并对流量测量产生影响，因此为了确保流量计的测量精度，就必须对θ角进行动态跟踪补偿，这不但增加了仪表的复杂性，也增加了系统的综合误差。
二、目前采用的测量管内安置反射片的结构，虽然解决了声程短的问题，但是对于因内置反射部件会使流体流动状态发生畸变而对测量带来的影响，没有进行定性分析和采取任何补偿修正措施，由此会对流量测量产生多大的影响也未能确定。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是针对现有技术中小口径超声流量计所存在的不足，提出一种小口径超声流量计流管，将流量测量与流体三重整流巧妙地结合在一起，即延长了声程实现了时差的可靠测量，又消除了流管结构对流体流动的影响，属于集流量测量与流动整流于一体的最新超声流量计流管结构。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提出的一种小口径超声流量计流管是通过以下技术方案实现的：
一种小口径超声流量计流管，包括两端开口的测量管和设于该测量管内的二个换能器，其特征在于：所述测量管由入口端起依次包括同轴设置的第一圆管段、第一变径整流管段和喉管段，所述第一圆管段的内壁上形成有多片沿其内流体流向分布的整流片，一个所述的换能器固定设置在所述第一圆管段内、所述整流片的后部，另一个所述的换能器被设于所述测量管内的近出口端处，且这两个换能器所界定的超声波传播路径位于所述测量管的轴线上。
所述第一圆管段还包括固定连接在所述整流片上的锥形整流组件，所述锥形整流组件的前端部具有同轴设于所述第一圆管段内、且位于所述整流片前部的锥形冠，所述锥形冠的圆锥面朝向所述开口端设置。
所述的位于第一圆管段内的换能器固定设置在所述锥形整流组件的后端。
所述测量管还包括第二变径整流管段、第二圆管段，以及固定在所述第二圆管段内整流片上的锥形整流组件，所述测量管以所述喉管段为中心两端对称，所述第二圆管段和第一圆管段根据流体流向互为入口端。
所述整流片环所述测量管轴线呈均匀放射状分布。
所述的多片整流片以每两个整流片平行设置的方式结合成数组整流片组，所述数组整流片组环所述测量管轴线呈均匀放射状分布。
所述第一变径整流管段和第二变径整流管段具有呈锥面的内壁。
所述第一变径整流管段、第一圆管段、喉管段、第二变径整流管段和第二圆管段为一体结构。
本实用新型公开了一种小口径超声流量计流管，采用的内置换能器平行轴线对射方式，此种结构优点是延长了声程长度，减轻了信号检测的负担，提高了小口径时差的检测精度。同时换能器采用平行对射的内装结构，不存在声道夹角θ，所以就没有夹角变化对测量的影响，因此可以有效地避免斜置式声道夹角变化对测量的影响。而且通过在测量管内设置三重整流结构，消除了因安置换能器所引起流体流动状态的畸变，从而使得进入测量管段的流体流动又恢复到了处于充分发展的状态，确保了测量精度。
承上述，本实用新型所提出的一种小口径超声流量计流管解决了小口径超声流量计因声程短而带来的测量精度低、且有别于其它流管结构对流体流场所带来的干扰而未进行任何补正、避免了声道夹角受流体参数变化而发生改变等问题，从而提高了小口径超声流量计的测量精度，而且可以测量双向流量。
附图说明
通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是本实用新型实施例中小口径超声流量计流管的剖面示意图；
图2是图1的左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-2所示，标号分别表示：1、2-整流片；3、4-锥形整流组件；5、6-换能器；7-第一变径整流管段；8-第二变径整流管段；9-喉管段；10、11-换能器引线孔；12-测量管；13-第一圆管段；14-第二圆管段。
参见图1，本实用新型实施例提出一种小口径超声流量计流管为双向流体超声流量计，包括两端开口的测量管和设于该测量管内的二个换能器，其测量管的两端开口可互为入口。测量管由一端至另一端依次由同轴设置的第一圆管段12、第一变径整流管段7、喉管段9、第二变径整流管段8和第二圆管段14构成，上述的第一变径整流管段7、第一圆管段13、喉管段9、第二变径整流管段8和第二圆管段14为一体结构。而且测量管以所述喉管段9为中心两端严格对称，而所述第二圆管段14和第一圆管段13根据流体流向互为入口端。其中：
所述喉管段9具有圆柱状的内腔，构成测量管管路的缩径结构，用以提高流体的流速，扩大小流量范围并增加时间差的数值，减轻信号处理的负担。
所述第一圆管段13具有圆柱形的内腔，其内壁上形成有8片沿其内流体流向分布的整流片1，所述的8片整流片1以每两个整流片1平行设置的方式结合成4组整流片组，所述4组整流片组沿所述测量管轴线呈均匀放射状。当然，整流片1的数量可根据第一圆管段13管径大小进行灵活调整确定，一般选择在4～8片之间。第一圆管段13设置有固定连接在所述整流片1上的锥形整流组件3，所述锥形整流组件3的前端部具有同轴设于所述第一圆管段13内、且位于所述整流片1前端的锥形冠，所述锥形冠的圆锥面朝向第一圆管段13的开口设置。一个所述的换能器5固定设置在所述固定设置在所述锥形整流组件的后端，并且位于整流片1的后部。换能器5的超声波发射以及接受元件位于第一圆管段13的轴线上，且朝向喉管段9方向。
第一变径整流管段7具有圆台状的内腔，且沿从第一圆管段13至喉管段9的方向逐渐缩径。
第二圆管段14内设置有整流片2、锥形整流组件4和一个换能器6。承上述，第二圆管段14和第一圆管段13沿喉管段9为中心严格对称，第一变径整流管段7和第二变径整流管段8沿喉管段9为中心严格对称，因此第二圆管段14和第二变径整流管段8仅朝向与第一圆管段13和第一变径整流管段7不同，而具体结构完全相同。故在此对于第二圆管段14和第二变径整流管段8的具体结构不再赘述。
通过上述结构可知，两个换能器5、6因此分布在测量管的中心轴线上，而且呈对射状。因此这两个换能器5、6的超声波传播路径位于所述测量管的轴线上，采用这样的对射式换能器结构，实现了延长声程和消除声道夹角影响的目的。
而上述结构中的第一变径整流管段7、第二变径整流管段8、锥形整流组件3、4和整流片1、2，则分别起到消除这两个换能器所引起流体流动状态的畸变的作用。以下这多种整流结构的原理进行详细描述：
整流片安装在流管两端入口部位，也就是第一圆管段13和第二圆管段14中，用以对实际使用时前部各种不良阻件所产生的流动畸变进行初次整流，给流量计入口提供一个良好的流动状态。
锥形整流组件不仅仅起到作为换能器安装支架的作用，而是通过其外端的锥形冠，分别与第一圆管段13和第二圆管段14内壁组成一个类似V锥流量计的结构，因此具有很好的对流体二次整流和减小内置换能器的压力损失。
第一变径整流管段7和第二变径整流管段8用以消除换能器后部产生的旋涡流及对流体第三次整流，为喉管段9提供一个良好的充分发展的管流。
本实用新型所属领域的一般技术人员可以理解，本实用新型以上实施例仅为本实用新型的优选实施例之一。为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本实用新型权利要求技术方案的实施，都在本实用新型的保护范围内。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种小口径超声流量计流管，包括两端开口的测量管和设于该测量管内的二个换能器，其特征在于：所述测量管由入口端起依次包括同轴设置的第一圆管段、第一变径整流管段和喉管段，所述第一圆管段的内壁上形成有多片沿其内流体流向分布的整流片，一个所述的换能器固定设置在所述第一圆管段内、所述整流片的后部，另一个所述的换能器被设于所述测量管内的近出口端处，且这两个换能器所界定的超声波传播路径位于所述测量管的轴线上。
2.如权利要求1所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述第一圆管段还包括固定连接在所述整流片上的锥形整流组件，所述锥形整流组件的前端部具有同轴设于所述第一圆管段内、且位于所述整流片前部的锥形冠，所述锥形冠的圆锥面朝向所述开口端设置。
3.如权利要求2所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述的位于第一圆管段内的换能器固定设置在所述锥形整流组件的后端。
4.如权利要求2所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述测量管还包括第二变径整流管段、第二圆管段，以及固定在所述第二圆管段内整流片上的锥形整流组件，所述测量管以所述喉管段为中心两端对称，所述第二圆管段和第一圆管段根据流体流向互为入口端。
5.如权利要求4所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述整流片环所述测量管轴线呈均匀放射状分布。
6.如权利要求4所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述的多片整流片以每两个整流片平行设置的方式结合成数组整流片组，所述数组整流片组环所述测量管轴线呈均匀放射状分布。
7.如权利要求4-6任意一项所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述第一变径整流管段和第二变径整流管段具有呈锥面的内壁。
8.如权利要求4-6任意一项所述的一种小口径超声流量计流管，其特征在于：所述第一变径整流管段、第一圆管段、喉管段、第二变径整流管段和第二圆管段为一体结构。
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