CN204228217U - 超声波流量计量管段 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于超声波流量计量领域，具体涉及一种超声波流量计量管段,包括外管（1）和能够使外管对之紧密限定的内管（2），所述内管为可拆分组装的上部内管（21）和下部内管（22），其上开设有与内管本体一体化形成的用于安装超声波换能器的超声波换能器安置孔（211），通过外管上直径与超声波换能器安置孔211的直径相当的让位孔（11）延伸至管段外。在超声波换能器安置孔（211）与内管本体连接部位的外周安置密封圈，所述密封圈与外管的内管壁、内管的外管壁和超声波换能器安置孔的外周壁相切。本实用新型技术方案不仅能够简化复合管段的定位方案，还能够提高复合管段的密封性能，是结构合理且有效的超声波流量计量管段。
Description
技术领域
本发明属于超声波流量计量领域，具体涉及一种超声波流量计量管段。
背景技术
时差法超声波流量计是目前流行的超声波流量计。其设计原理为：安装有双向超声波收发一体化换能器的流体计量管道，在顺流和逆流方向交替发射超声波信号并接收超声波产生回波信号，并以此计算出超声波在流体传播中，一次交替所产生的传播时差，后经相关转化数学模型计算出管道内流体流量。因此，在超声波流量计量管段上通常设置两个安装孔用于安装超声波换能器；另一方面，为了使两个超声波换能器能够互相收发超声波，在管道内部还应当设置有反射镜，用于反射超声波使其能够到达另一个换能器。
在现有技术中，通常采用双层复合管作为超声波流量计量管段，双层复合管段具有诸多优势，例如可以在内管壁上安装反射镜，避免在管道中间位置安装反射镜架，降低内阻，还可以实现多种反射路径方式；另外，双层复合管段还能够降低流管内流体压力对计量管段强度的要求。然而，参见图1，对于采用双层复合管段的超声波流量计量管段来说，在安装过程中需要将内管插入外管中，由于此安装过程的限制，用于安装超声波换能器的安置孔必须开设在外管壁上1，通过在内管2上开设的让位孔2a使超声波信号发射进入流体中。为了解决定位问题，需要在外管和内管上的换能器安装孔上安装定位卡槽7或者采用其他方式来准确定位外管1和内管2；为了解决密封问题，需要在定位卡槽与换能器之间安装密封圈，在换能器上部采用螺钉8固定安装，防止管道内流体进入检测腔体，为了安装密封圈4，还需要将换能器3制作成阶梯式。可以看出，此种管道结构较为复杂，并且随着管道内流体压力的增加，密封效果也随之降低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、密封效果好的超声波流量计量管段。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种超声波流量计量管段，包括外管1和能够使外管对之紧密限定的内管2，所述内管为可拆分组装的上部内管21和下部内管22，其上开设有与内管本体一体化形成的用于安装超声波换能器的超声波换能器安置孔211，通过外管上直径与超声波换能器安置孔211的直径相当的让位孔11连通至管段外。
优选地，所述超声波换能器安置孔的个数为2，位于上部内管21上。
优选地，在超声波换能器安置孔211与内管本体连接部位的外周安置密封圈，当下部内管插入至外管中时，所述密封圈与外管的内管壁、内管的外管壁和超声波换能器安置孔的外周壁相切。
本发明的有益效果在于：
1）将内管设置成可拆分组装的上部内管和下部内管，在上部内管上开设有与内管本体一体化形成的用于安装超声波换能器的超声波换能器安置孔，安装过程中首先将上部内管上的超声波换能器安置孔插入至外管上直径与之相当的让位孔，可以实现准确定位。且相对于现有技术结构更为简单、安装更加方便；
2）为了解决密封问题，在超声波换能器安置孔与内管本体连接部位的外周安置密封圈，当下部内管插入外管中预订位置时，所述密封圈即与外管的内管壁、内管的外管壁和超声波换能器安置孔的外周壁相切，此种密封结构结构简单，且随着内管中流体压力的增加，密封圈逐渐被压紧，密封效果随之增加。
附图说明
图1是现有技术中的复合管段结构剖视示意图；
图2是本发明第一实施例的剖视示意图；
图3是本发明第二实施例的剖视示意图；
图4是本发明的侧视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：参见图2，一种超声波流量计量管段，包括外管1和内管2，内管的直径稍小于外管，当内管插入外管时，外管能够对内管进行紧密限定，本发明的关键在于：所述内管为可拆分组装的上部内管21和下部内管22，在上部内管上开设有与内管本体一体化形成的用于安装超声波换能器的超声波换能器安置孔211，该安置孔211通过外管上直径与超声波换能器安置孔211的直径相当的让位孔11延伸至管段外容纳电子器件的腔体之中。
在安装过程中，安装过程中首先将上部内管上的超声波换能器安置孔插入至外管上直径与之相当的让位孔，实现准确定位，再将与之配合的下部内管紧密插入至预定位置，能够防止流体泄露。本发明结构简单、安装方便，能够克服因传统安装方式的限制导致的结构不合理性。
为了解决密封问题，在超声波换能器安置孔211与内管本体连接部位的外周安置密封圈4，当内管安装完毕时，所述密封圈应当与外管的内管壁、内管的外管壁和超声波换能器安置孔的外周壁相切。此种密封结构不仅简单易行，且随着内管中流体压力的增加，密封圈逐渐被压紧，密封效果随之增加，即使内管中泄露少量流体至外管内，也能够避免其进入检测腔体。
为了获取管道内流体的温度，用于调整流量检测系统在不同温度下的计算参数，还需要在流量计量管段上设置温度传感器，对于复合管段来说，将温度传感器6设置在内管2上能够使温度的检测更为准确。为了接线方便，温度传感器可以设置在换能器安置孔附近，将线路一体化注塑在换能器安置孔的管壁内部。
作为优选的方案，沿着垂直于管道轴线方向看，所述内管可拆分组装的上部内管21和下部内管22之间形成的切割线20为水平直线，切割线的位置可以根据需要来确定，只要避开反射镜位置即可。
实施例2：参见图3,与实施例1的其他部分相同，区别在于沿着垂直与管道轴线方向看，所述内管可拆分组装的上部内管21和下部内管22之间形成的切割线20为倾斜直线。倾斜的切割线使得下部内管的安装更为方便，随着管道的深入与上部内管形成更加紧密的配合，且不会导致下部内管过界安装。
为了准确定位上部内管和下部内管，所述内管2的沿轴线的长度小于外管1的长度，在内管的两侧安装用于定位内管的对丝5，一方面能够防止下部内管过界安装，更重要的是，当通入两个方向的水流时不会使下部内管偏离预定位置。应当注意的是，所述对丝只是定位的优选方案，还可以采用其他能够想到的定位方式来实现。
进一步地，参见图4，在所述内管管壁上还设有四个反射镜23，其中第一、四反射镜231、234位于与超声波换能器相对的下壁上，其反射面的法线在空间直角坐标系中具有三个分量；第二、三反射镜232、233的法线方向在直角坐标系中有两个分量，其中，第二反射镜232设于两个超声波换能器安装孔之间的上管壁上并偏向一侧，第三反射镜233设于两个超声波换能器安装孔之间的上管壁上并偏向另一侧；前述直角坐标系的一个轴沿着管段轴向延伸。从流量计量管段轴线方向看，所述管道内四个反射镜呈等边三角形布置。
在工作过程中，第一换能器发射超声波信号传输至第一反射镜231，经其反射后传播至第二反射镜232，再于第二反射镜反射传播到第三反射镜，经过再次反射到第四反射镜，经其反射后到达第二换能器。所述第一、第四反射镜与计量管段形成一个空间的倾斜角度，即与计量管段横截面和纵截面均存在一定角度，使得换能器发出的超声波信号能够到达位于上壁一侧的反射镜。第一、第二反射镜的空间倾斜设置使得超声波信号的传输路径经过计量管段横截面的不同部位，最终测得的流速是测量管横截面上不同位置流速的加权平均值，接近平均流速，能够提高测量精度。
Claims (9)
1.一种超声波流量计量管段，包括外管（1）和能够使外管对之紧密限定的内管（2），其特征在于：所述内管为可拆分组装的上部内管（21）和下部内管（22），其上开设有与内管本体一体化形成的用于安装超声波换能器的超声波换能器安置孔（211），通过外管上直径与超声波换能器安置孔（211）的直径相当的让位孔（11）延伸至管段外。
2.根据权利要求1所述的一种超声波流量计量管段，其特征在于：所述超声波换能器安置孔的个数为2，位于上部内管（21）上。
3.根据权利要求1所述的一种超声波流量计量管段，其特征在于：在超声波换能器安置孔（211）与内管本体连接部位的外周安置密封圈，所述密封圈与外管的内管壁、内管的外管壁和超声波换能器安置孔的外周壁相切。
4.根据权利要求1所述的一种超声波流量计量管段，其特征在于：沿着垂直与管道轴线方向看，所述内管可拆分组装的上部内管（21）和下部内管（22）之间形成的切割线（20）为水平直线。
5.根据权利要求1所述的一种超声波流量计量管段，其特征在于：沿着垂直于管道轴线方向看，所述内管可拆分组装的两部分（21、22）形成的切割线（20）为倾斜直线。
6.根据权利要求1所述的一种超声波流量计量管段，其特征在于：在所述内管2的管壁上还设有温度传感器（6）。
7.根据权利要求1至5所述的任意一种超声波流量计量管段，其特征在于：所述内管的沿轴线的长度小于外管长度，在内管的两侧安装用于定位内管的对丝。
8.根据权利要求1至5所述的任意一种超声波流量计量管段，其特征在于：在所述内管管壁上设有四个反射镜，其中第一、四反射镜（231、234）位于与超声波换能器相对的下壁上，其反射面的法线在空间直角坐标系中具有三个分量；所述第二、三反射镜（232、233）的法线方向在直角坐标系中有两个分量，其中，第二反射镜（232）设于两个超声波换能器安装孔之间的上管壁上并偏向一侧，第三反射镜（233）设于两个超声波换能器安装孔之间的上管壁上并偏向另一侧；所述直角坐标系的一个轴沿着管段轴向延伸。
9.根据权利要求8所述的任意一种超声波流量计量管段，其特征在于：从流量计量管段轴线方向看，所述管道内四个反射镜呈等边三角形布置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2021147190A1 (zh) * | 2020-01-21 | 2021-07-29 | 青岛海威茨仪表有限公司 | 超声波流量计管段结构 |
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2014
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