CN206990019U - 一种超声波流量计的探头及包含该探头的超声波流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波流量计的探头，包括可转动的旋转块，旋转块上安装有压电晶片，压电晶片用于发射或接收超声波。通过转动使得旋转块在不同管径时停留在不同的位置上，以调整压电晶片声波入射角。本实用新型还提供一种超声波流量计，包含两个本实用新型的超声波流量计的探头，当用于不同管径流量测量时，通过转动旋转块，以调整压电晶片的角度，实现上游探头发射的信号能被下游探头接收到，下游探头发射的信号也能被上游探头接收到，从而实现固定间距的情况下测量不同管径内液体的流量，使同一对固定的超声波探头可在不同管径范围内通用，大大增加了超声波探头应用的便捷性及广泛性。

Description

一种超声波流量计的探头及包含该探头的超声波流量计

技术领域

本实用新型涉及超声波测量领域，具体涉及一种超声波流量计的探头及包含该探头的超声波流量计。

背景技术

超声波测量在目前的液体测量领域有着极其重要的作用，是其他测量手段无法比拟的。它采用先进的多脉冲技术，信号数字化处理技术及纠错技术，使流量测量更能适应工业现场的环境，计量更方便、经济、精确。可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。

现有技术的超声波流量计包括外夹式和插入式。图2是现有技术的外夹式V型装夹超声波流量计安装方式示意图，图3是现有技术的外夹式Z型装夹超声波流量计安装方式示意图，另外还有外夹式N型装夹、外夹式W型装夹等。插入式通常是将探头插入管道内部，这种插入式可避免管道对测量的影响。

图1是现有技术的外夹式超声波流量计的工作原理示意图。超声波流量计包括两个超声波探头，上游超声波探头11和下游超声波探头22，每个超声波探头中安装有用于发射和接收超声波信号的压电晶片。超声波流量计采用时差方式的测量原理，它利用探头发出的超声波在流动着的流体中的传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，在同一传播距离就有不同的传输时间，根据传输时间之差与被测流体流速之间的关系测出流体的流速。流体的流速具体计算公式可如下：

V：流体速度；

M：超声波反射次数；

D：管径；

θ：超声波信号和流体之间的夹角；

Tup：下游超声波探头发射信号到上游的时间；

Tdown：上游超声波探头发射信号到下游的时间；

ΔT＝Tup–Tdown。

流体的流速在管内的不同位置是不同的，其管中央的流速要比靠近管壁的流速快。流体在管道中的流速分布可以用流速截面分布图表示。通过对流量计的设置，并考虑流速的截面分布影响，从而可以计算出平均流速，再根据管道的截面积得出流体的体积流量。体积流量的计算公式为：

体积流量(Q)＝平均流速(v)×管道截面积(A)

同样也可以计算出质量流量和重量流量：

质量流量(M)＝介质密度(ρ)×体积流量(Q)

＝介质密度(ρ)×平均流速(v)×管道截面积(A)；

重量流量(G)＝介质重度(γ)×体积流量(Q)

＝介质密度(ρ)×重力加速度(g)×体积流量(Q)

＝重力加速度(g)×质量流量(M)

需要说明的是，上述工作原理及公式仅仅是为了描述背景技术，本实用新型并不限于上述流体流速、流量的计算公式。

现有技术的超声波探头中的压电晶片的角度是固定不可调的，也就导致了超声波流量计中两探头的超声波信号的入射角是固定不变的，进而导致在测量过程中需调整探头间距才能适用于不同管径流量的测量，如图4或图5所示。而如果探头的角度不变，探头之间间距又不变的话，超声波流量计的可测管径将是唯一的，这样将大大增加了测量的难度及局限性。

目前的超声波流量测量分为通用式和固定式两种，通用式的超声波测量通常需要输入管径的各类参数，调整探头间距，过程相对繁琐，容易出错；固定式测量是针对某种特定管径大小、材质专用的，应用范围小，限制性大。两种方式在一定程度上都限制了超声波测量的应用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种超声波流量计的探头及包含该探头的超声波流量计，克服现有技术固定式安装的唯一性和局限性的缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种超声波流量计的探头，包括可转动的旋转块；

所述旋转块上安装有压电晶片，所述压电晶片用于发射或接收超声波。

所述超声波流量计的探头还包括旋转标识器，用于标示所述旋转块转动的位置。

所述旋转标识器是角度标识盘、角度显示器或信号指示灯。

所述超声波流量计的探头还包括传动机构，所述传动机构连接所述旋转块，并可以带动所述旋转块转动。

所述传动机构是电机。

所述超声波流量计的探头还包括固定块，所述旋转块嵌入所述固定块内。

所述旋转块和所述固定块采用有机玻璃、聚醚酰亚胺或聚氯乙烯制成。

本实用新型还提供一种超声波流量计，包括第一超声波探头和第二超声波探头，所述第一超声波探头和第二超声波探头为如权利要求1至7任一项所述的超声波流量计的探头：

所述第一超声波探头，用于发射超声波信号，并接收所述第二超声波探头发射的超声波信号；

所述第二超声波探头，用于发射超声波信号，并接收所述第一超声波探头发射的超声波信号；

通过转动所述第一超声波探头的旋转块，以改变所述第一超声波探头中压电晶片的角度，并通过转动所述第二超声波探头的旋转块，以改变所述第二超声波探头中压电晶片的角度，使所述第一超声波探头可接收到所述第二超声波探头发射的超声波信号，所述第二超声波探头可接收到所述第一超声波探头发射的超声波信号。

所述超声波流量计还包括联动装置，用于连接所述第一超声波探头和所述第二超声波探头，

当所述第一超声波探头的旋转块转动时，通过所述联动装置带动所述第二超声波探头的旋转块转动。

所述联动装置是齿轮机构、曲柄机构、蜗轮蜗杆机构或者带轮。

所述超声波流量计的第一超声波探头的旋转块和第二超声波探头的旋转块向相反的方向转动相同的角度。

所述超声波流量计还包括处理器，所述处理器与所述第一超声波探头和第二超声波探头相连。

所述处理器控制所述超声波流量计的第一超声波探头和第二超声波探头发射超声波信号，并控制所述第一超声波探头和第二超声波探头分别接收所述第二超声波探头和第一超声波探头发射的超声波信号；

所述处理器控制所述第一超声波探头的旋转块转动，并控制所述第二超声波探头的旋转块转动；

所述处理器还依据所述第一超声波探头和所述第二超声波探头接收超声波信号的时间差计算流量值。

所述处理器控制所述联动装置，当所述处理器控制所述第一超声波探头的旋转块转动时，通过所述联动装置带动所述第二超声波探头的旋转块转动。

所述超声波流量计还包括存储器，所述存储器用于存储不同管道口径与所述压电晶片角度的关系表。

所述超声波流量计根据所述关系表确定所述管道口径所需的压电晶片角度；

所述第一超声波探头的旋转块和所述第二超声波探头的旋转块转动所述角度。

所述超声波流量计还包括管径测量模块，所述管径测量模块与所述处理器相连，用于测量所述管道的管径。

所述超声波流量计还包括通信模块，所述通信模块与所述处理器相连，用于传输所述超声波流量计测得的流量值。

所述超声波流量计还包括显示器，用于显示所述流量值。

本实用新型还提供一种管道流量测量系统，包括如权利要求8至21任一项所述的超声波流量计和监测设备，所述超声波流量计测得的流量值通过通信模块传输至监测设备。

所述管道流量测量系统，还包括与所述处理器连接的打印设备。

本实用新型的有益效果在于，提供一种包含有可转动的旋转块的超声波流量计的探头，旋转块上安装有压电晶片，当管道口径不同时，转动旋转块，使得旋转块停留在不同的位置，以改变压电晶片的角度，从而改变压电晶片的超声波入射角，实现固定式安装的通用性，避免传统固定式安装的唯一性和局限性。

本实用新型还提供了使用所述超声波流量计的探头的超声波流量计，超声波流量计包括两个所述超声波探头，当用于不同管径流量测量时，通过转动旋转块，以调整压电晶片的角度，从而改变压电晶片的超声波入射角，实现上游探头发射的信号能被下游探头接收到，下游探头发射的信号也能被上游探头接收到，从而可以实现固定间距的情况下能够测量不同管径的流量，使同一对固定的超声波探头可在不同管径范围内通用，大大增加了超声波探头应用的便捷性及广泛性。同时，增大了现场应用超声波流量计的灵活性，可根据现场实际应用情况，调节两探头的旋转块的角度，也可以调节两探头的间距，也可以同时调节两探头的间距和两探头的旋转块的角度，以更好的适用应用环境。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术的超声波流量计的工作原理示意图；

图2是现有技术的外夹式V型装夹超声波流量计安装方式示意图；

图3是现有技术的外夹式Z型装夹超声波流量计安装方式示意图；

图4是现有技术的外夹式V型装夹超声波流量计的工作原理示意图；

图5是现有技术的外夹式Z型装夹超声波流量计的工作原理示意图；

图6是本实用新型一实施例的超声波流量计的探头100的示意图；

图7是本实用新型又一实施例的超声波流量计的探头200的示意图；

图8是本实用新型又一实施例的超声波流量计的探头300的示意图；

图9是本实用新型一实施例的超声波流量计的探头的固定块的示意图；

图10是本实用新型一实施例的超声波流量计的探头的旋转块的示意图；

图11是本实用新型一实施例的外夹式V型装夹超声波流量计400的工作原理示意图；

图12是本实用新型一实施例的外夹式Z型装夹超声波流量计500的工作原理示意图；

图13是本实用新型一实施例的超声波流量计600的结构框图；

图14是图13所示的超声波流量计的工作流程示意图700。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

图2是现有技术的外夹式V型装夹超声波流量计安装方式示意图；图3是现有技术的外夹式Z型装夹超声波流量计安装方式示意图。通常，测量铜管，需采用图2的安装方式，测量其他材料管道时，可以采用图2或3的安装方式。其中，θ₁—探头入射角；θ₂—探头到管壁的折射角；θ₃—管壁到管径的折射角；s₁—管壁中声波沿管轴向传播距离；s₂—管径中声波沿管轴向传播距离；l₁—壁厚；l₂—管内径；由折射定律得：

s₁＝l₁·tanθ₂

s₂＝l₂·tanθ₃

由上可得：

Z型探头安装间距：s＝2s₁+s₂

V型探头安装间距：s＝2(s₁+s₂)。

现有技术中，超声波流量计的两个超声波探头中的压电晶片的安装角度是固定的，当压电晶片角度固定时，测量不同管径内液体的流量时，就需改变超声波流量计探头的间距，如图4或图5所示，在使用现有技术的超声波流量计测量管道内液体流量时，需要根据不同管径(D1、D2或D3)改变超声波流量计中两超声波探头的间距，否则，超声波探头将不能接收到另一超声波探头发射的超声波信号，也就无法测得流量值。附图未显示插入式超声波流量计，但是原理类似于图4、图5的外夹式超声波流量计。

现有技术中，在测量不同管径中液体流量时，需要输入管径的各类参数，调节超声波流量计探头间距，过程相对繁琐，容易出错。

需要说明的是，上述公式仅仅是为了描述探头之间间距和管径的关系，本实用新型并不限于上述计算公式。

本实用新型首先提供了一种可调整晶片角度的超声波流量计的探头，本实用新型的超声波流量计的探头可用于外夹式或插入式的超声波流量计。如图6所示，是本实用新型一实施例的超声波流量计的探头100的示意图，包括旋转块101和压电晶片103；图7是本实用新型又一实施例的超声波流量计的探头200的示意图，包括旋转块201和压电晶片203。以图6为例，本实施例的超声波流量计的探头100包括可转动的旋转块101，旋转块101上设置有压电晶片103，可通过转动旋转块101，以改变压电晶片103的角度，从而改变压电晶片发射的超声波信号的入射角；避免传统固定式安装的唯一性和局限性，通用性好，应用性广。在具体实施方式中，可选用频率为2M的陶瓷压电晶片安装在旋转块上，但本实用新型并不限于此。

在一实施方式中，超声波流量计的探头还可以包括旋转标识器，可通过旋转标识器标示旋转块转动的位置。

在具体实施方式中，可以采用角度标识盘或角度显示器作为旋转标识器。当使用角度标识盘时，可以手动转动旋转块，根据角度标识盘的刻度即可标识旋转块的转动角度，本实用新型并不限制其他类型的旋转标识器。

在其他实施方式中，也可以以其他方式显示探头是否可以接收到超声波信号，比如以信号灯的明暗来显示超声波信号接收与否、或者以信号灯的亮度强弱来显示超声波信号接收的强弱等等，本实用新型不限制。

在另一实施方式中，超声波流量计的探头还可以包括传动机构，所述传动机构与旋转块相连，并可带动旋转块转动。在具体实施方式中，可以采用电机做为传动机构。

在一实施方式中，超声波流量计的探头还可以包括固定块，并可将旋转块嵌入固定块内。图8是本实用新型又一实施例的超声波流量计的探头300的示意图。本实施例的超声波流量计的探头300包括旋转块303和固定块301，旋转块303上设置有压电晶片307，压电晶片307用于发射或接收超声波，旋转块303嵌入固定块301，固定块301上设置有电机305，电机305可带动旋转块303转动，以改变旋转块303上的压电晶片307的角度，从而就可以改变超声波信号的入射角。在具体实施方式中，固定块301和旋转块303之间可填满耦合剂，例如，可填满硅胶。通过电机305自动调整旋转块303的位置，从而调整压电晶片307的角度，以改变压电晶片307的超声波入射角，实现固定式安装的通用性，避免传统固定式安装的唯一性和局限性，应用性广。

在一实施方式中，可选用有机玻璃、聚醚酰亚胺或聚氯乙烯制成旋转块和固定块。对于上述材料的选择，仅是对可选用的优选材料的举例，并不局限于上述材料。

图9是本实用新型一实施例的超声波流量计的探头的固定块示意图，固定块中设置有凹槽，以嵌入旋转块，固定块还可传动机构，以控制嵌入其中的旋转块转动。

图10是本实用新型一实施例的超声波流量计的探头的旋转块示意图，旋转块中设置有压电晶片，用于发射或接收超声波信号。

图11是本实用新型一实施例的外夹式V型装夹超声波流量计400的工作原理示意图。本实施例的超声波流量计400包含两个本实用新型的超声波探头，即第一超声波探头401和第二超声波探头403，第一超声波探头401和第二超声波探头403为本实用新型的超声波流量计的探头。

图12是本实用新型一实施例的外夹式Z型装夹超声波流量计500的工作原理示意图，本实施例的超声波流量计500包含两个本实用新型的超声波探头，即第一超声波探头501和第二超声波探头503，第一超声波探头501和第二超声波探头503为本实用新型的超声波流量计的探头。

以图11的外夹式V型装夹超声波流量计400为例，第一超声波探头401设置于管道的上游，第二超声波探头403设置于管道的下游，第一超声波探头401发射超声波信号，第二超声波探头403接收第一超声波探头401发射的超声波信号，当第二超声波探头403接收完第一超声波探头401发射的超声波信号后，第二超声波探头403发射超声波信号，第一超声波探头401接收第二超声波探头403发射的超声波信号，便可根据图1给出的流速计算公式计算出管道内液体的流速，并进一步计算管道内液体的流量值。

在具体实施方式中，也可以以其他方式显示两探头是否可以相互接收到对方超声波信号，比如以信号灯的明暗来显示超声波信号接收与否、或者以信号灯的亮度强弱来显示超声波信号接收的强弱等等，本实用新型不限制。

当管道口径变化时，可不改变第一超声波探头401和第二超声波探头403的间距，而是通过旋转第一超声波探头401的旋转块，以调整第一超声波探头401的压电晶片的角度，并通过旋转第二超声波探头403的旋转块，以调整第二超声波探头403的压电晶片的角度，使得当管道口径发生变化时，第二超声波探头403仍可以接收到第一超声波探头401发射的超声波信号，第一超声波探头401也可以接收到第二超声波探头403发射的超声波信号，在不改变两超声波探头间距的情况下，同样可根据图1给出的流速计算公式计算出管道内液体的流速，并进一步计算管道内液体的流量值。在具体实施方式中，也可根据超声波流量计的实际应用环境，为了达到更精确的测试效果，既可调节第一超声波探头401和第二超声波探头403的间距，也可调节两探头中旋转块的角度，以更好的适应现场。

在一实施方式中，超声波流量计还可以包括联动装置，联动装置连接超声波流量计的第一超声波探头和第二超声波探头，当第一超声波探头的旋转块转动时，通过联动装置带动第二超声波探头的旋转块转动。

在具体实施方式中，可采用齿轮机构、曲柄机构、蜗轮蜗杆机构或者带轮等作为联动装置，这里仅仅是举例说明，本实用新型并不局限于此。

在一实施方式中，可将第一超声波探头401的旋转块和第二超声波探头403的旋转块向相反的方向转动相同的角度，使第二超声波探头403接收到第一超声波探头401发射的超声波信号，第一超声波探头401接收到第二超声波探头403发射的超声波信号。

在一实施方式中，超声波流量计还可以包括处理器，处理器与第一超声波探头和第二超声波探头相连，处理器可控制第一超声波探头和第二超声波探头发射超声波信号，并控制第一超声波探头和第二超声波探头分别接收第二超声波探头和第一超声波探头发射的超声波信号；处理器还可控制第一超声波探头和第二超声波探头的旋转块转动，以改变两个旋转块中压电晶片的角度；处理器还可依据第一超声波探头和第二超声波探头接收超声波信号的时间差自动计算管道内液体的流量值。在具体实施方式中，可选用CPU、ARM或FPGA等器件作为处理器。

在具体实施方式中，在管道材质、管道壁厚、流体性质等因素相同，且超声波流量计的两个超声波探头距离相同的情况下，可先针对不同管径的管道，为使超声波流量计可以正常工作，测试压电晶片相对于水平位置倾斜的角度，并保存不同管径和不同管径对应的压电晶片的角度。本实用新型中所述的管径指的是管道的外径。

在一实施方式中，处理器还可以控制联动装置，当处理器控制超声波流量计的第一超声波探头的旋转块转动时，可通过联动装置带动超声波流量计的第二超声波探头的旋转块转动。

在一实施方式中，超声波流量计还可以包括存储器，用于存储不同管径与压电晶片角度的关系表。首次使用时，超声波流量计的两个超声波探头，即第一超声波探头401和第二超声波探头403中的旋转块上的压电晶片设置为水平位置。超声波流量计根据管径的大小，在所述关系表中找到管径对应的压电晶片的角度，旋转第一超声波探头401的旋转块所述角度，并旋转第二超声波探头403的旋转块向相反方向旋转所述角度，以使得第二超声波探头403可以接收到第一超声波探头401发射的超声波信号，第一超声波探头401也可以接收到第二超声波探头403发射的超声波信号，保证超声波流量计可以正常工作。由于受到管道内介质流速的影响，第一超声波探头401接收到超声波信号的时间与第二超声波探头403接收到超声波信号的时间之间就存在时间差，根据流速和时间差之间的关系可计算出管道内介质的流速，进而可以得到流量值。

当管道管径发生变化时，可不改变超声波流量计中两探头的间距，超声波流量计会首先复位第一超声波探头401和第二超声波探头403中的旋转块，以使得两探头中的压电晶片恢复水平位置，并再次根据关系表中管径对应的压电晶片的角度，旋转第一超声波探头401的旋转块所述角度，并旋转第二超声波探头403的旋转块向相反方向旋转所述角度，以使得第二超声波探头403可以接收到第一超声波探头401发射的超声波信号，第一超声波探头401可以接收到第二超声波探头403发射的超声波信号，保证超声波流量计可以正常工作。即可实现不改变超声波探头间距的情况下，对不同管径的流量测量。不同的管径对应的角度是特定的，可以使同一对固定的探头可在不同管径范围内通用，大大增加了超声波探头应用的便捷性及广泛性。

在其他实施方式中，当超声波流量计中的压电晶片已经旋转了一定角度之后，也可以不对第一超声波探头401和第二超声波探头403中的旋转块做复位操作，而是计算当前管径对应的角度与超声波流量计中压电晶片的当前角度做差值，即计算出需要进一步旋转的角度，从而通过电机控制超声波流量计中的旋转块旋转。

在一实施方式中，超声波传感器还可以包括管径测量模块，用于测量管道的管径，超声波传感器根据距离测量传感器测得的管径在管径与压电晶片角度的关系表中查找当前管径需要的压电晶片角度，并进一步转动旋转块，以改变两探头中压电晶片的角度。在具体实施方式中，管径测量模块可以采用距离传感器来测量管径的大小，例如可以采用超声波距离传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或可变电阻测距传感器等。

可以理解的是，当其他条件不变，而是管道的壁厚或材质发生变化、或者是管道内介质发生变化时，同样可以建立不同壁厚或不同材质或不同管道内介质与压电晶片角度的关系表，在不改变超声波探头间距的情况下，实现流量的测量。

在一实施方式中，超声波流量计还可以包括通信模块，通信模块与处理器相连，用于传输所述超声波流量计测得的流量值，也可以用于传输其他信息值，例如，温度、时间等。在具体实施方式中，可采用有线通信模块，也可以采用无线通信模块，有线通信模块可采用RS485接口，无线通信模块可采用wifi传输。

在一实施方式中，超声波流量计还可以包括显示器，用于显示管道内液体流量值，也可以用于显示其他信息值，例如，温度、时间等。

上述一些实施例中，在超声波流量计中进一步包含处理器、存储器、通信模块等，是为了实现自动控制、自适应处理，让用户有更好的用户体验而设置的。

在具体实施方式中，可选用铜管作为管道，此时，因超声波探头发射的超声波信号多数被铜管管壁折射，所以，可采用图2所示的外夹式V型装夹，即第一超声波探头和第二超声波探头需在铜管管道的同一侧。当选用其他材料的管道时，例如，PVC管，可采用图3所示的外夹式Z型装夹或图2所示的外夹式V型装夹，即第一超声波探头和第二超声波探头既可安装在管道的同一侧，也可安装在管道的不同侧。

图13是本实用新型一实施例的超声波流量计600的结构框图，包括第一探头601、第二探头603、处理器607、管径测量模块605和通信模块609。其中，第一探头601和第二探头603即为本实用新型的超声波流量计的探头。

处理器607与管径测量模块605相连，处理器607控制管径测量模块605测量管径的大小，并根据测得的管径的大小，在预设的管径与角度对应关系表中查找相应的压电晶片的角度，从而控制两个探头中旋转块的旋转角度。在具体实施方式中，管径与角度对应关系表可存储在处理器以外的存储设备中，也可以保存在处理器内部的存储单元中。

处理器607还分别与第一探头61、第二探头603相连，控制第一探头601和第二探头603发射超声波信号，并控制第一探头601和第二探头603分别接收第二探头603和第一探头601发射的超声波信号；另外，处理器还可以控制6第一探头601和第二探头603的旋转块转动，以改变旋转块上压电晶片的角度，从而改变超声波信号的入射角度，使得测量不同管径时，第一探头601可以接收到第二探头603发射的超声波信号，第二探头603可以接收到第一探头601发射的超声波信号，处理器并根据第一探头601和第二探头603接收超声波信号的时间差计算出管道内液体的流量值。

处理器607还与通信模块相连609，在测得管道内液体的流量值之后，通过通信模块609将流量值等信息输出至显示屏或超声波流量计外部，例如输出至PC机等。

图14是图13所示的超声波流量计的工作流程示意图700。步骤701，超声波流量计600预先保存管径与压电晶片角度对应关系表；步骤703，超声波流量计600中的距离测量模块605测得管径的值；步骤705，处理器607根据测得的管径值在管径与压电晶片角度对应关系表中查找对应的压电晶片的角度，并控制第一探头601和第二探头603上的旋转块向相反方向旋转所述角度；步骤707，处理器607控制第一探头601和第二探头603同时发射超声波信号，并控制第一探头601和第二探头603分别接收第二探头603和第一探头601发射的超声波信号；步骤709，处理器根据第一探头701和第二探头703接收到超声波信号的时间差计算管道内液体的流量值；步骤711，处理器707通过通信模块709将流量值等信息输出。

本实用新型还提供了一种管道流量测量系统，采用本实用新型的超声波流量计完成管道内液体流量的测量，并能做到实时监测。

在一实施方式中，管道流量测量系统可包括本实用新型的超声波流量计和监测设备，超声波流量计测得的流量等信息可以通过超声波流量计中的通信模块传输至监测设备，方便管理人员实时检测并控制管道内液体的流量等信息。在具体实时方式中，监测设备可以是PC机、手机或平板设备。

通过采用本实用新型的超声波流量计来实现的管道流量测量系统，可在上下游探头间距不变的情况下，针对不同管径大小，通过处理器控制超声波探头中的旋转块以自动调整压电晶片的超声波入射角度，实现上游探头发射的信号能被下游探头接收到，下游探头发射的信号能被上游探头接收到，从而实现固定间距的情况下能够测量不同管径尺寸的流量。解决传统超声波探头在应用领域的局限性，特别在探头的安装使用和适用范围上有质的飞跃。当然，也可根据现场应用，既调节两探头中旋转块的角度，同时也可调节两探头的间距，大大增加了超声波流量计的应用灵活性。

在一实施方式中，管道流量测量系统还可以连接打印设备，所述打印设备与监测设备相连，可以用于打印流量、流速等信息。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (23)

1.一种超声波流量计的探头，其特征在于，包括可转动的旋转块，

所述旋转块上安装有压电晶片，所述压电晶片用于发射或接收超声波。

2.如权利要求1所述的超声波流量计的探头，其特征在于，所述超声波流量计的探头还包括旋转标识器，用于标示所述旋转块转动的位置。

3.如权利要求2所述的超声波流量计的探头，其特征在于，所述旋转标识器是角度标识盘、角度显示器或信号指示灯。

4.如权利要求1所述的超声波流量计的探头，其特征在于，所述超声波流量计的探头还包括传动机构，所述传动机构连接所述旋转块，并可以带动所述旋转块转动。

5.如权利要求4所述的超声波流量计的探头，其特征在于，所述传动机构是电机。

6.如权利要求1至5任一项所述的超声波流量计的探头，其特征在于，所述超声波流量计的探头还包括固定块，所述旋转块嵌入所述固定块内。

7.如权利要求6所述的超声波流量计的探头，其特征在于，所述旋转块和所述固定块是有机玻璃、聚醚酰亚胺或聚氯乙烯的旋转块和固定块。

8.一种超声波流量计，其特征在于，包括第一超声波探头和第二超声波探头，所述第一超声波探头和第二超声波探头为如权利要求1至7任一项所述的超声波流量计的探头：

所述第一超声波探头，用于发射超声波信号，并接收所述第二超声波探头发射的超声波信号；

所述第二超声波探头，用于发射超声波信号，并接收所述第一超声波探头发射的超声波信号；

通过转动所述第一超声波探头的旋转块，以改变所述第一超声波探头中压电晶片的角度，并通过转动所述第二超声波探头的旋转块，以改变所述第二超声波探头中压电晶片的角度，使所述第一超声波探头可接收到所述第二超声波探头发射的超声波信号，所述第二超声波探头可接收到所述第一超声波探头发射的超声波信号。

9.如权利要求8所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计还包括联动装置，用于连接所述第一超声波探头和所述第二超声波探头，

当所述第一超声波探头的旋转块转动时，通过所述联动装置带动所述第二超声波探头的旋转块转动。

10.如权利要求9所述的超声波流量计，其特征在于，所述联动装置是齿轮机构、曲柄机构、蜗轮蜗杆机构或者带轮。

11.如权利要求8至10任一项所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计的第一超声波探头的旋转块和第二超声波探头的旋转块向相反的方向转动相同的角度。

12.如权利要求9或10所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计还包括处理器，所述处理器与所述第一超声波探头和第二超声波探头相连。

13.如权利要求12所述的超声波流量计，其特征在于，

所述处理器控制所述超声波流量计的第一超声波探头和第二超声波探头发射超声波信号，并控制所述第一超声波探头和第二超声波探头分别接收所述第二超声波探头和第一超声波探头发射的超声波信号；

所述处理器控制所述第一超声波探头的旋转块转动，并控制所述第二超声波探头的旋转块转动；

所述处理器还依据所述第一超声波探头和所述第二超声波探头接收超声波信号的时间差计算流量值。

14.如权利要求12所述的超声波流量计，其特征在于，所述处理器控制所述联动装置，当所述处理器控制所述第一超声波探头的旋转块转动时，通过所述联动装置带动所述第二超声波探头的旋转块转动。

15.如权利要求12所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计还包括存储器，所述存储器用于存储不同管道口径与所述压电晶片角度的关系表。

16.如权利要求15所述的超声波流量计，其特征在于，

所述超声波流量计根据所述关系表确定所述管道管径所需的压电晶片角度；

所述第一超声波探头的旋转块和所述第二超声波探头的旋转块转动所述角度。

17.如权利要求15或16所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计还包括管径测量模块，所述管径测量模块与所述处理器相连，用于测量所述管道的管径。

18.如权利要求17所述的超声波流量计，其特征在于，所述管径测量模块是超声波距离传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或可变电阻测距传感器。

19.如权利要求12所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计还包括通信模块，所述通信模块与所述处理器相连，用于传输所述超声波流量计测得的流量值。

20.如权利要求19所述的超声波流量计，其特征在于，所述通信模块是有线通信模块或无线通信模块。

21.如权利要求12所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计还包括显示器，用于显示所述的流量值。

22.一种管道流量测量系统，其特征在于，包括如权利要求8至21任一项所述的超声波流量计和监测设备，所述超声波流量计测得的流量值通过通信模块传输至监测设备。

23.如权利要求22所述的管道流量测量系统，其特征在于，还包括：与所述监测设备连接的打印设备。