CN210321854U - 一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，包括底板、第一测量部、第二测量部，第一测量部与第二测量部均包括支撑件、传感器定位件、传感器，支撑件的底部调节高度的连接在底板上，传感器定位件调节的连接在支撑件的顶部，传感器调节的安装在传感器定位件的顶部，圆管置于底板上以及第一测量部与第二测量部之间，第一测量部与第二测量部上的传感器的中心位置的高度与圆管的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器之间垂直方向的距离与圆管的直径相等。本实用新型的有益效果：实现高度、间距可调，能够保证2个传感器沿流体流动方向在同一平面，保证了测试时信号连接的强度。

Description

一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具

技术领域

本实用新型涉及一种夹具，尤其涉及的是一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具。

背景技术

大型水内冷发电机正常运行时，流过定子绕组中的电流较大，发热较严重，因此一般采用定子绕组内部通水的方式进行冷却降温。而在大型发电机实际运行时，因发电机定子绕组内部水回路长时间水质不合格引起的结垢堵塞、异物堵塞或设计时水路流量偏小引起的绕组过热而导致设备损坏的事故屡有发生，对各发电企业造成了巨大的经济损失。基于此，我国相关国标及行标中均明确规定，各发电企业在检修时应定期开展发电机定子绕组内部水系统流通性检测试验。

按照相关标准要求，检测发电机定子绕组内部水系统水流量的方法主要有量杯法和超声波流量法。量杯法是用量杯分别测量定子绕组每根水管单位时间内的水流量。试验时，需拆开发电机端部绝缘引水管，不仅耗时耗力影响检修工期，还容易损坏密封和绝缘，形成新的事故隐患。随着传感器检测新技术的发展，超声波流量法在发电机定子绕组内部水系统水流量检测中的应用越来越广。超声波流量法无需拆开被测的绝缘引水管，也不接触被测流体，只需定子绕组内部冷却水达到发电机正常运行时的额定状态即可进行测量。该方法能够较真实地反映机组运行时的状况，且检测快速、便捷，不影响检修工期。

根据对信号检测的原理超声波水流量法可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。目前，国内外相关成熟产品均采用基于时差法原理的流量测量方法。时差法是利用声波在流体中顺、逆流方向传播时间之差与被测流体流速之关系求取被测流体流速。以该方法研制的流量计适合测量较纯净的介质。

超声波流量检测装置在实际使用时，有两种安装方式，一种是反射式安装，一种是直射式安装。直射式安装时，2只传感器安装在管道的对侧，沿流体方向相差一定的位移，如图7所示，直射式安装又可以是换能器安装在过径声道，和换能器安装在弦声道，与弦声道的测量流速相比，过径声道的测量流速对管道中流体流速的变化更加敏感。这种安装方式超声波声束的声程最短，可以提高信号强度，当管道和液体的声导性能差时，考虑使用直射式安装。在对大型发电机定子绕组进行超声波水流量测试时，一般均采用直射式安装方法。

基于时差法原理的超声波水流量测量方法，要求测试点两侧应保留相应的直管段，且测试点上游直管段长度需大于10D(D为被测管道直径)，下游直管段长度需大于5D，同时要避开泵、阀和节流孔和管道拐角处。现场条件往往不能满足测试要求的直管距离，需多次测量，取相对稳定的平均值。

在实际应用时，由于定子绕组绝缘引水管直径偏小(尺寸约为20-30mm)，发电机励端空间狭小且制造厂安装的可测试管道段多为弯曲管道，而传感器本身为立方体，因此在实际测试时，无法保证2个传感器保持在同一截面内，即传感器之间发出的声波信号不能被相互有效截取，测量时传感器之间无测量信号或测量信号弱，导致无法测量或测量结果重复性差，严重影响了在现场测试的进度和试验效果。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何解决无法保证2个传感器保持在同一截面内的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，包括底板、第一测量部、第二测量部，第一测量部与第二测量部均包括支撑件、传感器定位件、传感器，支撑件的底部能够调节高度的连接在底板上，传感器定位件能够沿圆管径向调节的连接在支撑件的顶部，传感器能够调节的安装在传感器定位件的顶部，圆管置于底板上以及第一测量部与第二测量部之间，第一测量部与第二测量部上的传感器的中心位置的高度与圆管的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器之间垂直方向的距离与圆管的直径相等。

本实用新型通过支撑件在底板上能够调节，实现高度方向上的调节，通过传感器定位件能够在支撑件上调节，实现第一测量部与第二测量部之间的距离可调，以便适应不同尺寸的圆管，通过传感器在传感器定位件上的调节，最后共同实现第一测量部与第二测量部上的传感器的中心位置的高度与圆管的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器之间垂直方向的距离与圆管的直径相等，保证2个传感器沿流体流动方向在同一平面，保证了测试时信号连接的强度，第一测量部与第二测量部之间的间距可调，完成对20-30mm直径范围内所有圆管内部流体流量的测试。

优选的，所述底板上设有对称的调节槽，所述支撑件的底部在调节槽内滑动连接，支撑件由第一紧固件固定。

优选的，所述底板为长方形板，调节槽为长方形孔，支撑件的底部为长方形柱状结构。

优选的，所述底板的侧面设有与调节槽相通的第一螺纹孔，所述第一紧固件通过第一螺纹孔抵接在支撑件底部的侧面。

优选的，所述支撑件的顶端为T型滑道，滑道的长度方向垂直圆管的轴线方向，所述传感器定位件的底端设有T型滑槽，支撑件与传感器定位件通过T型滑道与T型滑槽滑动连接，并由第二紧固件固定。

优选的，所述传感器定位件的T型滑槽的底部设有与T型滑槽相通的第二螺纹孔，所述第二紧固件由第二螺纹孔抵接在支撑件上。

优选的，所述传感器定位件顶端设有安装传感器的定位槽，传感器安装在定位槽内，并由第三紧固件固定。

优选的，所述定位槽沿圆管轴线方向为贯穿结构。

优选的，所述传感器定位件的顶端设有与定位槽相通的第三螺纹孔，所述第三紧固件由第三螺纹孔穿过后抵接在传感器上。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型通过支撑件在底板上能够调节，实现高度方向上的调节，通过传感器定位件能够在支撑件上调节，实现第一测量部与第二测量部之间的距离可调，以便适应不同尺寸的圆管，通过传感器在传感器定位件上的调节，最后共同实现第一测量部与第二测量部上的传感器的中心位置的高度与圆管的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器之间垂直方向的距离与圆管的直径相等，保证2个传感器沿流体流动方向在同一平面，保证了测试时信号连接的强度，第一测量部与第二测量部之间的间距可调，完成对20-30mm直径范围内所有圆管内部流体流量的测试；

(2)其中，第一紧固件、第二紧固件、第三紧固件均为紧固螺钉或进过螺栓，具体的个数根据需要设定；

(3)定位槽沿圆管轴线方向为贯穿结构，可以适应不同尺寸的传感器，也可以对传感器的位置进行调节。

附图说明

图1是本实用新型实施例一用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具的结构示意图；

图3是底板的结构示意图；

图4是支撑件的结构示意图；

图5是传感器定位件的结构示意图；

图6是实施例二中传感器定位件的结构示意图；

图7是直射式安装方法示意图；

图8是圆管安装示意图；

图9是圆管安装俯视图。

图中标号：底板1、调节槽11、第一螺纹孔12、支撑件2、T型滑道21、传感器定位件3、第二螺纹孔31、T型滑槽32、定位槽33、第三螺纹孔34、圆管4、第一紧固件5、第二紧固件6、第三紧固件7、传感器8。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1、图2结合图8所示，一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，包括底板1、第一测量部、第二测量部，第一测量部与第二测量部均包括支撑件2、传感器定位件3、传感器8，支撑件2的底部能够调节高度的连接在底板1上，传感器定位件3能够沿圆管4径向调节的连接在支撑件2的顶部，该径向为圆管放置后的通过直径的水平面内的径向，传感器8能够调节的安装在传感器定位件3的顶部，圆管4置于底板1上以及沿径向的两侧处于第一测量部与第二测量部之间，第一测量部与第二测量部上的传感器的中心位置的高度与圆管4的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器之间垂直方向的距离与圆管4的直径相等。

如图3所示，结合图8，所述底板1为长方形板，其上设有对称的长方形的调节槽11，支撑件2的底部为长方形柱状结构，所述支撑件2能够在调节槽11内滑动连接，滑动到合适位置后，支撑件2由第一紧固件5抵接或连接上进行固定，第一紧固件5可以是紧固螺栓或紧固螺钉，对应的在底板1的前侧面或/和后侧面设有用于第一紧固件5穿过的第一螺纹孔12，第一螺纹孔12与调节槽11相通；第一螺纹孔的个数为至少两个，对称设置，也可以根据调节槽11及套筒3的长度，设置不同个数，调节方式简单、可靠。

需要说明的是，为了紧固件便于紧固，最好的，支撑件2的底部需要至少有一个面为平面，如图4所示，支撑件2底部的前侧面为平面，其他面不做限制；为了保证紧固件紧固时的可靠性，还可以在前侧面上设有多个上下排列的调节孔，第一紧固件5穿过第一螺纹孔12后再与调节孔螺纹连接，增加可靠性；再者，除了本实施例中给出的上下调节的形式，还可以直接将支撑件2的柱状结构设置呈圆柱，圆柱外表面设有螺纹，对应的调节槽设置呈螺纹孔，通过螺纹的旋拧实现，高度调节。

如图4所示，所述支撑件2的顶端为T型滑道21，结合图8所示，T型滑道21的长度方向与圆管4的轴线方向垂直，如图5所示，所述传感器定位件3的底端设有T型滑槽42，支撑件2与传感器定位件3通过T型滑道21与T型滑槽32滑动连接，并由第二紧固件6固定，传感器定位件3的底部设有用于第二紧固件6穿过的第二螺纹孔31；第二紧固件6可以是紧固螺栓或紧固螺钉；调节时，传感器定位件3可以沿垂直圆管4的轴线方向滑动，找到适宜位置时，锁紧第二紧固件6即可，其中，第二螺纹孔31为对称设置。

如图5所示，结合图2、图7所示，所述传感器定位件3顶端设有安装传感器的定位槽33，传感器安装在定位槽33内，并由第三紧固件7固定，定位槽33的顶面设有用于第三紧固件7穿过的第三螺纹孔34；定位槽33为侧面开口的矩形槽，传感器8可以在槽内活动，后由第三紧固件7由顶端压紧；其中，第三螺纹孔34可以设置多个，可以实现适应不同尺寸的传感器4，以及从不同位置对传感器4的固定。

底板1、支撑件2、传感器定位件3均由聚四氟乙烯材料加工而成；且均可以设置呈对称结构。

结合图8所示，本实用新型通过支撑件2在底板1上调节，实现高度方向上的可调，通过传感器定位件3能够在支撑件2上调节，实现第一测量部与第二测量部之间的距离可调，以便适应不同尺寸的圆管4，本实施例可以完成对20-30mm直径范围内所有圆管内部流体流量的测试；通过传感器8在传感器定位件3上的调节，最后共同实现第一测量部与第二测量部上的传感器8的中心位置的高度与圆管4的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器8之间垂直方向的距离与圆管4的直径相等，保证2个传感器沿流体流动方向在同一平面，保证了测试时信号连接的强度。

实施例二：

如图6所示，本实施例中，所述定位槽33沿圆管轴线方向为贯穿结构；贯穿的结构，可以适应更多不同尺寸的传感器，便于加工。

如图7所示，为直射式安装法的示意图，要求两个传感器之间的垂直距离等于圆管的直径，以及保证2个传感器保持在同一截面内，且该截面为通过直径的截面；

图8、图9所示，本实施例具体操作如下：

(1)收集被测发电机励磁绝缘引水管(即圆管5)的直径、壁厚、材质等参数，按照绝缘引水管的外径尺寸，调节支撑件2高度，使传感器定位槽33中心部位至底板1底部的高度(竖直方向)为绝缘引水管外径的1/2，调整完成后，拧紧塑料底板1前侧的第一紧固件5，使支撑件2的位置完全固定；

(2)完成支撑件2与底板1的固定后，调节两个传感器定位件3水平方向的间距，使传感器定位件3之间的距离为绝缘引水管的外径；调整完成后，拧紧第二紧固件6，使传感器定位件3完全固定。

(3)向超声波流量计主机内输入绝缘引水管的直径、壁厚、材质等参数，根据仪器推荐的传感器(直射式安装方法)间距，调整传感器定位件中2只传感器8水平方向的位移，调整完成后，拧紧传感器定位件顶部的第二紧固件7，使传感器8位置完全固定；为提高传感器信号强度，在超声波传感器信号发射和接收部分均匀涂抹超声波耦合剂。

(4)上述操作完成后，选取被测绝缘引水管直线段较长的部分，将本装置卡在绝缘引水管两侧，启动超声波流量计主机进行测试，如因绝缘引水管弯曲度较大致使超声波信号强度偏弱，可适当旋转夹具以获得稳定准确可重复的水流量数据。

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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，包括底板、第一测量部、第二测量部，第一测量部与第二测量部均包括支撑件、传感器定位件、传感器，支撑件的底部能够调节高度的连接在底板上，传感器定位件能够沿圆管径向调节的连接在支撑件的顶部，传感器能够调节的安装在传感器定位件的顶部，圆管置于底板上以及第一测量部与第二测量部之间，第一测量部与第二测量部上的传感器的中心位置的高度与圆管的半径相等，第一测量部与第二测量部上的传感器之间垂直方向的距离与圆管的直径相等。

2.根据权利要求1所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述底板上设有对称的调节槽，所述支撑件的底部在调节槽内滑动连接，支撑件由第一紧固件固定。

3.根据权利要求2所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述底板为长方形板，调节槽为长方形孔，支撑件的底部为长方形柱状结构。

4.根据权利要求3所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述底板的侧面设有与调节槽相通的第一螺纹孔，所述第一紧固件通过第一螺纹孔抵接在支撑件底部的侧面。

5.根据权利要求1所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述支撑件的顶端为T型滑道，滑道的长度方向垂直圆管的轴线方向，所述传感器定位件的底端设有T型滑槽，支撑件与传感器定位件通过T型滑道与T型滑槽滑动连接，并由第二紧固件固定。

6.根据权利要求5所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述传感器定位件的T型滑槽的底部设有与T型滑槽相通的第二螺纹孔，所述第二紧固件由第二螺纹孔抵接在支撑件上。

7.根据权利要求1所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述传感器定位件顶端设有安装传感器的定位槽，传感器安装在定位槽内，并由第三紧固件固定。

8.根据权利要求7所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述定位槽沿圆管轴线方向为贯穿结构。

9.根据权利要求7所述的一种用于超声波测量弯曲圆管内部液体流量的夹具，其特征在于，所述传感器定位件的顶端设有与定位槽相通的第三螺纹孔，所述第三紧固件由第三螺纹孔穿过后抵接在传感器上。

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