CN212133753U - 一种双反射超声波流量计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双反射超声波流量计，涉及流量测量技术领域，本实用新型包括流量计壳体和安装在流量计壳体上的若干对超声波换能器，流量计壳体上设置有与若干对超声波换能器一一对应若干对反射柱组件，一对超声波换能器和对应的一对反射柱组成一个声道，同一声道的一对超声波换能器安装在与轴线平行的直线上，每个声道的传播轨迹在管道横截面上的投影为三角形；本实用新型具有结构简单、增大声线的长度、提高了测量的分辨率、提高了测量精度的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及流量测量技术领域，更具体的是涉及双反射超声波流量计技术领域。
背景技术
超声波流量计主要用于工业管道中气体和液体等介质流体的流量测量，其原理是在流量计的测量管段上装有一对超声换能器，超声换能器1和2交替发射和接收超声波，采用超声波检测技术，通过测量超声波沿气流顺向和逆向传播的时间差，计算出气体流速及流量。超声流量计准确测量的前提是其工作在理想流动状况下，流体到达超声波流量计入口段时经过充分发展的管道层流或者湍流。在充分发展直管道流动中，内部流体以管轴为对称轴并平行于管轴流动，特定剖面上的速度分布都可以根据公式获得精确的解析解，这种情况下只需要用一对换能器就可以获得良好的测量精度。
而在实际测量中，由于管壁与流体内部存在摩擦黏滞作用，安装空间限制和阻流件存在等原因，使得流体到达超声波流量计入口段时并不能保证达到充分发展状态而呈现非理想流场，对流量计的测量精度和稳定性等都产生很大的影响。对于安装位置有限制的超声波流量计，如果前后的直管段长度无法满足要求，只能采用其他方法进行部分补偿，消除流体扰动带来的误差，其中最常用的就是根据内部流场的速度分布加装换能器，即增加测量线。使用多声道技术是当前提高超声波流量计测量精度，降低对管道要求的最有效的途径。虽然可以通过增加声道提高测量精度，但是同时要成对地增加超声传感器，提高了物料成本和加工成本，特别是在小口径的流量计上安装三对以上的超声波换能器很困难。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种双反射超声波流量计传感器。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种双反射超声波流量计传感器，包括流量计壳体和安装在流量计壳体上的若干对超声波换能器，流量计壳体上设置有与若干对超声波换能器一一对应若干对反射柱组件，一对超声波换能器和对应的一对反射柱组成一个声道，同一声道的一对超声波换能器安装在与轴线平行的直线上，同一声道的一对反射柱安装在流量计壳体的不同横截面，同一声道的传播轨迹在同一流量计壳体的横截面上的投影为三角形。
述流量计壳体为圆柱体，圆柱体的半径为R。
所述一个声道包括按流体流动方向依次设置的超声波换能器A、反射柱A、反射柱B和超声波换能器B，所述超声波换能器A和超声波换能器B均倾斜安装，超声波换能器A发出的超声波与流量计壳体中心轴线的夹角为α，α的角度范围为30°～60°，超声波换能器A发出的超声波与流量计壳体中心轴线不相交，超声波换能器A发出的超声波到流量计壳体中心轴线的垂直距离为d，d的范围为0.2R～0.9R。
所述反射柱A和反射柱B的反射面均与管道内壁平齐。
所述反射柱A和反射柱B的反射面是直径为14mm以上的圆柱面。
所述超声波换能器A、反射柱A、反射柱B和超声波换能器B反射柱可拆卸。
本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型结构简单，每个声道中，超声波换能器发射的声波经过两次反射，再到达另外一个接收超声波换能器，即每个声道的超声波历经三条折线轨迹，相当于直射式的三个声道，增大了声线的长度，提高了测量的分辨率，提高了测量精度；多个声道可形成网络化结构，覆盖到整个流体截面，提高了测量精度和抗干扰能力。
2、反射柱的反射面与管道内壁平齐，避免对流体产生扰动，同时流体流动可冲刷掉发射面上的附着物。
3、反射柱的反射面是直径为14mm以上的圆柱面，使超声波的能量损失小，提高接收信号的信噪比，提高测量精度。
4、反射柱如果介质不洁净，长时间使用，反射面上易覆盖油污，影响声波反射效果，本发明结构中的反射柱安装和拆卸方便，便于拆卸下来清洗。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的立体图；
图3是图1的左视图；
图4是图1的一个向视图；
附图标记：1-超声波换能器A、2-超声波换能器B，3-反射柱B，4-反射柱A。
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中的附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
如图1-4所示，一种双反射超声波流量计传感器，包括流量计壳体和安装在流量计壳体上的若干对超声波换能器，其特征在于：流量计壳体上设置有与若干对超声波换能器一一对应若干对反射柱组件，一对超声波换能器和对应的一对反射柱组成一个声道，同一声道的一对超声波换能器安装在与轴线平行的直线上，同一声道的传播轨迹在同一流量计壳体的横截面上的投影为三角形。
所述流量计壳体为圆柱体，圆柱体的半径为R。
所述一个声道包括按流体流动方向依次设置的超声波换能器A1、反射柱A4、反射柱B3和超声波换能器B2，所述超声波换能器A1和超声波换能器B2均倾斜安装，超声波换能器A1发出的超声波与流量计壳体中心轴线的夹角为α，α的角度范围为30°～60°，超声波换能器A1发出的超声波与流量计壳体中心轴线不相交，超声波换能器A1发出的超声波到流量计壳体中心轴线的垂直距离为d，d的范围为0.2R～0.9R。
用一个声道的传播轨迹来说明该流量传感器的工作过程：
正向传播轨迹：于安装于流量计壳体上游的超声波换能器A1，发射的正向超声波信号，形成正向发射信号轨迹，正向发射信号到达反射柱A4后，经反射柱A4反射后，形成正向第一反射信号轨迹，正向第一反射信号到达反射柱B3后，经射柱B3反射后，形成正向第二反射信号轨迹，正向第二反射信号被下游的超声波换能器B2接收，上游超声波换能器A1发射出正向信号到被下游超声波换能器B2接收到的时间为t1。
反向传播轨迹：同理，当下游的超声波换能器B2发射的反向超声波信号，形成反向发射信号轨迹，反向发射信号到达反射柱B3后，经反射柱B3反射后，形成反向第一反射信号轨迹，反向第一反射信号到达反射柱A4后，经反射柱A4反射后，形成反向第二反射信号轨迹，反向第二反射信号被上游的超声波换能器A1接收，下游超声波换能器B2发射出反向信号到被上游超声波换能器A1接收到的时间为t2。
由超声波从上游到下游的传播时间t1，和下游到上游的传播时间t2即可计算出流体的流速，也即可计算出流体的流量。
每一个声道的传播轨迹的截面构成一个三角形，两个以上的声道的传播轨迹的构成网络覆盖流体截面，可以消除由于流速分布不均造成的测量误差。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础行做了进一步优化，具体是：
所述反射柱A4和反射柱B3的反射面均与管道内壁平齐，避免对流体产生扰动，同时流体流动可冲刷掉发射面上的附着物。
所述反射柱A4和反射柱B3的反射面是直径为14mm以上的圆柱面，使超声波的能量损失小，提高接收信号的信噪比，提高测量精度。
实施例3
本实施例实施在实施例1或2的基础上做了进一步优化，具体是：
所述超声波换能器A1、反射柱A4、反射柱B3和超声波换能器B2反射柱可拆卸，当测量的流体介质含有油污时，反射柱端面覆盖油污，影响测量精度，可将反射柱拆卸下清洗。
Claims (6)
1.一种双反射超声波流量计，包括流量计壳体和安装在流量计壳体上的若干对超声波换能器，其特征在于：流量计壳体上设置有与若干对超声波换能器一一对应若干对反射柱组件，一对超声波换能器和对应的一对反射柱组成一个声道，同一声道的一对超声波换能器安装在与轴线平行的直线上，同一声道的一对反射柱安装在流量计壳体的不同横截面，同一声道的传播轨迹在同一流量计壳体的横截面上的投影为三角形。
2.根据权利要求1所述的一种双反射超声波流量计，其特征在于：所述流量计壳体为圆柱体，圆柱体的半径为R。
3.根据权利要求2所述的一种双反射超声波流量计，其特征在于：所述一个声道包括按流体流动方向依次设置的超声波换能器A(1)、反射柱A(4)、反射柱B(3)和超声波换能器B(2)，所述超声波换能器A(1)和超声波换能器B(2)均倾斜安装，超声波换能器A(1)发出的超声波与流量计壳体中心轴线的夹角为α，α的角度范围为30°～60°，超声波换能器A(1)发出的超声波与流量计壳体中心轴线不相交，超声波换能器A(1)发出的超声波到流量计壳体中心轴线的垂直距离为d，d的范围为0.2R～0.9R。
4.根据权利要求3所述的一种双反射超声波流量计，其特征在于：所述反射柱A(4)和反射柱B(3)的反射面均与管道内壁平齐。
5.根据权利要求3所述的一种双反射超声波流量计，其特征在于：所述反射柱A(4)和反射柱B(3)的反射面是直径为14mm以上的圆柱面。
6.根据权利要求3所述的一种双反射超声波流量计，其特征在于：所述超声波换能器A(1)、反射柱A(4)、反射柱B(3)和超声波换能器B(2)反射柱可拆卸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021015963.6U CN212133753U (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种双反射超声波流量计 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202021015963.6U CN212133753U (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种双反射超声波流量计 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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| CN202021015963.6U Active CN212133753U (zh) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 一种双反射超声波流量计 |
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| CN (1) | CN212133753U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113857161A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-31 | 芜湖华亨汽车部件有限公司 | 内置旋转夹持机构的零部件用超声清洗装置及实施方法 |
| CN114166298A (zh) * | 2022-02-14 | 2022-03-11 | 青岛鼎信通讯股份有限公司 | 一种基于一发双收换能器的多声道超声波水表 |
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2020
- 2020-06-05 CN CN202021015963.6U patent/CN212133753U/zh active Active
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