CN213209159U - 一种超声波计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气计量设备技术领域，具体涉及一种超声波计量装置，包括供流体通过的本体部，沿流体的流动方向，本体部设置有流体进口和流体出口，流体进口和流体出口之间设有供流体流通的流道；至少两个超声波换能器用于发送和接收超声波信号；固设于本体部内的整流部，整流部包括将流道分隔成至少两个整流腔的整流片，整流片的下端面和上端面延伸至整流部的外壁面。整流片与整流部为一体结构，无需像现有的超声波计量装置那样装配时需要将整流片一片一片的装配到流道结构内。同时整流部与本体部形成为一体结构，装配时省却了整流部与本体部的安装，装配工序大大减少，装配效率高，结构更加简单，计量精度更加精准。

Description

一种超声波计量装置

技术领域

本实用新型属于燃气计量设备技术领域，具体涉及一种超声波计量装置。

背景技术

天然气作为一种清洁、高效的优质的能源成为国内能源结构的首选。随着天然气的广泛使用，作为城市天然气用户贸易计量所使用的燃气表，如何能实现公平计量尤其重要。

现有市场上的燃气表有多种类型，比如机械式、电子式、传统膜式表及全电子超声波燃气表，各种流量计的准确度及使用范围也在不断提高。近几年来超声波燃气表由于其先进技术、易智能化优点，发展势头强劲。

超声波燃气表属于速度式流量计的一种，对测量管道内的流畅影响比较敏感，流畅的影响会直接影响到超声波燃气表的计量准确性。

现有结构的超声波燃气表，整流部和本体部为分体设计，安装过程需要将整流片一片一片地安装到本体部内，使得两部分进行安装形成装配件，使得装配工序较多。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中的超声波燃气表的整流部与流道部为分体设计，需要将整流片一片一片的安装到本体部内，使得装配工序较多的技术问题，从而提供一种装配工序较少的超声波计量装置。

为此，本实用新型的目的在于提供一种超声波计量装置，包括：

供流体通过的本体部，沿所述流体的流动方向，所述本体部设置有流体进口和流体出口，所述流体进口和所述流体出口之间设有供流体流通的流道；

至少两个超声波换能器，用于发送和接收超声波信号；

固设于所述本体部内的整流部，所述整流部包括将所述流道分隔成至少两个整流腔的整流片，所述整流片的下端面和上端面延伸至所述整流部的外壁面。

可选的，所述的超声波计量装置，所述整流片为金属整流片，所述整流片采用注塑工艺固设于所述整流部内，至少部分所述整流片的上端面和下端面插设于所述整流部的外壁面内。

可选的，所述的超声波计量装置，所述整流部的外壁面包括上壁面和下壁面，所述整流片由所述上壁面或下壁面的任一个延伸至另一个形成。

可选的，所述的超声波计量装置，所述本体部还包括壳体部，部分所述流道由所述壳体部围设形成，所述整流部固设于所述壳体部内。

可选的，所述的超声波计量装置，所述整流片的端面设置有凸部，所述整流部的外壁内侧设有与所述凸部配合的槽部，所述凸部卡接于所述槽部。

可选的，所述的超声波计量装置，所述凸部包括第一凸部、第二凸部和第三凸部，所述槽部包括第一槽部、第二槽部和第三槽部，所述第一凸部和第二凸部分别位于所述整流片下端面的两端，所述第三凸部位于所述整流片的上端面，所述第一槽部和第二槽部位于所述整流部的底壁内侧，所述第三槽部位于所述整流部的顶壁内侧。

可选的，所述的超声波计量装置，所述本体部还包括固定所述超声波换能器的安装座，所述安装座包括固定部和座体，所述座体连通所述整流部。

可选的，所述的超声波计量装置，所述安装座位于所述流道的一侧，所述固定部设有第一卡扣结构，所述安装座通过所述第一卡扣结构卡接于所述整流部的上壁面。

可选的，所述的超声波计量装置，部分所述整流部的上壁面向背离所述流道的方向延伸形成所述座体。

可选的，所述的超声波计量装置，还包括适于密封连接在所述流体出口端的流体流出管道，所述流体流出管道设有第二卡扣结构，所述流体出口的外壁设有凸台，所述第二卡扣结构与所述凸台相配合；

所述流体进口呈由流体的流动方向渐缩的缩口状；或

所述流体进口的上内壁与下内壁的延长线的夹角θ₁为9°-20°。

本实用新型提供的超声波计量装置，将整流部固设于本体部，使得整流部与本体部形成为一体结构，装配时省却了整流部与本体部的安装，装配工序大大减少。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中的整流部和本体部装配后的立体结构示意图；

图2为图1的纵剖结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的本体部和超声波换能器装配后的纵剖结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的整流盒体的结构示意图((a)为整流盒体的侧视结构示意图，(b)为盒体的俯视图，(c)为盖板的仰视图)；

图5为图4中的整流盒体的整流片的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中的超声波计量装置的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中的超声波计量装置的流体流出管道的结构示意图。

附图标记说明：

1-本体部；10-流道；11-流体进口；12-流体出口；13-安装座；131-座体；132-固定部；14-通孔；

2-整流片；21-第一凸部；22-第二凸部；23-第三凸部；24-定位配合部；20-整流盒体；201-盒体；202-盖板；203-第一槽部；204-第二槽部；205-第三槽部；

3-超声波换能器；

4-流体流出管道；40-密封垫槽；41-第二卡扣结构；

5-卡块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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做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。

本实施例的超声波计量装置，参见图1至图7所示，包括本体部1、超声波换能器3、整流部和流体流出管道4。其中，本体部1为一方柱形的管体结构，供流体流通，沿流体流动方向也即如图2所示的左右方向分别设有流体进口11和流体出口12，流体进口11和流体出口12之间形成供流体流通的流道10。超声波换能器3包括至少两个，设置在本体部1上，其中一个向流道10内发射超声波信号，超声波信号经流道10的内壁反射由另一个超声波换能器3接收，从而达到测量流经流道10内的流体的流量的目的，具体原理在此不做详细描述和限定，为现有技术。整流部固设在本体部1内，包括至少一个整流片2，整流片2的下端面和上端面延伸至整流部的外壁面，至少一个整流片2将流道10分隔成至少两个整流腔，从而使得流经流道10的流体能够形成稳定的层流，以便于超声波换能器3能够精准地进行计量。流体流出管道4适于密封连接在流体出口12端。也就是说，通过将整流片2与整流部设置为一体结构，再将整流部固设在本体部1内形成一体，减少了装配工序，装配效率高。

对于整流部而言包括整流片2，整流片2的上端面和下端面延伸至整流部的外壁面，也就是说整流片2与整流部可以为一体成型结构，无需像现有的超声波计量装置那样装配时需要将整流片一片一片的装配到流道结构内，减少了整流片的装配工序，也可以为整流片2的上下端面分别插接在整流部的外壁面内侧的插槽内，可以提高整流片2与整流部的安装稳定性。整流部的外壁面包括上壁面和下壁面，整流部采用塑料材质，可以降低成本，另外，由于整流部和本部部材质相同，使得流体的黏附度更趋于一致，而且膨胀系数一致，对整个超声波计量装置的适配性更好，计量时更加稳定和可靠。如图4所示，整流部的外壁面为形状与流道10相适配的方柱体或圆柱体结构的整流盒体20，整流盒体20沿流体流动方向也即如图2所示的左右方向的两端开口且内部具有与流道内连通的安装腔。具体的，如图4所示，整流盒体20由一个由上部开口的匚字型的盒体201和通过密封胶密封固设在盒体201开口处的盖板202构成，整流部的上壁面即为盖板202，下壁面为盒体201的底壁。整流片2由上壁面或下壁面中的任一个延伸至另一个形成，也就是说整流片2和整流部为一体注塑成型结构，也即整流片材质为与整流部材质一致的塑料材质。减少组装时的装配工序，直接一体成型，同时还提高整流片2与整流部之间的润滑度，减少毛刺。采用塑料材质省略了单独加工金属整流片的工序，减少了装配工序同时也降低了成本，另外，由于整流部和整流片2材质相同，使得流体的黏附度更趋于一致，而且膨胀系数一致，对整个超声波计量装置的适配性更好，计量时更加稳定和可靠。作为可替换的，整流片2还可以采用金属材质，将金属整流片放置在模具内，采用注塑工艺注塑形成所需的整流部，金属整流片与整流部采用注塑工艺注塑为一体，可以提金属整流片与整流部之间的润滑度，减少毛刺，进而提高计量的精确度。可替换的方案，在整流部的上内壁和下内壁上开设有插槽，金属整流片的上端面和下端面分别插设在整流部的上内壁和下内壁上的插槽内，金属整流片与整流部通过插接固定，提高了连接的稳定性。采用金属材质的整流片，结构强度大，不容易损坏。对于整流片2的数量而言，可以为一个、两个、三个等等，具体不做详细限定。

当整流片2采用直接插接固定在整流部也即整流盒体20的外壁面内侧的插槽时，为了便于整流片2与整流部进行插接固定，在方形片状的整流片2的上端面和下端面分别设有向外凸出延伸的凸部，凸部包括第一凸部21、第二凸部22和第三凸部23，对应的，在整流部的外壁内侧设有与凸部配合的槽部，凸部卡接于槽部内，槽部包括第一槽部203、第二槽部204和第三槽部205。如图5所示，第一凸部21和第二凸部22分别位于整流片2下端面的左右两端，第三凸部23位于如图5所示的整流片2的上端面的中间，对应的，如图4中(b)所示，第一槽部203和第二槽部204位于整流部具体为盒体201的底壁内侧，如图4中(c)所示，第三槽部205位于整流部具体为盖板202的顶壁内侧中间。

对于本体部1而言，包括壳体部和安装座13。部分流道10由壳体部围设形成，整流部固设在壳体部内。安装座13用于固定超声波换能器3，包括固定部132和座体131，座体131与整流部内部连通。部分整流部的上壁面向背离流道10的方向也即如图2所示的向上延伸形成座体131。也就是说安装座13、整流部和壳体部为一体结构。具体的，壳体部的左右两端开口分别对应流体进口11和流体出口12，壳体部的内部中空形成流道10，整流部一体成型在流道10内，如图1所示，壳体部对应整流部位置的上壁面左右两侧对称开设有两个方形通孔14，两个通孔14外缘适宜距离的壁面分别向左右两侧倾斜延伸形成内部中空的斜柱，也就是说座体131的底端面的圆形直径要大于方形通孔14的对角线的长度，从而使得在座体131与整流部之间存在有阻挡部分流道10的挡片结构，该斜柱即为座体131，座体131的上端外缘沿径向向外凸出形成凸缘。固定部132为如图6所示的第一卡扣结构，第一卡扣结构包括形状与座体131相适配的基体，基体的下端面边缘周向间隔设有至少两个向下凸出延伸的第一卡扣。安装时，先将超声波换能器放置在座体131内且超声波换能器3的下半部分伸进座体内、上半部分搭设在凸缘上，之后将固定部132放置在超声波换能器3上端并通过第一卡扣卡接在凸缘上完成超声波换能器3的安装。作为可替换的，座体131与壳体部也可以不为一体结构。作为变形，本体部1还可以为两端开口、内部中空的圆柱体结构。

对于两个安装座13的夹角θ₂而言，如图3所示，为45度-70度，由于流道10的上内壁与下内壁之间的距离一定，故而夹角的变化会影响超声波信号的传输距离，具体为夹角越大，超声波信号的传输距离越大，经发明人研究发现采用45度-70度的夹角设置两个安装座13，使得超声波信号的传输距离适宜，因为当流体流速达到设计最大值时，如果超声波信号传输距离过长会导致一个超声波换能器3接收到的信号减弱，影响计量精度。作为可替换的，两个超声波换能器3还可以设置在本体部1的异侧，比如一个设置在本体部1的顶部，一个设置在本体部1的底部，两者形成对射。可选的，超声波换能器3和安装座13的数量还可以为其他数量，比如三个、四个、五个、六个、七个、八个等等，只需要能够两两之间形成对射即可，也即一个超声波换能器3在另一个超声波换能器3的反射路径上。

对于流体而言，可选为气体或液体，本实用新型的超声波计量装置为超声波燃气表，故而所述的流体为气体。

对于流体进口11而言，流体进口11呈由流体的流动方向也即如图3所示的由左到右的方向上渐缩的缩口状。优选地，流体进口11的上内壁和下内壁之间的夹角θ1为9°-20°且流体进口11的长度L优选为5-20mm，能使外界流体进入到流道10内起到很好的聚集，缩进和顺滑流体的作用，且流体的状态在经过整流区域整流后，能够达到设计要求的单一的层流状态。

对于流体流出管道4而言，如图6和图7所示，面向流体出口12的端面也即如图7所示的左端面设有一个形状与流体出口12相匹配的密封垫槽40并且在流体流出管道4的外周壁设有多个朝向流体出口12方向凸出的第一卡扣结构41，第一卡扣结构41上开设有卡槽，对应的，在流体出口12的外周壁上设有向外凸出的与第一卡扣结构41上的卡槽相适配的卡块5。对应的，如图1所示，流体出口12处形成有径向向外凸出的凸缘，凸缘可以嵌入密封垫槽40内，卡块5形成在凸缘上。安装时，在密封垫槽40上放置密封垫，将密封垫槽40与流体出口12的凸缘配合并通过第一卡扣结构41卡接配合固定。对于第一卡扣结构41的具体结构在此不做详细描述和限定，为现有常规的卡扣结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种超声波计量装置，其特征在于，包括：

供流体通过的本体部，沿所述流体的流动方向，所述本体部设置有流体进口和流体出口，所述流体进口和所述流体出口之间设有供流体流通的流道；

至少两个超声波换能器，用于发送和接收超声波信号；

固设于所述本体部内的整流部，所述整流部包括将所述流道分隔成至少两个整流腔的整流片，所述整流片的下端面和上端面延伸至所述整流部的外壁面。

2.根据权利要求1所述的超声波计量装置，其特征在于，所述整流片为金属整流片，所述整流片采用注塑工艺固设于所述整流部内，至少部分所述整流片的上端面和下端面插设于所述整流部的外壁面内。

3.根据权利要求1所述的超声波计量装置，其特征在于，所述整流部的外壁面包括上壁面和下壁面，所述整流片由所述上壁面或下壁面的任一个延伸至另一个形成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的超声波计量装置，其特征在于，所述本体部还包括壳体部，部分所述流道由所述壳体部围设形成，所述整流部固设于所述壳体部内。

5.根据权利要求1所述的超声波计量装置，其特征在于，所述整流片的端面设置有凸部，所述整流部的外壁内侧设有与所述凸部配合的槽部，所述凸部卡接于所述槽部。

6.根据权利要求5所述的超声波计量装置，其特征在于，所述凸部包括第一凸部、第二凸部和第三凸部，所述槽部包括第一槽部、第二槽部和第三槽部，所述第一凸部和第二凸部分别位于所述整流片下端面的两端，所述第三凸部位于所述整流片的上端面，所述第一槽部和第二槽部位于所述整流部的底壁内侧，所述第三槽部位于所述整流部的顶壁内侧。

7.根据权利要求4所述的超声波计量装置，其特征在于，所述本体部还包括固定所述超声波换能器的安装座，所述安装座包括固定部和座体，所述座体连通所述整流部。

8.根据权利要求7所述的超声波计量装置，其特征在于，所述安装座位于所述流道的一侧，所述固定部设有第一卡扣结构，所述安装座通过所述第一卡扣结构卡接于所述整流部的上壁面。

9.根据权利要求7所述的超声波计量装置，其特征在于，部分所述整流部的上壁面向背离所述流道的方向延伸形成所述座体。

10.根据权利要求1-3或5-9任一项所述的超声波计量装置，其特征在于，还包括适于密封连接在所述流体出口端的流体流出管道，所述流体流出管道设有第二卡扣结构，所述流体出口的外壁设有凸台，所述第二卡扣结构与所述凸台相配合；

所述流体进口呈由流体的流动方向渐缩的缩口状；或

所述流体进口的上内壁与下内壁的延长线的夹角θ₁为9°-20°。

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