CN216695130U - 一种多次反射的超声波测量管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多次反射的超声波测量管道，包括测量段主体，所述测量段主体内在靠近其进口位置设有多组竖向阵列布置的整流叶片，多组整流叶片构成整流通道；测量段主体在与整流通道上游位置对应的上管壁设有倾斜的第一安装孔，在与整流通道下游位置对应的上管壁或下管壁设有倾斜的第二安装孔；第一安装孔和第二安装孔内分别设有第一超声换能器和第二超声换能器；第一超声换能器、第二超声换能器均与测量单元主板连接；当第二安装孔设置在上管壁时，实现超声换能器的W型反射路线；当第二安装孔设置在下管壁时，实现超声换能器的N型反射路线。利用本实用新型，可以增加测量声程，从而达到更高的测量精度。

Description

一种多次反射的超声波测量管道

技术领域

本实用新型属于气体流量测量技术领域，尤其是涉及一种多次反射的超声波测量管道。

背景技术

超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。因此，通常用超声换能器用于检测管道内流体的流量。

在实际工作状况下，由于气体流体在管道内紊乱，不规则流动，因此通常会在管道内安装整流器，改善流体分布情况。但是整流后，流体在整流段和测量段中有一定的距离，流体在经过这段距离时，会形成新的紊流。在气体紊流状态下，超声波测量流速会有检测误差。

公开号为CN 103270396 A的中国专利文献公开了超声波流量计，通过由层状的流路构成的测量流路以及一对超声波传感器来检测流量，其中，该一对超声波传感器被设置于测量流路的同一壁面侧，被配置成构成利用了在相对侧的流路内壁面的反射的超声波的传播路径，在构成多层部的隔板的上游侧之前设置作为流体控制单元的抑制棒。

虽然上述现有结构解决了超声波测量过程中气体的紊流问题，但是，其超声测量方式采用V型反射式测量结构，测量声程较短，难以满足更高精度的测量要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多次反射的超声波测量管道，使得超声波在测量管道内经过管壁多次反射贯穿流体，增加测量声程，从而达到更高的测量精度。

一种多次反射的超声波测量管道，包括测量段主体，所述测量段主体内在靠近其进口位置设有多组竖向阵列布置的整流叶片，多组整流叶片构成整流通道；

所述测量段主体在与整流通道上游位置对应的上管壁设有倾斜的第一安装孔，在与整流通道下游位置对应的上管壁或下管壁设有倾斜的第二安装孔；所述的第一安装孔和第二安装孔内分别设有第一超声换能器和第二超声换能器；所述第一超声换能器、第二超声换能器均与测量单元主板连接；

当第二安装孔设置在上管壁时，在上管壁的内侧面设有一个反射面，在下管壁的内侧面设有两个反射面，用于实现超声换能器的W型反射路线；当第二安装孔设置在下管壁时，上管壁和下管壁的内侧面均设有一个反射面，用于实现超声换能器的N型反射路线。

改变以往直射式接收超声声波和反射式经过圆管同一轴线的声波接收方式，有效的解决了流态分布变化对测量精度的影响。

进一步地，所述测量段主体的上管壁为与测量段主体可拆卸固定的换能器安装板；所述的换能器安装板上设有第一安装孔，或者同时设有第一安装孔和第二安装孔。

进一步地，所述的测量单元主板通过支架固定安装在换能器安装板上，多组竖向阵列布置的整流叶片固定在换能器安装板的下表面。

进一步地，所述的换能器安装板通过卡扣结构与测量段主体可拆卸固定。

进一步地，所述第一超声换能器和第二超声换能器的尾部设有换能器固定件，所述的换能器固定件与第一安装孔和第二安装孔卡扣配合，用于固定第一超声换能器和第二超声换能器。

进一步地，当第二安装孔设置在上管壁时，第一安装孔和第二安装孔的水平距离为3h×tanθ；当第二安装孔设置在下管壁时，第一安装孔和第二安装孔的水平距离为3h×tanθ；

其中，h表示第一安装孔与下管壁的距离，θ表示第一安装孔的倾斜方向与竖直面的夹角。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本实用新型利用反射原理，采用N型和W型反射式测量管结构增加测量位置和声程，超声波发射器和超声波接收器通过信号发射管道在测量段内经过管壁多次反射贯穿流体，在相同截面中声程直接增加50％和100％测量声程，有效的解决了流态分布变化对测量精度的影响，提高了测量精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中采用N型反射的超声波测量管道结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中N型反射的原理图；

图3为本实用新型实施例2中采用W型反射的超声波测量管道结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中W型反射的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

实施例1

如图1所示，一种多次反射的超声波测量管道，包括测量段主体1，测量段主体1内在靠近其进口位置设有多组竖向阵列布置的整流叶片2，多组整流叶片2构成整流通道。

测量段主体1在与整流通道上游位置对应的上管壁设有倾斜的第一安装孔7，在与整流通道下游位置对应的下管壁设有倾斜的第二安装孔8；第一安装孔7和第二安装孔8内分别设有第一超声换能器4和第二超声换能器9；第一超声换能器4、第二超声换能器9均与测量单元主板6连接。

本实施例中，上管壁和下管壁的内侧面均设有一个反射面，用于实现超声换能器的N型反射路线。具体原理如图2所示，第一安装孔7和第二安装孔8的水平距离为3h×tanθ；其中，h表示第一安装孔7与下管壁的距离，θ表示第一安装孔7的倾斜方向与竖直面的夹角。

测量段主体1的上管壁为与测量段主体1可拆卸固定的换能器安装板3，具体的，换能器安装板3通过卡扣结构与测量段主体1可拆卸固定。

测量单元主板6通过支架固定安装在换能器安装板3上，多组竖向阵列布置的整流叶片2固定在换能器安装板3的下表面。

第一超声换能器4和第二超声换能器9的尾部设有换能器固定件5，换能器固定件5与第一安装孔7和第二安装孔8卡扣配合，用于固定第一超声换能器4和第二超声换能器9。

本实施例中，采用N型反射式的测量管结构，第一超声换能器4和第二超声换能器9通过信号发射管道在测量段内经过管壁多次反射贯穿流体，相比于现有的V型反射结构，在相同截面中直接增加50％的测量声程。

实施例2

作为对本实用新型实施例2的说明，以下仅对与上述实施例1的不同之处进行说明。

如图3所示，本实施例中，测量段主体1在与整流通道上游位置对应的上管壁设有倾斜的第一安装孔7，在与整流通道下游位置对应的上管壁设有倾斜的第二安装孔10。第一安装孔7和第二安装孔10内分别设有第一超声换能器4和第二超声换能器11。

在上管壁的内侧面设有一个反射面，在下管壁的内侧面设有两个反射面，用于实现超声换能器的W型反射路线。具体原理如图4所示，第一安装孔7和第二安装孔10的水平距离为4h×tanθ；其中，h表示第一安装孔7与下管壁的距离，θ表示第一安装孔7的倾斜方向与竖直面的夹角。

本实施例中，采用W型反射式的测量管结构，第一超声换能器4和第二超声换能器11通过信号发射管道在测量段内经过管壁多次反射贯穿流体，相比于现有的V型反射结构，在相同截面中直接增加100％的测量声程。

以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多次反射的超声波测量管道，包括测量段主体，其特征在于，所述测量段主体内在靠近其进口位置设有多组竖向阵列布置的整流叶片，多组整流叶片构成整流通道；

所述测量段主体在与整流通道上游位置对应的上管壁设有倾斜的第一安装孔，在与整流通道下游位置对应的上管壁或下管壁设有倾斜的第二安装孔；所述的第一安装孔和第二安装孔内分别设有第一超声换能器和第二超声换能器；所述第一超声换能器、第二超声换能器均与测量单元主板连接；

当第二安装孔设置在上管壁时，在上管壁的内侧面设有一个反射面，在下管壁的内侧面设有两个反射面，用于实现超声换能器的W型反射路线；当第二安装孔设置在下管壁时，上管壁和下管壁的内侧面均设有一个反射面，用于实现超声换能器的N型反射路线。

2.根据权利要求1所述的多次反射的超声波测量管道，其特征在于，所述测量段主体的上管壁为与测量段主体可拆卸固定的换能器安装板；所述的换能器安装板上设有第一安装孔，或者同时设有第一安装孔和第二安装孔。

3.根据权利要求2所述的多次反射的超声波测量管道，其特征在于，所述的测量单元主板通过支架固定安装在换能器安装板上，多组竖向阵列布置的整流叶片固定在换能器安装板的下表面。

4.根据权利要求1所述的多次反射的超声波测量管道，其特征在于，所述的换能器安装板通过卡扣结构与测量段主体可拆卸固定。

5.根据权利要求1所述的多次反射的超声波测量管道，其特征在于，所述第一超声换能器和第二超声换能器的尾部设有换能器固定件，所述的换能器固定件与第一安装孔和第二安装孔卡扣配合，用于固定第一超声换能器和第二超声换能器。

6.根据权利要求1所述的多次反射的超声波测量管道，其特征在于，当第二安装孔设置在上管壁时，第一安装孔和第二安装孔的水平距离为3h×tanθ；当第二安装孔设置在下管壁时，第一安装孔和第二安装孔的水平距离为3h×tanθ；

其中，h表示第一安装孔与下管壁的距离，θ表示第一安装孔的倾斜方向与竖直面的夹角。

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