CN217930392U - 一种超声波计量模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超声波计量模块，包括计量器主体、超声波换能器和整流罩；计量器主体中设有沿其一端延伸至另一端的气体流道，气体流道两端分别为进气口和出气口；超声波换能器为一对，且均设置在计量器主体上，两超声波换能器之间的气体流道为计量段；整流罩设置在计量器主体上与气体流道中进气口相对应的一端；气体流道中进气口和出气口至计量段的内腔均设有若干层流片。本实用新型通过在气体流道中进气口和出气口至计量段的内腔增加层流片对气体进行切割分流，有效保证进入气体流道中计量段的气体能够均匀稳定地流动，且避免气体回流扰乱内部流场，提升了零点稳定性，使超声波流量计测量更为精准。
Description
技术领域
本实用新型涉及超声波气体计量技术领域，尤其涉及一种超声波计量模块。
背景技术
超声波时差法，是利用超声波顺流时间和逆流时间的差值，即时间差，与流速呈现正比的关系，测量时间差值后，就可以计算出整机的流量。对于超声波计量模块而言，气体流场稳定性一直是难以解决的问题，气流经模块中管道的流速过快，致使气流不稳定，对超声波流量数据测量影响很大。此外，现有超声波计量模块中，小流量下的零点数据波动较大，稳定性不佳。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对已有的技术现状，提供一种流场均匀、零点稳定的超声波计量模块。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种超声波计量模块，包括计量器主体、超声波换能器和整流罩；
所述计量器主体中设有沿其一端延伸至另一端的气体流道，气体流道两端分别为进气口和出气口；
所述超声波换能器为一对，且均设置在计量器主体上，用于检测计量器主体中所流经气体的流速，两超声波换能器之间的气体流道为计量段；
所述整流罩设置在计量器主体上与气体流道中进气口相对应的一端，用于调整气流方向并降低流速；
所述气体流道中进气口和出气口至计量段的内腔均设有若干层流片。
进一步的，所述计量器主体包括密封连接的上壳体和下壳体，上壳体与下壳体扣合后形成气体流道，所述超声波换能器设置在上壳体中，所述下壳体底部设有与层流片下边沿相适配的第一卡槽，第一卡槽用于固定层流片下边沿。
进一步的，所述上壳体顶部设有与层流片上边沿相适配的第二卡槽，第二卡槽用于固定层流片上边沿。
进一步的，所述下壳体端部设有卡板，卡板上设有与层流片侧边沿相适配的第三卡槽，第三卡槽用于固定层流片侧边沿。
进一步的，所述气体流道中计量段的内腔还设有若干层流片。
进一步的，所述气体流道中所设层流片均平行于气体流道的流向。
进一步的，所述计量器主体外部设有通过螺钉与其固定连接的外壳体，外壳体用于放置PCB电路板。
本实用新型的有益效果为：
相比于现有技术，其超声波计量模块在计量器主体上与气体流道中进气口相对应的一端增加整流罩，从而调整气流方向并降低流速；通过在气体流道中进气口至计量段的内腔中增加层流片对气体进行切割分流，有效保证进入气体流道中计量段的气体均匀、稳定流动；通过在气体流道中出气口至计量段的内腔中增加层流片，避免气体回流扰乱内部流场。
总的来说，本实用新型解决了现有超声波计量模块中气体流道内气体流场不均匀的问题，提升了零点稳定性，使超声波流量计量更为精准。
附图说明
图1为本实用新型超声波计量模块的剖面图；
图2为本实用新型超声波计量模块的拆分结构示意图；
图3为本实用新型上壳体的仰视图；
图4为本实用新型下壳体的俯视图；
图5为本实用新型其一层流片的结构示意图；
图6为本实用新型另一层流片的结构示意图；
图7为本实用新型超声波计量模块的结构示意图；
图8为本实用新型的零点数据波动图(有层流片)；
图9为本实用新型的零点数据波动图(无层流片)。
标注说明：1、计量器主体，1-1、气体流道，2、超声波换能器，3、整流罩，4、层流片，5、上壳体，5-1、第二卡槽，6、下壳体，6-1、第一卡槽，6-2、卡板，6-2-1、第三卡槽，7、外壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1-2所示，一种超声波计量模块，包括计量器主体1、超声波换能器2和整流罩3。
计量器主体1中设有沿其一端延伸至另一端的气体流道1-1，气体流道1-1两端分别为进气口和出气口。计量器主体1外部设有通过螺钉与其固定连接的外壳体7，外壳体7用于放置PCB电路板。
超声波换能器2为一对，且均设置在计量器主体1上，用于检测计量器主体1中所流经气体的流速，两超声波换能器2之间的气体流道1-1为计量段。
整流罩3设置在计量器主体1上与气体流道1-1中进气口相对应的一端，用于调整气流方向并降低流速。
气体流道1-1中进气口和出气口至计量段的内腔均设有若干层流片4。其中，层流片4为采用金属材料制作的隔板。
本实施例中，如图2，气体流道1-1中进气口和出气口至计量段的内腔均设有两块层流片4；如图5-6，层流片4的形状结构多种多样，包括但不限于图示的两种。
请参阅图7所示，作为其中一种实施方式，气体流道1-1中计量段的内腔还设有若干层流片4。
优选的是，气体流道1-1中所设层流片4均平行于气体流道1-1的流向。
具体的，在计量器主体1上与气体流道1-1中进气口相对应的一端增加整流罩3，从而调整气流方向并降低流速；通过在进气口的内腔中增加层流片4对气体进行切割分流，有效保证进入气体流道1-1的计量段的气体均匀、稳定流动；通过在出气口的内腔中增加层流片4，避免气体回流扰乱内部流场。
该超声波计量模块通过增加整流罩3和层流片4，能够改善流场稳定性以及提升零点稳定性。下面结合实验数据，对该超声波计量模块稳定流场和提升零点稳定性的效果进行说明。
实验一：
在大流量环境下，分别设置有整流罩3的结构组和无整流罩3的结构组(都有层流片4)，重复进行超声波流量测试，记录每一次测量的超声波顺流和逆流的时间差，即可得到多个测量数据，根据以上多个测量数据的离散程度，即可反映出测量数据的稳定性。
本次实验中，在有整流罩3和无整流罩3的情况下，分别测量得到800个数据，再分别计算每组数据的方差，结果显示，有整流罩3的结构组，数据的方差为27789.19392，无整流罩3的结构组，数据的方差为30954.2336。显然，通过增加整流罩3，能够有效改善大流量条件下的流场稳定性。
实验二：
首先，进行参考实验，即关闭进气通道的电机阀，在无任何气体流动情况下，重复进行超声波流量测试，记录每一次测量的超声波顺流和逆流的时间差，得到参考数据；然后，在不通测试气体条件下，打开进气通道的电机阀，保留整流罩3，分别设置有层流片4的结构组和无层流片4的结构组，重复进行超声波流量测试，记录每一次测量的超声波顺流和逆流的时间差，即可得到两组实验数据，将上述两组实验数据分别与参考数据进行对比，观察验证层流片稳定零点数据的效果。
实验结果如图8-9所示，图8为有层流片4的零点波动图，图9为无层流片4的零点波动图，图中：横坐标是时间，单位s，纵坐标是时间，单位ps。显然，在同等测试情况下，有层流片4的结构组，零点数据基本很稳定，数据波动很小；对比无层流片4的结构组，零点数据波动大，不稳定。
请参阅图3-4所示，上述技术方案中，计量器主体1包括密封连接的上壳体5和下壳体6，上壳体5与下壳体6扣合后形成气体流道1-1，超声波换能器2设置在上壳体5中，下壳体6底部设有与层流片4下边沿相适配的第一卡槽6-1，第一卡槽6-1用于固定层流片4下边沿。
在进一步的技术方案中，上壳体5顶部设有与层流片4上边沿相适配的第二卡槽5-1，第二卡槽5-1用于固定层流片4上边沿。
在更进一步的技术方案中，下壳体6端部设有卡板6-2，卡板6-2上设有与层流片4侧边沿相适配的第三卡槽6-2-1，第三卡槽6-2-1用于固定层流片4侧边沿。
具体的，上壳体5与下壳体6扣合后，层流片4上边沿、下边沿、侧边沿均被卡接限位，结构稳定，且易于装配。
总的来说，本实用新型解决了现有超声波计量模块中气体流道内气体流场不均匀的问题，提升了零点稳定性，使超声波流量计量更为精准。
当然，以上仅为本实用新型较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的使用范围，故，凡是在本实用新型原理上做等效改变均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种超声波计量模块，其特征在于：包括计量器主体、超声波换能器和整流罩；
所述计量器主体中设有沿其一端延伸至另一端的气体流道，气体流道两端分别为进气口和出气口；
所述超声波换能器为一对，且均设置在计量器主体上，用于检测计量器主体中所流经气体的流速，两超声波换能器之间的气体流道为计量段；
所述整流罩设置在计量器主体上与气体流道中进气口相对应的一端，用于调整气流方向并降低流速；
所述气体流道中进气口和出气口至计量段的内腔均设有若干层流片。
2.根据权利要求1所述的一种超声波计量模块，其特征在于：所述计量器主体包括密封连接的上壳体和下壳体，上壳体与下壳体扣合后形成气体流道，所述超声波换能器设置在上壳体中，所述下壳体底部设有与层流片下边沿相适配的第一卡槽，第一卡槽用于固定层流片下边沿。
3.根据权利要求2所述的一种超声波计量模块，其特征在于：所述上壳体顶部设有与层流片上边沿相适配的第二卡槽，第二卡槽用于固定层流片上边沿。
4.根据权利要求3所述的一种超声波计量模块，其特征在于：所述下壳体端部设有卡板，卡板上设有与层流片侧边沿相适配的第三卡槽，第三卡槽用于固定层流片侧边沿。
5.根据权利要求1所述的一种超声波计量模块，其特征在于：所述气体流道中计量段的内腔还设有若干层流片。
6.根据权利要求5所述的一种超声波计量模块，其特征在于：所述气体流道中所设层流片均平行于气体流道的流向。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种超声波计量模块，其特征在于：所述计量器主体外部设有通过螺钉与其固定连接的外壳体，外壳体用于放置PCB电路板。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202221252433.2U CN217930392U (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种超声波计量模块 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202221252433.2U CN217930392U (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种超声波计量模块 |
Publications (1)
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| CN217930392U true CN217930392U (zh) | 2022-11-29 |
Family
ID=84178505
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| CN202221252433.2U Active CN217930392U (zh) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 一种超声波计量模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217930392U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024125374A1 (zh) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | 四方光电股份有限公司 | 一种超声波流量测量装置 |
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2022
- 2022-05-20 CN CN202221252433.2U patent/CN217930392U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| WO2024125374A1 (zh) * | 2022-12-12 | 2024-06-20 | 四方光电股份有限公司 | 一种超声波流量测量装置 |
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