CN218002613U - 一种多声道气体超声波流量计的流道结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超声波流量测试技术领域，尤其涉及一种多声道气体超声波流量计的流道结构，包括：声道结构、安装座和固定装置；安装座固定安装在管体的两端，并与外置管体固定连接；声道结构开设在管体的两侧，且对称设置分布；固定装置设置在管体的顶部，安装外置超声波流量计仪表。管体中部周围设置有凸板，凸板上设置有声道结构。声道结构包括斜交叉声道和平行交叉声道。通过本实用新型，解决了单声道气体超声波流量计使用场景单一的问题，且结构简单，安装方便，更为全面地反应流体流动情况，使测试结果更为精准，此外该超声波流量计的多声道可以作为冗余备份，即使个别传感器发生异常，该气体超声波流量计仍能正常工作。

Description

一种多声道气体超声波流量计的流道结构

技术领域

本实用新型涉及超声波流量测试技术领域，尤其涉及一种多声道气体超声波流量计的流道结构。

背景技术

超声波流量计从原理上对非理想流动干扰非常敏感，在实际管道中由于各种泵、阀门和弯曲管逆等阻流件存在的非理想流动环境的干扰，流动出现各种流型的变化，如二次流等扰流。扰流中存在的垂直于管道轴线方向的流速径向分量是影响超声波流量计精度的主要因素。非对称的流场分布和流速径向分量使超声波传播的方向和速度都产生变化进而影响渡越时间的计量从而影响流量计量精度。因此在任何超声波流量仪表的使用规范中，都会着重强调流体流动状态对超声波流量计的精度影响。

目前大口径气体超声波流量计有单声道气体超声波流量计或者多声道气体超声波流量计，单声道气体超声波流量计内部一般分布1-2对超声波换能器，而实际待测气体流动情况复杂，非对称分布的流速十分常见，所以单声道测量一般只适合在条件理想的流动场合应用，很难保证有效反映流体的真实流动情况，进而精确地求解流体流速化变得困难。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多声道气体超声波流量计的流道结构，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种多声道气体超声波流量计的流道结构，包括：声道结构、安装座和固定装置；

所述安装座固定安装在管体的两端，并与外置管体固定连接；

所述声道结构开设在所述管体的两侧，且对称设置分布；

所述固定装置设置在所述管体的顶部，安装外置超声波流量计仪表。

进一步地，所述管体中部周围设置有凸板，所述凸板上设置有所述声道结构。

进一步地，所述声道结构包括斜交叉声道和平行交叉声道。

进一步地，所述斜交叉声道设有多组，每组包括设置在所述管体一侧凸板靠近顶部的声道和所述管体另一侧凸板远离顶部的声道，所述两声道同轴设置，且关于所述管体中心点中心对称。

进一步地，所述各组声道传输路径均经过所述管体纵截面的中心点。

进一步地，所述平行交叉声道设有多组，每组声道传输路径在所述管体方向的投影将所述管体横截面分成若干面积相等的部分。

进一步地，所述固定装置包括：第一凹槽、第二凹槽和固定孔；

所述固定孔开设在所述第一凹槽内，

所述第一凹槽为环形槽，围绕所述第二凹槽设置；

所述第一凹槽和第二凹槽组成固定座，供所述外置超声波流量计仪表安装，并通过所述固定孔固定位置。

通过本实用新型的技术方案，可实现以下技术效果：

有效解决了单声道气体超声波流量计使用场景单一的问题，且结构简单，安装方便，更为全面地反应流体流动情况，使测试结果更为精准，此外该超声波流量计的多声道可以作为冗余备份，即使个别传感器发生异常，该气体超声波流量计仍能正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，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为多声道气体超声波流量计的流道结构的示意图；

图2为多声道气体超声波流量计的流道结构的主视图；

图3为声道结构的声道分布图；

图4为固定装置的结构示意图；

图5为平行交叉声道传输路径在管体方向的投影图；

图6为斜交叉声道传输路径在管体方向的投影图；

附图标记：1、安装座；2、管体；3、凸板；4、声道结构；1a、第一声道；2a、第二声道；3a、第三声道；4a、第四声道；1b、第五声道；2b、第六声道；3b、第七声道；4b、第八声道；5、固定装置；51、第一凹槽；52、第二凹槽；53、固定孔；a、第一传输路径投影；b、第二传输路径投影；c、第三传输路径投影；d、第四传输路径投影。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1~6所示，一种多声道气体超声波流量计的流道结构，包括：声道结构4、安装座1和固定装置5；安装座1固定安装在管体2的两端，并与外置管体2固定连接；声道结构4开设在管体2的两侧，且对称设置分布；固定装置5设置在管体2的顶部，安装外置超声波流量计仪表。

通过本实用新型的技术方案，有效解决了单声道气体超声波流量计使用场景单一的问题，且结构简单，安装方便，更为全面地反应流体流动情况，使测试结果更为精准，此外该超声波流量计的多声道可以作为冗余备份，即使单独传感器发生异常，该气体超声波流量计仍能正常工作。

在使用过程中，先通过安装座1将管体2固定在外置管道结构中，注意要避免在弯道下游或其他流体流动环境干扰较大处安装，再将外置超声波换能器的连线两端分别连接声道结构4和超声波流量计仪表，声道结构4在管体2两侧对称分布设置，相比较单声道而言可以更全面细致的反应流体流动。

为了让声道结构4不影响管体2内的气体流动，如图1~3所示，管体2中部周围设置有凸板3，凸板3上设置有声道结构4。由于开设声道结构4需要贯穿管体2，管体2外壁为曲面，如果直接在管体2上开设声道结构4，便会影响管体2的管壁结构，无法和其他处管道环境形成一致，设置凸板3首先可以增厚管体2外壁通过凸板3并进入管体2内减小了对于管体2外壁结构的改变程度，其次可以让本来在曲面上开设的声道结构4转而在平面上开设，使得在管体2上的定位更加容易，以及声道和超声波换能器的连线更为方便。

在上述实施方式中，声道结构4包括斜交叉声道和平行交叉声道。参照图2~3、5~6所示，设置多种声道方式增加了取样的多样性，并通过多种环境的取样计算平均值，更真实有效反应流体流动的流速情况。

出于同样的目的，如图3所示，斜交叉声道设有多组，每组包括设置在管体2一侧凸板3靠近顶部的声道和管体2另一侧凸板3远离顶部的声道，两声道同轴设置，且关于管体2中心点中心对称。以图2和3为例，凸板3一侧设有斜交叉声道分别为第一声道1a、第四声道4a、第五声道1b和第八声道4b，另一侧设置位置相同如图3所示，具体连通组成关系例如图3中所示，凸板3一侧的第五声道1b对应凸板3另一侧的第八声道4b；第八声道4b对应另一侧的第五声道1b。而两声道口均可以检测顺流或逆流的流体流速情况，在安装时并不需要规定一定使哪一端朝向流向。

作为上述实施例的优选，各组声道传输路径均经过管体2纵截面的中心点。如图6所示，通过将超声波换能器的连线交点与管体2纵截面中心相重合，使得超声波的传输路径都经过管段纵截面中心，超声波传输路径距离较长，可以更加容易地测量声波传输时间，提高了测量精度；设置多组可独立测量管段流量情况的超声波换能器，增加了取样的覆盖面，可以算取多对超声波换能器测量结果的平均值，从而增加了测量的精度，使得测量结果更接近真实多对反映出管段中气体流态。而图6中，声道传输路径反映的仅仅为投影，其中，第三传输路径投影c和第四传输路径投影d均为斜交叉声道传输路径在管体2方向的投影，所以第三传输路径投影c和第四传输路径投影d分别反映的并不一定为一条声道传输路径。

出于同样使测试环境取样多样化的目的，如图2、3和5所示，平行交叉声道设有多组，每组声道传输路径在管体2方向的投影将管体2横截面分成若干面积相等的部分。以图2和3为例，凸板3一侧设有平行交叉声道分别为第二声道2a、第三声道3a、第六声道2b和第七声道3b，另一侧设置位置相同如图3所示，具体连通组成关系例如图3中所示，凸板3一侧的第六声道2b对应凸板3另一侧的第六声道2b；第七声道3b对应另一侧的第七声道3b。而两声道口均可以检测顺流或逆流的流体流速情况，在安装时并不需要规定一定使哪一端朝向流向，通过将管体2内部安装超声波换能器且超声波换能器将管体2纵截面分隔成面积相等的3个区域（图5），增加了取样的覆盖面，超声波换能器测得的气体流量速度对整个管段圆截面流体速度的贡献比重相等，可通过算取三对超声波换能器测量结果的平均值代入计算管内流量，提高了测量精度。此外，该超声波流量计的多声道可以作为冗余备份，即使单独传感器损坏，该气体超声波流量计仍能正常工作。而图5中，同样声道传输路径反映的仅仅为投影，其中，第一传输路径投影a和第而传输路径投影均为平行交叉声道传输路径在管体2方向的投影，所以第一传输路径投影a和第二传输路径投影b分别反映的并不一定为一条声道传输路径。

作为上述实施例的优选，如图4所示，固定装置5包括：第一凹槽51、第二凹槽52和固定孔53；固定孔53开设在第一凹槽51内，第一凹槽51为环形槽，围绕第二凹槽52设置；第一凹槽51和第二凹槽52组成固定座，供外置超声波流量计仪表安装，并通过固定孔53固定位置。本实施例在管体2顶部凸板3上设置了利于外置超声波流量计仪表固定安装的结构，具体地，第一凹槽51和第二凹槽52均可以卡住外置超声波流量计仪表的底部位置，进而通过固定孔53完成与超声波流量计仪表的固定安装，超声波流量计仪表结构和超声波流量计的管体2结构相固定有利于，在安装以及测试时的方便使用、观测和记录数据等。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，包括：声道结构、安装座和固定装置；

所述安装座固定安装在管体的两端，并与外置管体固定连接；

所述声道结构开设在所述管体的两侧，且对称设置分布；

所述固定装置设置在所述管体的顶部，安装外置超声波流量计仪表。

2.根据权利要求1所述的多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，所述管体中部周围设置有凸板，所述凸板上设置有所述声道结构。

3.根据权利要求2所述的多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，所述声道结构包括斜交叉声道和平行交叉声道。

4.根据权利要求3所述的多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，所述斜交叉声道设有多组，每组包括设置在所述管体一侧凸板靠近顶部的声道和所述管体另一侧凸板远离顶部的声道，两所述声道同轴设置，且关于所述管体中心点中心对称。

5.根据权利要求4所述的多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，各组所述声道传输路径均经过所述管体纵截面的中心点。

6.根据权利要求3所述的多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，所述平行交叉声道设有多组，每组声道传输路径在所述管体方向的投影将所述管体横截面分成若干面积相等的部分。

7.根据权利要求1所述的多声道气体超声波流量计的流道结构，其特征在于，所述固定装置包括：第一凹槽、第二凹槽和固定孔；

所述固定孔开设在所述第一凹槽内，

所述第一凹槽为环形槽，围绕所述第二凹槽设置；

所述第一凹槽和第二凹槽组成固定座，供所述外置超声波流量计仪表安装，并通过所述固定孔固定位置。

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