CN218511816U - 一种多通道超声波流量计安装机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超声波流量计技术领域，特别是涉及一种多通道超声波流量计安装机构，包括圆柱形的管段壳体，其内部设有流体通道，管段壳体的两端分别设有与流体输送管道相连接的法兰盘，管段壳体两端靠近法兰盘的部位分别一体成型地设有凸台部。每个凸台部上设有至少三个倾斜的安装孔，安装孔与流体通道相通，凸台部上每个安装孔均与另一凸台部上的一个安装孔共轴线，每个安装孔内均紧密连接有一个导波杆，导波杆的底端伸入流体通道中，导波杆的顶端用于连接超声波传感器，通过导波杆将超声波传感器的声波信号传导至待测流体中。本实用新型可解决传统超声波流量计测量精度差、无法在线拆装以及焊接导致管道强度差、同对传感器不共轴的技术问题。

Description

一种多通道超声波流量计安装机构

技术领域

本实用新型涉及超声波流量计技术领域，特别是涉及一种多通道超声波流量计安装机构。

背景技术

超声波流量计利用超声波信号在流体中传播时，流体对超声信号产生调制作用，通过检测被调制后的超声波信号获得流体的流速信息，从而实现流量的检测。根据对信号检测的原理，超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

目前，国家大力推行管道安全，强调安全发展、安全工作，详细制定了各项安全指标与测试方法，而市面上的超声波流量计多为插入式超声波流量计，需要额外在流体输送的主管道上焊接支管以连接超声波流量计。因传感器直接接触传输流体介质，当传输介质可能存在腐蚀性时会损坏传感器，并且在安装对射式超声波流量计时，无法保证同对传感器在同一直线上，焊接产生热力变形也会影响管道本身的力学强度。当超声波流量计安装在高压管段时，人工焊接容易产生误差，存在一定的安全隐患。此外，流量计的安装、更换和检修等工作均需要管道泄压停流才能完成，无法在线安装或检修，严重影响管道的正常工作，需要耗费大量的人力和物力，显著增加了经济成本。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种多通道超声波流量计安装机构，结构强度高，能够同时安装多对超声波传感器，操作简单，测量精度高，超声波传感器无需与流体介质直接接触，可以在线完成安装和更换。本实用新型能够有效解决传统的插入式超声波流量计测量精度不佳、无法实现在线灵活更换传感器，以及通过焊接连接管道存在的同对传感器安装位置不精准、管道结构强度差等技术问题。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：

在本实用新型的一技术方案中提供了一种多通道超声波流量计安装机构，包括呈圆柱形的管段壳体，其内部设有流体通道，管段壳体的两端分别设置有与流体输送管道相连接的法兰盘，管段壳体的两端靠近法兰盘的部位分别一体成型地设置有凸台部；

每个凸台部上均设置有至少三个倾斜的安装孔，安装孔与流体通道相连通，凸台部上的每个安装孔均与另一凸台部上的一个安装孔共轴线，每个安装孔内均紧密连接有一个导波杆，所述导波杆的底端伸入流体通道中，导波杆的顶端用于连接超声波传感器，通过导波杆将超声波传感器的声波信号传导至待测流体中。

采用上述技术方案，通过设置法兰盘连接流体输送管道，通过设置导波杆连接超声波传感器，通过在凸台部上开设安装孔将导波杆插入管段壳体内部与待测流体相接触，将超声波传感器的声波信号通过导波杆传导至待测流体中，同时通过凸台部提高管段壳体的结构强度。通过测量超声波脉冲在流体顺流和逆流时往返于两个超声波换能器之间的时间，由于流速的存在使得两时间值不等，存在时间差，根据时间差便可计算得出流体的流速，进而换算得到流量测量结果。

在一些可能的实施方式中，每个凸台部上的各个安装孔之间相互平行，且位于安装孔中的导波杆与管段壳体轴线间的夹角为20～60度。两个凸台部上位于同一轴线的两个安装孔内分别安装一个导波杆并连接一个超声波传感器，形成一个一组超声波声道，传感器相对于输送管道倾斜地对射设置，通过传播速度差法换算测量流量。

在一些可能的实施方式中，所述法兰盘上开设有若干个螺栓孔，通过安装螺栓与流体输送管道固定连接，法兰盘上还设置有垫圈槽，用于安装密封垫以提高法兰盘与流体输送管道之间的密封性能。

在一些可能的实施方式中，所述导波杆的中部环设有限位块，所述安装孔的内部设有与限位块相配合的限位台阶，限位块与限位台阶之间抵接有密封圈，以提高导波杆与凸台部之间的连接密封效果。

在一些可能的实施方式中，所述导波杆的顶端可拆卸地连接有传感器载具，传感器载具的底端封闭、顶端开口，传感器载具的内部空腔用于安装超声波传感器。通过将超声波传感器安装在传感器载具内部的空腔中，在不停流的情况下实现带压安装和检修，可以在线安装和更换不同型号的超声波传感器。超声波传感器安装在导波杆顶部，与其耦合连接，无需与流体接触通过导波杆即可实现信号传导，避免待测流体腐蚀超声波传感器而影响其使用寿命。

在一些可能的实施方式中，所述导波杆和传感器载具的连接位置外部套设有连接件进行固定。

在一些可能的实施方式中，所述连接件包括两个半圆环形的卡扣部以及卡块和销轴，两个卡扣部对合卡扣在导波杆和传感器载具连接位置的外部，卡块连接两个卡扣部的端部，卡扣部与卡块之间通过安装销轴进行锁紧固定。

在一些可能的实施方式中，所述传感器载具的顶端覆盖有防护罩，防护罩与传感器载具之间通过螺栓固定连接，通过防护罩保护传感器载具内部的超声波传感器，起到防尘防潮作用。

在一些可能的实施方式中，所述导波杆的内部中空并封装有导声材料，导波杆的底端固定连接有耦合防护片。导波杆的顶端与传感器载具的底端相互抵接并且在连接位置处涂覆有耦合剂，对超声波传感器的声波进行声学耦合至导波杆内部的导声材料中，导波杆的底端插入管道中与待测流体相接触，将声波通过耦合防护片传导至待测流体中。

在一些可能的实施方式中，所述导波杆和耦合防护片均采用SS316不锈钢或者钛金属材料，以保证足够力学强度以及导声效果。耦合防护片将导波杆内部的导声材料进行封装保护，以适应各种复杂的现场工况环境以及具有腐蚀性等恶劣的高低温介质中。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的多通道超声波流量计安装机构操作简单，能够同时安装多对超声波传感器进行流体流量的对比测量，对流态分布变化适应能力强，测量精度高，可用于大口径管道。通过在管段壳体上设置凸台部，在凸台部上开设多条共轴线的安装孔，以安装多对共轴线的导波杆，通过导波杆耦合连接超声波传感器传导声波进行流量测量，并且超声波传感器无需与流体介质直接接触，可以在线完成安装和更换。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的多通道超声波流量计安装机构的立体结构示意图；

图2是本实用新型的多通道超声波流量计安装机构的前视图；

图3是本实用新型的多通道超声波流量计安装机构的俯视图；

图4是本实用新型的多通道超声波流量计安装机构的左视图；

图5是图4中沿“A-A”线的剖面图；

图6是图5中“B”处的局部放大图；

图7是本实用新型中管段壳体和法兰盘的立体图；

图8是本实用新型中导波杆、传感器载具和连接件的连接示意图；

图9是本实用新型中导波杆、传感器载具和连接件的拆分示意图。

图中标号说明：1、管段壳体；11、流体通道；2、法兰盘；21、螺栓孔；22、垫圈槽；3、凸台部；31、安装孔；32、限位台阶；33、密封圈；4、导波杆；41、限位块；5、传感器载具；6、连接件；61、卡扣部；62、卡块；63、销轴；7、防护罩；8、耦合防护片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。

在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“前、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例中，提供了一种多通道超声波流量计安装机构，包括呈圆柱形的管段壳体1和设于管段壳体1两端的法兰盘2。管段壳体1的内部设有流体通道11，法兰盘2上开设有若干个螺栓孔21，通过安装螺栓与流体输送管道固定连接。参考图4，管段壳体1的两端靠近法兰盘2的部位分别设置有凸台部3，两个凸台部3沿管段壳体1的径向朝外延伸并与管段壳体1一体成型，结构强度高。

参考图7，每个凸台部3上均设置有四个倾斜且相互平行的安装孔31，安装孔31与流体通道11相连通。参考图2和图5，凸台部3上的每个安装孔31均与另一凸台部3上的一个安装孔31共轴线，每个安装孔31内均紧密连接有一个导波杆4。位于安装孔31中的导波杆4与管段壳体1轴线间的夹角α(参考图5)为20～60度，可以选择20度、30度、45度或60度，根据实际测量需求改变。参考图3和图5，导波杆4的底端伸入流体通道11中与输送管道中的流体相接触，导波杆4的顶端用于连接超声波传感器，通过导波杆4将超声波传感器的声波信号传导至待测流体中。

两个凸台部3上的安装孔31中共安装有四对共轴线的导波杆4，形成四个超声波声道，可以进行流体流量的对比测量，经过算法取舍和计算，得到更为准确的流量计量值，提高流量计的精度，还可以留有备用的超声波传感器，防止其中其他对传感器出现问题，提高了超声波流量计测量的可靠性。

参考图5和图6，导波杆4的中部环设有限位块41，安装孔31的内部设有与限位块41相配合的限位台阶32。

参考图1，在本实用新型其他实施例中，法兰盘2上还设置有垫圈槽22，用于安装密封垫以提高法兰盘2与流体输送管道之间的密封性能。

参考图8和图9，在本实用新型其他实施例中，导波杆4的顶端通过连接件6可拆卸地连接有传感器载具5，连接件6套设在导波杆4和传感器载具5的连接位置外部。传感器载具5的底端封闭、顶端开口，传感器载具5的内部空腔用于安装超声波传感器。传感器载具5的顶端覆盖有防护罩7，防护罩7与传感器载具5之间通过螺栓固定连接，用于保护超声波传感器。导波杆4的内部中空并封装有导声材料，导波杆1的底端固定连接有耦合防护片8。导波杆4的顶端与传感器载具5的底端相互抵接并且在连接位置处涂覆有耦合剂。导波杆1和耦合防护片8均采用SS316不锈钢或者钛金属材料制成。

本实用新型的导波杆4与安装孔31之间可以通过卡扣连接，形成过盈配合；也可以在导波杆4与安装孔31相贴合连接的部位设互相啮合的螺纹(参考图6和9)，两者之间通过螺纹连接，并且，在限位块41与限位台阶32之间设有密封圈33，以提高导波杆4与凸台部3之间的连接密封效果。密封圈33可以采用橡胶圈或者硅胶圈。

参考图8和图9，在本实用新型其他实施例中，连接件6包括两个半圆环形的卡扣部61以及卡块62和销轴63，两个卡扣部61对合卡扣在导波杆4和传感器载具5连接位置的外部，卡块62连接两个卡扣部61的端部，卡扣部61与卡块62之间通过安装销轴63进行锁紧固定。

虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式，对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。因此，凡本技术领域中技术人员依据本实用新型的构思，在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，包括呈圆柱形的管段壳体(1)，其内部设有流体通道(11)，管段壳体(1)的两端分别设置有与流体输送管道相连接的法兰盘(2)，管段壳体(1)的两端靠近法兰盘(2)的部位分别一体成型地设置有凸台部(3)；

每个凸台部(3)上均设置有至少三个倾斜的安装孔(31)，安装孔(31)与流体通道(11)相连通，凸台部(3)上的每个安装孔(31)均与另一凸台部(3)上的一个安装孔(31)共轴线，每个安装孔(31)内均紧密连接有一个导波杆(4)，所述导波杆(4)的底端伸入流体通道(11)中，导波杆(4)的顶端用于连接超声波传感器，通过导波杆(4)将超声波传感器的声波信号传导至待测流体中。

2.根据权利要求1所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，每个凸台部(3)上的各个安装孔(31)之间相互平行，且位于安装孔(31)中的导波杆(4)与管段壳体(1)轴线间的夹角为20～60度。

3.根据权利要求1所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述法兰盘(2)上开设有若干个螺栓孔(21)，通过安装螺栓与流体输送管道固定连接，法兰盘(2)上还设置有垫圈槽(22)。

4.根据权利要求1所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述导波杆(4)的中部环设有限位块(41)，所述安装孔(31)的内部设有限位台阶(32)，限位块(41)与限位台阶(32)之间抵接有密封圈(33)。

5.根据权利要求1所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述导波杆(4)的顶端可拆卸地连接有传感器载具(5)，传感器载具(5)的底端封闭、顶端开口，传感器载具(5)的内部空腔用于安装超声波传感器。

6.根据权利要求5所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述导波杆(4)和传感器载具(5)的连接位置的外部套设有连接件(6)进行固定。

7.根据权利要求6所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述连接件(6)包括两个半圆环形的卡扣部(61)以及卡块(62)和销轴(63)，两个卡扣部(61)对合卡扣在导波杆(4)和传感器载具(5)连接位置的外部，卡块(62)连接两个卡扣部(61)的端部，卡扣部(61)与卡块(62)之间通过安装销轴(63)进行锁紧固定。

8.根据权利要求5所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述传感器载具(5)的顶端覆盖有防护罩(7)，防护罩(7)与传感器载具(5)之间通过螺栓固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述导波杆(4)的内部中空并封装有导声材料，导波杆(4)的底端固定连接有耦合防护片(8)，导波杆(4)的顶端与传感器载具(5)的底端相互抵接并且在连接位置处涂覆有耦合剂。

10.根据权利要求1所述的一种多通道超声波流量计安装机构，其特征在于，所述导波杆(4)和耦合防护片(8)均采用SS316不锈钢或者钛金属材料。

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