CN219810960U - 一种管道内液体流速的监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道内液体流速的监测装置，包括形成有液体通路的管体，以及设置于所述管体上的超声监控组件；其中，所述超声监控组件至少包括一组相对设置于所述管体上的超声发射接收结构，且每个所述超声发射接收结构用于发射超声波和接收超声波；一组所述超声发射接收结构沿所述液体通路的延伸方向分别设置于所述管体的上半部分和下半部分。通过上述技术方案，本实用新型提供的管道内液体流速的监测装置能够用于加药控制、粘稠液体测量、冷却系统、喷漆系统等需要检测液体流动、流速的位置，亦适用于各类常规流量计无法正常检测的领域。

Description

一种管道内液体流速的监测装置

技术领域

本实用新型涉及管道内液体监控设备领域，具体地，涉及一种管道内液体流速的监测装置。

背景技术

在液体的传输过程中，经常需要对管道内的液体流速等参数进行监控，通过液体的流速判断管道是否堵塞，或是实现液体流量的精确控制，从而保证整个液体的加液过程的可控性。

目前，很多情况下的液体流速的监控设备都是通过液体直接流经其内部，从而对液体的流速信息进行反馈，然而，这类监控设备在使用时收到流体的理化性质，例如，对于粘稠的液体，或是酸碱等易腐蚀的液体，该监控设备往往监测的准确性较低，且适配性相对较差。

实用新型内容

针对上述现有技术，本实用新型的目的在于克服现有技术中液体流速的监控设备存在的弊端，从而提供一种能够用于加药控制、粘稠液体测量、冷却系统、喷漆系统等需要检测液体流动、流速的位置，亦适用于各类常规流量计无法正常检测的管道内液体流速的监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种管道内液体流速的监测装置，包括形成有液体通路的管体，以及设置于所述管体上的超声监控组件；其中，

所述超声监控组件至少包括一组相对设置于所述管体上的超声发射接收结构，且每个所述超声发射接收结构用于发射超声波和接收超声波；

一组所述超声发射接收结构沿所述液体通路的延伸方向分别设置于所述管体的上半部分和下半部分。

优选地，一组所述超声发射接收结构分设于所述管体的相对的两侧，且每个所述超声发射接收结构各自通过其中一个半卡环安装于所述管体的外侧壁上。

优选地，一组所述半卡环配合形成为一个围圈，且所述围圈套接于所述管体的外侧壁上；

所述围圈包括沿所述液体通路的延伸方向顺次形成的第一围合部、第二围合部和第三围合部，且所述第一围合部和所述第三围合部的沿径向方向上的最大距离小于所述第二围合部的沿径向方向上的最大距离。

优选地，所述第一围合部和所述第三围合部的外部还通过锁紧螺母紧定安装；

所述超声发射接收结构安装于所述第二围合部的内壁上，以使得所述超声发射接收结构与所述管体的外侧壁贴合。

优选地，所述第二围合部的内壁上向内凹陷形成有容纳槽，所述超声发射接收结构安装于所述容纳槽中。

优选地，所述锁紧螺母的内侧壁与所述第一围合部和/或所述第三围合部的外侧壁贴合，以使得所述锁紧螺母卡合所述第一围合部和/或所述第三围合部。

优选地，所述锁紧螺母为分体式结构。

优选地，每个所述锁紧螺母包括第一半螺母和第二半螺母，且所述第一半螺母中朝向所述第二半螺母的侧壁上向内凹陷形成有卡槽，所述第二半螺母中朝向所述第一半螺母的侧壁上向外凸起形成有能够插接于所述卡槽中的凸片；

所述卡槽与所述凸片配合紧定连接。

优选地，所述凸片中远离所述第一半螺母的一端的宽度大于靠近所述第一半螺母的一端的宽度；

所述卡槽与所述凸片沿径向方向插接连接。

通过上述技术方案，本实用新型在管体的相对侧对应设置一组超声发射接收结构，基于超声发射接收结构实现的超声波的发射和相对接收，即可以接收到两侧的超声发射接收结构发射的相对方向的一组传达方向相反的超声波信号。并且，由于一组超声发射接收结构沿液体通路上形成有高度差，基于液体的流速加成，进一步通过接收到的一组超声波之间的时间差可以测算获得液体的流速，从而完成对液体流速的监测。同时，由于整体结构可以无需直接接触液体，因而能够适用于各类常规流量计无法正常检测的液体，大大拓宽其应用领域。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是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，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型提供的管道内液体流速的监测装置的爆炸图；

图2是本实用新型提供的超声监控组件的结构示意图；

图3是本实用新型提供的管道内液体流速的监测装置的结构示意图；

图4是图3中A部分的局部放大图。

附图标记说明

1-管体；2-超声监控组件；

21-超声发射接收结构；22-半卡环；23-锁紧螺母；

221-第一围合部；222-第二围合部；223-第三围合部；224-容纳槽；

231-凸片。

具体实施方式

以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1-图4所示，本实用新型提供了一种管道内液体流速的监测装置，具体地，包括以下结构：

管体1，内部形成有液体通路，用于液体的流通，优选地，这里的管体1为内部中空的圆柱体结构；

超声监控组件2，围合于管体1的外部，由一组相对设置于管体1两侧的超声发射接收结构21组成，且两个超声发射接收结构21沿管体1的轴线方向自上而下排布设置，即两个超声发射接收结构21在管体1的轴线方向上具有高度差。基于此，通过两侧的超声发射接收结构21分别发射超声波，并由对侧的超声发射接收结构21接收超声波，从而通过上述两种传递方向与液体流动方向同向或是反向的超声波(需要说明的是，这里的同向和反向并非绝对同向和绝对反向，而是传递方向朝向液体流动方向倾斜的即为同向，而传递方向背离液体的流动方向倾斜的即为反向。例如，若图2中液体流向自上而下，则位于两个超声发射接收结构21之间所示意的超声波的传递方向的箭头中，位于上方的则是反向，位于下方的则是同向)，并基于液体的流动，使得两侧的超声发射接收结构21能够根据接收到的超声波的时间差，测算获得液体的流速值或是流速的范围值。

在测量过程中，可以采用已知流速的方式测得时间差作为参照值，设置多个参照值，则可以通过测定待测流速液体的时间差来获得流速的范围值，当然，也可以基于该时间差，结合待测流速液体的理化性质以及外部因素等各项参数，获得确定的流速值。本领域技术人员能够理解和使用的方式在此均可以使用，在此不多作赘述。

值得指出的是，在液体流动的过程中，液体流速越快，与液体流速方向相同(这里的相同和后续提及的相反并非绝对相同或相反，具体如前所述)的超声波到达时间越短，而与液体流速方向相反的超声波到达时间越长。基于这一原理，能够通过两种超声波的时间差进行测算。进一步地，这里的两种方向上的超声波可以为同步发射或是分步发射，优选地，这里为分步发射，以避免两种超声波之间的影响。并且，这里可以在发射后规定第一次接收到的超声波信号作为目标信号进行计算，以避免因超声波是持续震荡的波，若不限定第几次接收到的信号为目标信号的话，容易造成判断标准不同的问题和受到杂波的影响。

综上，通过测量相同方向和相反反向的两种超声波的时间差的方式计算液体流速或是流速的范围值，能够最大程度地减少环境影响，并保证测量数据的精确性和可靠性。

进一步地，可以在超声发射接收结构21上连接信号放大器，从而能够将接收到的超声波信号经信号放大器放大后输出开关量信号或是输出模拟量信号至PLC或工控设备，实现流量数据的监测和记录。

这里还需要考虑液体在无流动状态下，其自身对于超声波传递的影响，因此，可以进一步对零点流速进行标定。具体方法如下：液体在满管零流速的时候所测得的超声波发射和到达的时间差即为零点流速，通过标定该流速即可实现零点标定。

进一步地，为了便于超声发射接收结构21的安装，这里可以将每个超声发射接收结构21各自通过其中一个半卡环22安装于管体1的外侧壁上。

同时，一组半卡环22配合形成为一个围圈，且围圈套接于管体1的外侧壁上；

围圈包括沿液体通路的延伸方向顺次形成的第一围合部221、第二围合部222和第三围合部223，且第一围合部221和第三围合部223的沿径向方向上的最大距离小于第二围合部222的沿径向方向上的最大距离。

半卡环22的内壁为圆弧结构，与管体1的外壁相贴合，从而使得其不会压迫管道1，不影响管道1内的压力和液体流速，降低外部因素的影响。

进一步地，第一围合部221和第三围合部223的外部还通过锁紧螺母23紧定安装；

超声发射接收结构21安装于第二围合部222的内壁上，以使得超声发射接收结构21与管体1的外侧壁贴合。第二围合部222的内壁上向内凹陷形成有容纳槽224，超声发射接收结构21安装于容纳槽224中。

一种更为具体的实施例中，锁紧螺母23的内侧壁与第一围合部221和/或第三围合部223的外侧壁贴合，以使得锁紧螺母23卡合第一围合部221和/或第三围合部223。且锁紧螺母23为分体式结构。

锁紧螺母23的分体式结构设置可以采用本领域技术人员能够理解和常规使用的方式，例如，如图4所示，每个锁紧螺母23包括第一半螺母和第二半螺母，且第一半螺母中朝向第二半螺母的侧壁上向内凹陷形成有卡槽，第二半螺母中朝向第一半螺母的侧壁上向外凸起形成有能够插接于卡槽中的凸片231；卡槽与凸片231配合紧定连接。且凸片231中远离第一半螺母的一端的宽度大于靠近第一半螺母的一端的宽度；卡槽与凸片231沿径向方向插接连接。

需要说明的是，这里基于锁紧螺母23对第一围合部221和第三围合部223的围合紧定，通过向第一围合部221和第三围合部223提供一定的压力，避免第一围合部221和第三围合部223相对于管体1的脱落。进一步地，在第一围合部221、第三围合部223和锁紧螺母23的内侧还可以设置防滑垫片，以进一步增加接触面的摩擦力，避免脱落问题。

上述方式不论是围圈，还是锁紧螺母23都采用了双片式的结构设置，可实现无损安装、在线安装使用，无需停机拆卸管道，极易安装和调试。

基于上述技术方案，本实用新型能够不接触液体进行测量，因此，可以测量各种类型的液体，包括酸、碱等有腐蚀性的液体，以及高粘稠液体。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (6)

1.一种管道内液体流速的监测装置，其特征在于，包括形成有液体通路的管体(1)，以及设置于所述管体(1)上的超声监控组件(2)；其中，

所述超声监控组件(2)至少包括一组相对设置于所述管体(1)上的超声发射接收结构(21)，且每个所述超声发射接收结构(21)用于发射超声波和接收超声波；

一组所述超声发射接收结构(21)沿所述液体通路的延伸方向分别设置于所述管体(1)的上半部分和下半部分；

一组所述超声发射接收结构(21)分设于所述管体(1)的相对的两侧，且每个所述超声发射接收结构(21)各自通过其中一个半卡环(22)安装于所述管体(1)的外侧壁上；

一组所述半卡环(22)配合形成为一个围圈，且所述围圈套接于所述管体(1)的外侧壁上；

所述围圈包括沿所述液体通路的延伸方向顺次形成的第一围合部(221)、第二围合部(222)和第三围合部(223)，且所述第一围合部(221)和所述第三围合部(223)的沿径向方向上的最大距离小于所述第二围合部(222)的沿径向方向上的最大距离；

所述第一围合部(221)和所述第三围合部(223)的外部还通过锁紧螺母(23)紧定安装；

所述超声发射接收结构(21)安装于所述第二围合部(222)的内壁上，以使得所述超声发射接收结构(21)与所述管体(1)的外侧壁贴合。

2.根据权利要求1所述的一种管道内液体流速的监测装置，其特征在于，所述第二围合部(222)的内壁上向内凹陷形成有容纳槽(224)，所述超声发射接收结构(21)安装于所述容纳槽(224)中。

3.根据权利要求1或2所述的一种管道内液体流速的监测装置，其特征在于，所述锁紧螺母(23)的内侧壁与所述第一围合部(221)和/或所述第三围合部(223)的外侧壁贴合，以使得所述锁紧螺母(23)卡合所述第一围合部(221)和/或所述第三围合部(223)。

4.根据权利要求3所述的一种管道内液体流速的监测装置，其特征在于，所述锁紧螺母(23)为分体式结构。

5.根据权利要求4所述的一种管道内液体流速的监测装置，其特征在于，每个所述锁紧螺母(23)包括第一半螺母和第二半螺母，且所述第一半螺母中朝向所述第二半螺母的侧壁上向内凹陷形成有卡槽，所述第二半螺母中朝向所述第一半螺母的侧壁上向外凸起形成有能够插接于所述卡槽中的凸片(231)；

所述卡槽与所述凸片(231)配合紧定连接。

6.根据权利要求5所述的一种管道内液体流速的监测装置，其特征在于，所述凸片(231)中远离所述第一半螺母的一端的宽度大于靠近所述第一半螺母的一端的宽度；

所述卡槽与所述凸片(231)沿径向方向插接连接。