CN220380560U - 矿用超声波流量计 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种矿用超声波流量计，涉及超声波流量计技术领域，其包括安装座、发电组件、检测组件；所述安装座设置在被侧管道上，且与被侧管道可拆卸连接；所述安装座两侧分别开设有管道孔；所述管道孔处固定设置有安装管，所述安装管与被测管道连通；所述发电组件包括发电叶轮、发电机；所述发电叶轮转动设置在所述安装座上，所述发电叶轮用于将管道内流体动能转化为机械能；所述发电机固定设置在所述安装座内部，且所述发电机转子与所述发电叶轮转轴固定连接，所述发电机用于将所述发电叶轮的机械能转化为电能；所述检测组件用于对管道内的流体流量进行检测；所述发电机与所述检测组件电连接。本申请能够延长超声波流量计的使用时间。

Description

矿用超声波流量计

技术领域

本申请涉及超声波流量计技术领域，尤其是涉及一种矿用超声波流量计。

背景技术

超声波流量计是通过检测流体流动对超声脉冲的作用以测量流体流量的仪表，超声波流量计测量过程中无需接触被测流体且检测精度高，同时不易受使用环境影响其检测精度，因此被广泛应用于矿洞、矿井等施工环境复杂的地方。

现有的超声波流量计包括管段、安装座、控制器、超声波发射器、超神波接收器、电池；管段固定安装至被侧管道上；安装座固定设置在管段上方；控制器固定设置在安装座上；超声波发射器固定设置在安装座上，超声波发射器用于发射超声脉；超声波接收器固定设置在安装座上，超声波发射器用于接收超声脉冲；控制器与超声波发射器、超声波接收器均电连接；超声波发射器与超声波接收器均倾斜设置，且超声波发射器的发射端与超声波接收器的接收端相互靠近；电池固定设置在安装座上，且用于为超声波流量计提供电源；使用时使用者启动电源，超声波发射器发射超声脉冲，超声脉冲经管段底壁反射至超声波接收器，控制器处理超声波接收器就收到的脉冲信息，即可得出被测管段内流体的流量。

上述超声波流量计的使用过程中，超声波流量计通过电池提供电源，随着流量计的使用，电池内储存的电能逐渐耗尽，此时需要工作人员更换电池，考虑到超声波流量计用于矿井等施工环境复杂的地方，电池更换难度较大，不便于持续使用。

实用新型内容

为了延长超声波流量计的使用时间，本申请提供一种矿用超声波流量计。

本申请提供的一种矿用超声波流量计，采用如下的技术方案：

一种矿用超声波流量计，包括安装座、发电组件、检测组件；所述安装座设置在被侧管道上，且与被侧管道可拆卸连接；所述安装座两侧分别开设有管道孔；所述管道孔处固定设置有安装管，所述安装管与被测管道连通；所述发电组件包括发电叶轮、发电机；所述发电叶轮转动设置在所述安装座上，所述发电叶轮用于将管道内流体动能转化为机械能；所述发电机固定设置在所述安装座内部，且所述发电机转子与所述发电叶轮转轴固定连接，所述发电机用于将所述发电叶轮的机械能转化为电能；所述检测组件用于对管道内的流体流量进行检测；所述发电机与所述检测组件电连接。

通过采用上述技术方案，使用者将安装座安装至被测管道上，安装管内有流体流过时发电组件启动将流体所携带的动能转化为电能，并将得到的电能输送给检测组件，检测组件对安装管内流体的流量进行检测；通过流量计设置的发电组件对检测组件提供电能，避免使用者频繁在复杂工作环境内拆装电池，延长使用时间。

可选的，所述检测组件包括控制器、超声波发射器、超声波接收器；所述控制器固定设置在所述安装座内；所述超声波发射器固定设置在所述安装座内，所述超声波发射器用于向所述安装管内发射超声脉冲；所述超声波接收器固定设置在所述安装座内，所述超声波发射器用于接收所述超声波发射器发射的超声脉冲；所述控制器与所述超声波发射器、所述超声波接收器、所述发电机均电连接。

通过采用上述技术方案，当对管道内流体的流量进行检测时，流体通过安装管，超声波发射器向安装管内发射超声脉冲，超声脉冲经安装管底壁反射至超声波接收器，控制器分析超声波接收器所接收的超声脉冲信息，进而得出管道内流体的流量信息；通过超声波在流体中的传播速度来检测管道内流体的流量，检测范围广，且不易受检测环境影响，检测速度快、检测精度高。

可选的，所述安装座上设置有控制组件、传动组件；所述控制组件包括插座、连接件、触碰件、插头；所述插座固定设置在所述安装座上；所述插座上开设有连接槽；所述连接件滑动设置在所述连接槽内，且向所述连接槽外延伸，滑动轴线与所述连接槽长度方向一致，所述连接件用于连接所述插头与所述触碰件；所述触碰件固定设置在所述连接件靠近所述插座的一端端面上，所述触碰件与所述连接槽槽口相对的侧壁之间存在相互吸引力，所述触碰件与所述插座配合使用，所述触碰件与所述连接槽槽口相对的侧壁抵接时，所述检测组件启动；所述插头与所述连接件固定连接；所述传动组件用于将所述发电叶轮提供的动力传递至所述插头，使所述插头沿所述连接槽轴线方向做往复运动。

通过采用上述技术方案，通过控制组件控制检测组件的启动，使检测组件在无需工作的时候关闭，节省电能，进一步延长矿用超声波流量计的使用时间。

可选的，所述连接件为伸缩杆，所述伸缩杆固定端与所述插头固定连接；所述伸缩杆活动端与所述触碰件固定连接。

通过采用上述技术方案，在传动组件的作用下，插头远离插座，从而带动伸缩杆固定端逐渐远离连接槽，此时在触碰件与连接槽槽口相对的侧壁之间相互吸引力的作用下，触碰件与连接槽槽口相对的侧壁仍然抵接，直至伸缩杆达到最大延伸范围，此时插头在传动组件的作用下，继续远离插座，则触碰件与连接槽槽口相对的侧壁分离，检测组件关闭；在伸缩杆与触碰件的作用下，检测组件每次启动都会持续工作一段时间后关闭，多次进行检测，从而得出多组流量数据，保证检测精度；同时通过伸缩杆代替开关按钮控制检测组件的工作状态，避免开关按钮在频繁触动后损坏，延长使用寿命。

可选的，所述传动组件包括连接轴、减速部件、凸轮、弹簧；所述连接轴与所述发电叶轮同轴设置，所述连接轴与所述发电叶轮转轴固定连接；所述减速部件用于连接所述连接轴与所述凸轮，同时调节传动比；所述凸轮与所述减速部件输出轴固定连接，所述凸轮用于周期性推动所述插头沿所述连接槽长度方向做往复运动；所述插座上开设有安装槽；所述弹簧设置在所述安装槽内，所述弹簧一端与所述插座固定连接，所述弹簧另一端与所述插头固定连接，当所述凸轮与所述插头抵接时，所述弹簧处于压缩状态。

通过采用上述技术方案，当安装管内流动的流体带动发电叶轮转动，进而通过减速部件带动凸轮转动，凸轮突出端转动逐渐靠近插头，当凸轮突出端与插头抵接时，插头被推动靠近插座，从而带动连接件沿滑动轴线滑动至连接槽内，触碰件与连接槽槽口相对的侧壁抵接，此时检测组件开始检测管道内流体的流量；当凸轮突出端继续转动远离插头时，插头在弹簧的作用下逐渐远离插座，进而带动连接件远离与连接槽槽口相对的侧壁，在触碰件与连接槽槽口相对的侧壁之间相互吸引力的作用下，触碰件与连接槽槽口相对的侧壁仍然抵接，检测组件持续工作，当伸缩杆达到最大延伸范围，插头在弹簧的作用下继续远离插座，此时触碰件与连接槽槽口相对的侧壁分离，检测组件关闭；随着管道内流体的流量越大，流速越快，则发电叶轮转动速度越大，进而凸轮转动越快，此时，当凸轮突出端转动远离插头，进而插头在弹簧的作用下逐渐远离插座，在伸缩杆还未达到最大延伸范围时，凸轮突出端绕传动轴旋转一周继续与插头抵接，插头在凸轮的作用下再次靠近插座，重复上述过程，检测组件持续处于工作状态，监控管道内流体的流量，当管道内流体的流量减小，流速降低，则发电叶轮转动速度减小，凸轮转动速度减小，检测组件的检测频率也降低；根据流量的大小调节检测频率，在流量较大时持续监控管道内流体的流量，流量较小时检测频率降低，节约电能，延长使用时间；同时无需使用者手动控制检测的工作状态，方便在复杂的工作环境下使用。

可选的，所述减速部件包括若干大齿轮、若干小齿轮、若干传动轴；通过所述大齿轮、所述小齿轮之间的啮合，将传动比降低至合适值。

通过采用上述技术方案，通过使用减速齿轮组调节传动比，结构简单、可靠，容易控制检测组件的工作频率。

可选的，所述安装座顶端固定设置有天线，所述天线用于将所述控制器与地表控制台通过无线电耦合。

通过采用上述技术方案，将得到的管道内流体的流量数据发送至工作台，无需使用者到矿井等复杂的工作环境查看，方便使用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置监测组件、发电组件，使用者将安装座安装至被测管道上，安装管内有流体流过时发电组件启动将流体所携带的动能转化为电能，并将得到的电能输送给检测组件，检测组件对安装管内流体的流量进行检测；通过设置的发电组件对检测组件提供电能，避免使用者频繁在复杂工作环境内拆装电池，延长使用时间；

2.通过设置控制组件，在伸缩杆与触碰件的作用下，检测组件每次启动都会持续工作一段时间后关闭，多次进行检测，从而得出多组流量数据，保证检测精度；同时通过伸缩杆代替开关按钮控制检测组件的工作状态，避免开关按钮在频繁触动后损坏，延长使用寿命；

3.通过设置传动组件，根据流量的大小调节检测频率，在流量较大时持续监控管道内流体的流量，流量较小时检测频率降低，节约电能，延长使用时间；同时无需使用者手动控制检测的工作状态，方便在复杂的工作环境下使用。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图；

图2是本申请实施例的为了显示传动组件、控制组件的抛视图；

图3是本申请实施例为了显示叶轮槽、管道孔、发电机的抛视图；

图4是图2中A处的局部放大图。

附图标记说明：

1、安装座；11、管道孔；12、叶轮槽；13、叶轮座；14、安装管；141、安装孔；15、天线；

2、发电组件；21、发电叶轮；22、发电机；23、蓄电池；

3、检测组件；31、控制器；32、超声波发射器；33、超声波接收器；

4、控制组件；41、插座；411、安装槽；412、连接槽；42、插头；43、连接件；431、伸缩杆；44、触碰件；

5、传动组件；51、连接轴；52、减速部件；521、传动轴；522、小齿轮；523、大齿轮；53、凸轮；531、突出端；54、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种矿用超声波流量计。参照图2和图3，矿用超声波流量计包括安装座1、检测组件3、发电组件2；安装座1设置在被测管道上；安装座1相对的两个侧壁均开设有管道孔11，管道孔11处设置有安装管14，安装管14贯穿安装座1两端，安装管14两端均与被测管道连通；检测组件3用于对管道内的流体流量进行检测；发电组件2与检测组件3电连接，发电组件2用于将流体所携带的动能转化为电能，并为检测组件3提供能源。

当需要对管道内流体流量进行检测时，使用者将底座安装至被测管道上，管道内流体流过安装管14，发电机22将安装管14内流体所携带的动能转化为电能，并将电能输入检测组件3，检测组件3启动，对安装管14内流体的流量进行检测。

参照图1和图2，安装座1为箱体结构；安装管14水平设置；安装管14壁上开设有若干安装孔141，安装孔141位于安装管14两端，安装管14通过螺栓与被测管道可拆卸连接；安装座1顶端固定设置有天线15，天线15用于将控制器31与地表控制器31通过无线电耦合；检测组件3包括控制器31、超声波发射器32、超声波接收器33；控制器31固定设置在安装座1内；超声波发射器32设置在安装座1内，且与安装管14壁顶端固定连接，超声波发射器32用于向安装管14内发射超声脉冲；超声波接收器33设置在安装座1内，且与安装管14壁顶端固定连接，超声波接收器33用于接收超声波发射器32发射的超声脉冲；超声波发射器32与超声波接收器33均倾斜设置，且超声波发射器32的发射端与超声波接收器33的接收端相互靠近；控制器31与超声波发射器32、超声波接收器33均电连接。

当需要对管道内流体流量进行检测时，使用者将安装座1安装至被测管道上，通过螺栓将安装管14两端与管道固定连接；当检测组件3对安装管14内流体的流量进行检测时，超声波发射器32将超声脉冲发射至安装管14内，超声脉冲经安装管14底壁反射，被超声波接收器33接收，超声波接收器33将被接收的超声脉冲信号输入控制器31，控制器31通过计算得出管道内流体的流量；控制器31将流体流量数据通过天线15发送至地表控制器31，完成管道内流体流量的检测。

参照图1和图3，安装管14壁底部开设有叶轮槽12；叶轮槽12槽口处固定设置有叶轮座13，叶轮座13位于安装管14下方；发电组件2包括发电叶轮21、发电机22、蓄电池23；发电叶轮21转动设置在叶轮座13上，且通过叶轮槽12延伸至安装管14内，发电叶轮21用于将安装管14内流体所携带的动能转化为机械能；发电机22固定设置在安装座1内，发电机22转子与发电叶轮21转轴固定连接，发电机22用于将发电叶轮21转化来的机械能转化为电能；蓄电池23固定设置在安装座1内，用于将发电机22转化来的电能储存起来，并为检测组件3提供电源；蓄电池23与发电机22、控制器31均电连接。

当安装座1被安装至被测管道上后，安装管14内有流体流过，则流体带动发电叶轮21转动，从而带动发电机22开始工作，产生电能，蓄电池23将产生的电能储存起来，在需要的时候提供给检测组件3。

参照图2和图4，安装座1内设置有控制组件4，控制组件4包括插座41、插头42、连接件43、触碰件44；插座41固定设置在安装座1内；插座41上开设有连接槽412，连接槽412水平设置；插头42竖直设置；连接件43为伸缩杆431，伸缩杆431沿水平方向滑动设置在连接槽412内，且向连接槽412外延伸，滑动轴线与连接槽412长度方向一致，伸缩杆431固定端与插头42顶端固定连接；触碰件44设置在连接槽412内，且触碰件44远离插座41的一端与伸缩杆431活动端固定连接，触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁存在相互吸引力，触碰件44与插座41配合使用，当触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁抵接时，检测组件3启动。

参照图2和图4，插座41靠近连接槽412的一侧开设有安装槽411，安装槽411位于连接槽412的下方；安装座1内设置有传动组件5；传动组件5包括连接轴51、减速部件52、凸轮53、弹簧54；连接轴51与发电叶轮21同轴设置，且与发电叶轮21转轴固定连接；减速部件52包括小齿轮522、传动轴521、大齿轮523；小齿轮522与发电叶轮21同轴设置，且与连接轴51固定连接；传动轴521轴线与发电叶轮21轴线平行设置；大齿轮523同轴设置在传动轴521上，且与传动轴521固定连接，大齿轮523与小齿轮522啮合；凸轮53转轴与传动轴521同轴设置，凸轮53突出端531能够与插头42远离插座41的一侧抵接，且当凸轮53突出端531与插头42抵接时，插头42插设在连接槽412内，检测组件3启动；弹簧54水平设置在安装槽411内，弹簧54靠近插座41的一端与插座41固定连接，弹簧54远离插座41的一端与插头42固定连接，当插头42插设在连接孔内时，弹簧54处于压缩状态。

当安装座1被安装至被测管道上后，安装管14内有流体流过，流动的流体带动发电叶轮21转动，发电叶轮21通过连接轴51带动小齿轮522转动，进而小齿轮522带动大齿轮523转动，大齿轮523通过传动轴521带动凸轮53转动，凸轮53突出端531转动逐渐靠近插头42，当凸轮53与插头42抵接时，插头42在凸轮53的推动下，靠近插座41，进而伸缩杆431沿滑动轴线向靠近插座41的方向滑动，触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁抵接，检测组件3启动开始检测管道内流体的流量；当凸轮53突出端531转动远离插头42时，插头42在弹簧54的作用下逐渐远离插座41，从而带动伸缩杆431固定端逐渐远离连接槽412，此时，在触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁之间相互吸引力的作用下，触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁仍然抵接，直至伸缩杆431达到最大延伸范围，此时插头42在弹簧54的作用下，继续远离插座41，则触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁分离，检测组件3关闭；当管道内流量较大，流速较快时，凸轮53转动速度较快，此时，当凸轮53突出端531转动远离插头42，插头42在弹簧54的作用下逐渐远离插座41，带动伸缩杆431固定端远离连接槽412，在伸缩杆431还未达到最大伸长范围时，凸轮53突出端531旋转一周继续与插头42抵接，插头42在凸轮53的作用下再次靠近插座41，重复上述过程，则检测组件3持续处于工作状态；当管道内流量较小，流速较慢时，凸轮53转动速度较慢，此时检测组件3检测频率较低。

本申请实施例一种矿用超声波流量计的实施原理为：当使用者通过螺栓将安装管14两端与被测管道固定连接后，安装管14内有流体流过，流体带动发电叶轮21转动，从而带动发电机22开始工作产生电能，并将产生的电能储存至蓄电池23，蓄电池23将电能输送给检测组件3；同时发电叶轮21转动带动小齿轮522转动，进而带动大齿轮523转动，大齿轮523通过传动轴521带动凸轮53转动，在凸轮53突出端531的作用下，插头42被推动靠近插座41，带动伸缩杆431沿连接槽412长度方向插设至连接槽412内，触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁抵接，检测组件3开始检测管道内流体的流量；超声波发射器32将超声脉冲发射至安装管14内，经管道孔11底壁反射，被超声波接收器33接收，随后控制器31分析超声波接收器33所接收的超声脉冲信号得出管道内流体的流量；控制器31将得到的流量数据通过天线15发送至地表控制器31，完成管道内流体流量的检测；待凸轮53继续转动至凸轮53突出端531远离插头42，插头42在弹簧54的作用下远离插座41，从而带动伸缩杆431远离连接槽412，待伸缩杆431达到最大伸长范围后，伸缩杆431继续远离连接槽412，触碰件44与连接槽412槽口相对的侧壁分离，检测组件3停止检测。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种矿用超声波流量计，其特征在于：包括安装座（1）、发电组件（2）、检测组件（3）；所述安装座（1）设置在被侧管道上，且与被侧管道可拆卸连接；所述安装座（1）两侧分别开设有管道孔（11）；所述管道孔（11）处固定设置有安装管（14），所述安装管（14）与被测管道连通；所述发电组件（2）包括发电叶轮（21）、发电机（22）；所述发电叶轮（21）转动设置在所述安装座（1）上，所述发电叶轮（21）用于将管道内流体动能转化为机械能；所述发电机（22）固定设置在所述安装座（1）内部，且所述发电机（22）转子与所述发电叶轮（21）转轴固定连接，所述发电机（22）用于将所述发电叶轮（21）的机械能转化为电能；所述检测组件（3）用于对管道内的流体流量进行检测；所述发电机（22）与所述检测组件（3）电连接。

2.根据权利要求1所述的矿用超声波流量计，其特征在于：所述检测组件（3）包括控制器（31）、超声波发射器（32）、超声波接收器（33）；所述控制器（31）固定设置在所述安装座（1）内；所述超声波发射器（32）固定设置在所述安装座（1）内，所述超声波发射器（32）用于向所述安装管（14）内发射超声脉冲；所述超声波接收器（33）固定设置在所述安装座（1）内，所述超声波发射器（32）用于接收所述超声波发射器（32）发射的超声脉冲；所述控制器（31）与所述超声波发射器（32）、所述超声波接收器（33）、所述发电机（22）均电连接。

3.根据权利要求1所述的矿用超声波流量计，其特征在于：所述安装座（1）上设置有控制组件（4）、传动组件（5）；所述控制组件（4）包括插座（41）、连接件（43）、触碰件（44）、插头（42）；所述插座（41）固定设置在所述安装座（1）上；所述插座（41）上开设有连接槽（412）；所述连接件（43）滑动设置在所述连接槽（412）内，且向所述连接槽（412）外延伸，滑动轴线与所述连接槽（412）长度方向一致，所述连接件（43）用于连接所述插头（42）与所述触碰件（44）；所述触碰件（44）固定设置在所述连接件（43）靠近所述插座（41）的一端端面上，所述触碰件（44）与所述连接槽（412）槽口相对的侧壁之间存在相互吸引力，所述触碰件（44）与所述插座（41）配合使用，所述触碰件（44）与所述连接槽（412）槽口相对的侧壁抵接时，所述检测组件（3）启动；所述插头（42）与所述连接件（43）固定连接；所述传动组件（5）用于将所述发电叶轮（21）提供的动力传递至所述插头（42），使所述插头（42）沿所述连接槽（412）轴线方向做往复运动。

4.根据权利要求3所述的矿用超声波流量计，其特征在于：所述连接件（43）为伸缩杆（431），所述伸缩杆（431）固定端与所述插头（42）固定连接；所述伸缩杆（431）活动端与所述触碰件（44）固定连接。

5.根据权利要求3所述的矿用超声波流量计，其特征在于：所述传动组件（5）包括连接轴（51）、减速部件（52）、凸轮（53）、弹簧（54）；所述连接轴（51）与所述发电叶轮（21）同轴设置，所述连接轴（51）与所述发电叶轮（21）转轴固定连接；所述减速部件（52）用于连接所述连接轴（51）与所述凸轮（53），同时调节传动比；所述凸轮（53）与所述减速部件（52）输出轴固定连接，所述凸轮（53）用于周期性推动所述插头（42）沿所述连接槽（412）长度方向做往复运动；所述插座（41）上开设有安装槽（411）；所述弹簧（54）设置在所述安装槽（411）内，所述弹簧（54）一端与所述插座（41）固定连接，所述弹簧（54）另一端与所述插头（42）固定连接，当所述凸轮（53）与所述插头（42）抵接时，所述弹簧（54）处于压缩状态。

6.根据权利要求5所述的矿用超声波流量计，其特征在于：所述减速部件（52）包括若干大齿轮（523）、若干小齿轮（522）、若干传动轴（521）；通过所述大齿轮（523）、所述小齿轮（522）之间的啮合，将传动比降低至合适值。

7.根据权利要求2所述的矿用超声波流量计，其特征在于：所述安装座（1）顶端固定设置有天线（15），所述天线（15）用于将所述控制器（31）与地表控制台通过无线电耦合。