[發明專利]小口徑超聲波熱量表流量測量管段

無效

• 申請號: 201410084870.1
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103852118A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李忠虎
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F15/00;G01K17/06
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本發明屬于傳感技術及流量計量裝置領域，具體涉及一種小口徑超聲波熱量表流量測量管段。

背景技術

現有的超聲波熱量表流量傳感器通常由流量測量管段、超聲波換能器及反射器等組成。根據超聲波聲道的布置方式不同，具體可分為平行法、直接透射法和反射法三種形式。平行法的超聲波傳播方向與管段軸線（即水流方向）平行，檢測到的流速是水流截面中與聲道重合位置的流速，并不代表管道內的平均速度，而直接透射法和反射法的超聲波傳播方向與管段軸線（即水流方向）交叉（如夾角為45^o），檢測到的流速實際上是水流截面各點的平均速度。對于戶用超聲波熱量表，以反射式應用更為普遍。從傳感器內部結構來看，反射式又可分為兩類，一類是利用在流量測量管內安裝反射鏡來反射超聲波的復合型管段超聲波流量計，另一類是利用流量測量管的內壁反射超聲波的一體化鑄造式超聲波流量計。復合型管段是由直管段、換能器安裝孔及轉換器安裝座等焊接而成，空間狹小致使焊接難度大，且焊接時的幾何變形會導致各部件的相對尺寸難以滿足位置精度要求，另外還存在密封、耐壓、壓損、防堵、防腐及結垢清洗等方面的問題。一體化鑄造管段結構簡單，承壓能力高，密封性好，不存在焊接變形，而且可很好地保證測量管段的一致性要求，但其缺點是管內反射面加工難度大、加工成本高，特別是結垢后不易清洗，這就會嚴重影響測量精度，進而降低計量的準確性。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種利用反射絲堵進行超聲波反射的小口徑超聲波熱量表流量測量管段，以實現降低加工難度、提高測量精度、減小壓力損失、方便清洗水垢以及保證安全運行的目的。

為實現上述目的本發明所采取的技術方案是：

本發明包括流量測量直管段和設置在直管段上的換能器安裝孔、溫度傳感器安裝孔、導線穿線管及轉換器安裝座，直管段上設有三個反射絲堵安裝孔，反射絲堵安裝孔內設有反射絲堵，所述反射絲堵安裝孔與所述換能器安裝孔設置于直管段的軸線方向上，其中，兩個換能器安裝孔和一個反射絲堵安裝孔位于直管段的一側，且反射絲堵安裝孔位于兩個換能器安裝孔的中間點，另兩個反射絲堵安裝孔位于直管段的另一側，且與相對側的換能器安裝孔和反射絲堵安裝孔之間的中間點位置相對應處。

進一步：反射絲堵為凸臺形，反射絲堵頂部表面為超聲波反射面，臺階處設有密封圈。

進一步：所述超聲波反射面與管道內側平齊。

進一步：安裝在換能器安裝孔、反射絲堵安裝孔、溫度傳感器安裝孔上的換能器、反射絲堵及溫度傳感器上的密封圈均采用退火紫銅墊片。

進一步：反射絲堵的材質與直管段相同，反射絲堵底部外表面設有外螺紋，方便拆卸。

進一步：所述轉換器安裝座位于直管段的上方中間位置，轉換器安裝座的上表面為前低后高的傾斜面，傾斜角為45^o，轉換器安裝座上安裝轉換器。

進一步：直管段采用銅合金鑄造而成。

本發明的有益效果是：超聲波流量測量直管段采用銅合金鑄造而成，降低了加工成本并提高了一致性。直管段上設置有換能器安裝孔、反射絲堵安裝孔、溫度傳感器安裝孔、導線穿線管及轉換器安裝座，有效避免了因焊接而造成的密封、耐壓以及各部件的相對尺寸難以滿足位置精度要求等問題。按技術要求將相關部件組裝后管內無任何突出物，可大大減小壓力損失，改善介質的流動性能，降低供暖系統的運行成本。超聲波由可以拆卸的反射絲堵反射面進行反射，可方便地清洗反射面表面的水垢，特別適合供暖水質差、易結垢的環境使用。反射絲堵和超聲波換能器均采用退火紫銅墊片作為密封圈，這不僅解決了密封、耐壓及防腐問題，而且還可保證各部件的相對尺寸滿足位置精度要求，進而提高測量精度。直管段上設置三個反射絲堵，超聲波從發射到接收共經過三次反射，表面光潔度極高的反射面保證了良好的反射效果，三次反射使光程較單次反射加長，這有利于提高超聲波傳播時間的測量精度，特別是對于供暖熱量表等小口徑流量測量裝置而言，可進一步提高流量計量精度。轉換器安裝座位于直管段的上方中間位置，轉換器安裝座的上表面為前低后高的傾斜面，傾斜角為45^o，轉換器安裝座上安裝轉換器，便于轉換器的安裝、讀數和日常維護。

附圖說明

圖1為本發明主視圖；

圖2為圖1的A-A向截面剖視圖；

圖3為反射絲堵和紫銅墊片安裝原理圖。

具體實施方案

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步說明。