[實用新型]一種超聲波式流量計

有效

• 申請號: 201320219791.8
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN203249655U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王軍;季燕飛
• 申請（專利權）人: 北京艾科瑞能源科技有限公司;杭州中沛電子有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本實用新型涉及一種超聲波式流量計，尤其是涉及一種紡錘型整流直通孔、船型反射柱的超聲波式流量計。

背景技術

超聲波流量傳感器主要由流量計管道、換能器和內部反射支架等組成。其中，一對換能器按一定間距固定在流量計管道的進水和回水位置上。當測量介質流經超聲波式流量計時，在外部電路作用激勵下，進水、回水換能器交替發送和接受超聲波脈沖信號，經外部電路處理后，采用專用芯片測量超聲波順水時間和逆水時間，由計算器算出時間差，從而測出流經管道介質的流量、流速。

上述原理在超聲波式流量計的結構設計上可分為四種形式：

1、X型結構

設計特點：在進水端的換能器與被測介質流動方向上形成了一個夾角，實踐證明，這個夾角對換能器而言是一個污垢沉積區，當流經腔體的循環介質含有泥、垢等污物時，根據流體力學和“合力”原理可知，這些污物不能被“主流介質”全部沖刷帶走，其中的一些污物被沉積在這個夾角沉積區內，這樣日積月累污物沉積的越來越多，從而將嚴重影響換能器對信號的發射與接收，造成計量不準確。

2、∏型結構

設計特點:流經腔體的介質可直接沖刷著換能器,避免了圬物沉積區。但其缺點是機械加工難度大、管道內壁毛刺突起明顯,浪費原材料資源、勞動力、易掛住線性物質影響測量，性價比低。以上兩種結構通常稱為“對射”方式，由于弊端比較多，所以很快就退出市場。

3、U型結構

設計特點：換能器安裝在流量計上表面的兩個安裝孔內，由于結構原因換能器不能直接發射與接收信號，需要在流量計腔體內安裝一個塑料支架，在這個塑料支架垂直與換能器的位置上分別安裝了一個反射鏡片，超聲波信號通過這兩個鏡片反射信號,其優點是:沒有污物沉積區,使用材料資源少,結構簡單,易加工生產。

缺點:反射鏡片的安裝需要一個支架給予固定，由于結構原因這個支架在殼體腔內不可避免的對循環介質中的線狀物(如頭發絲、安裝過程使用的麻絲、生料帶等)有掛、纏、卡現象，如果這些線狀物被纏在支架上后將隨介質的流動對腔體內的水場產生水紋和氣泡，從而嚴重影響著水場變化,造成計量不準確。

4、W型反射方式

設計特點：①在流量計上表面以45°角的方式傾斜安裝了兩個換能器，②流量計腔體內部整個都設計為四方孔，超聲波信號通過四方孔的頂部和底部平面進行間接發射或接收，這種結構的優點是流量計腔體內是直通型，沒有塑料支架，不會對循環介質中的線狀物有掛、纏、卡現象，且壓力損失小。

缺點：受換能器反射角度的制約，不可避免的造成了換能器底平面與四方孔頂平面之間有一個空間距離，在實際使用中這個空間距離會出現存積空氣亦即產生氣泡現象，這種現象對超聲信號的衰減是致命的，從而造成計量不準確。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有整流、穩流、管道線性穩定的超聲波流量計，該超聲波流量計利用超聲波原理，測量循環系統內循環介質的流量和質量，尤其是適用于在水場不穩定、渾濁污物介質環境下使用。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種超聲波式流量計，包括流量計腔體、進水端紡錘型直通孔、流量測量孔、出水端紡錘型直通孔、進水端口換能器、出水端口換能器、進水端船型反射柱及出水端船型反射柱，所述進水端紡錘型直通孔、流量測量孔及出水端紡錘型直通孔均位于所述流量計腔體內部，且所述進水端紡錘型直通孔、流量測量孔及出水端紡錘型直通孔依次相通；所述流量計腔體的外壁的頂部設有進水端口換能器安裝孔及出水端口換能器安裝孔，底部設有進水端反射柱安裝孔及出水端反射柱安裝孔，所述進水端口換能器安裝孔的位置與所述進水端反射柱安裝孔的位置相對應，且均與所述進水端紡錘型直通孔相通，所述出水端口換能器安裝孔的位置與所述出水端反射柱安裝孔的位置相對應，且均與所述出水端紡錘型直通孔相通；所述進水端口換能器安裝在所述進水端口換能器安裝孔內，所述出水端口換能器安裝在所述出水端口換能器安裝孔內，所述進水端船型反射柱安裝在所述進水端反射柱安裝孔內，所述出水端船型反射柱安裝在所述出水端反射柱安裝孔內，所述進水端口換能器與所述進水端船型反射柱相接觸，所述出水端口換能器與所述出水端船型反射柱相接觸。

紡錘型是某一時刻在流場中畫出的一條空間曲線，在該時刻，曲線上的所有質點的速度矢量均與這條曲線相切。它是歐拉法描述流動的一種方法，在運動液體的整個空間，可繪出一系列的紡錘，稱為紡錘型，在超聲波流量計的運用中可起到穩定水場、增加流速、提高測量精度的作用。

本實用新型的設計原理如下：