[發明專利]一種超聲波水表抗擾流內芯及其使用方法

在審

• 申請號: 202210445396.5
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114812706A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 馮建科;張元;于明;劉黎;孟憲偉;張岑芳
• 申請（專利權）人: 青島乾程科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F15/00
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 任仰輝

1.一種超聲波水表抗擾流內芯，包括中間段結構，在所述中間段結構兩側分別設有反射面結構，在所述反射面結構外側還設有固定頭結構；其特征在于：

所述中間段結構包括中間管，在所述中間管外壁上設有筋板，在所述中間管上表面還設有定位孔，在所述中間管上、所述筋板外側，設有密封槽，在所述密封槽內設有密封圈；

所述反射面結構包括連接在所述中間管上、所述密封槽外側的反射筒，在所述反射筒的筒壁上設有開口，在所述反射筒內部設有反射片，所述反射片通過反射架與所述反射筒內壁連接；

所述固定頭結構包括與所述反射筒連接的固定筒，在所述固定筒內設有導流柱，導流柱一端連接在所述反射架上，另一端向所述固定筒外端面處延伸。

2.根據權利要求1所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：所述反射架包括支撐塊和連接塊，所述支撐塊設置在所述中間管中心，通過所述連接塊連接在所述反射筒內壁上，所述支撐塊一端連接所述導流柱，另一端設有插接槽；所述反射片背側連接有插接柱，所述插接柱與所述插接槽插接。

3.根據權利要求2所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：插接柱包括插接部和傾斜部，所述插接部與所述插接槽形狀相吻合，所述傾斜部為帶有斜面的圓柱體結構，其圓柱底面處與所述插接部連接，其斜面處與所述反射片連接。

4.根據權利要求2所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：所述中間管內部為縮頸管，并且縮徑管內徑小于所述反射筒內徑。

5.根據權利要求4所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：所述縮徑管與所述反射筒內徑的連接處采用圓弧過渡。

6.根據權利要求1所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：所述導流柱的外端向所述固定筒外端面處延伸，并且導流柱外端為圓滑曲面或錐形面。

7.根據權利要求6所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：所述導流柱外端為半球體、半橢球體或錐體。

8.根據權利要求1所述的超聲波水表抗擾流內芯，其特征在于：所述定位孔為盲孔。

9.根據權利要求1所述的超聲波水表抗擾流內芯，其使用方法包括以下步驟：

步驟一、數據采集計算：

在反射筒的筒壁上設有開口，在開口處安裝超聲波換能器，根據換能器處采集到的數據，按照如下公式進行計算：

式中：

Tup——超聲波在流體中逆流傳播時間，

Tdown——超聲波在流體中順流傳播時間，

y——水平方向聲道長度，

x——豎直方向聲道長度，

△t——飛行時間差，

v_m——流體軸向平均速度，

c_f——聲波在流體中傳播速度，

通過超聲波換能器接收的飛行時間差，換算得出水流速度v_m，以實現水表精確計量。

步驟二、流速、壓損計量：

計量過程如下所示：

ΔP＝P-P₀

式中：

P——管段前20cm位置處的壓強值

P₀——管段后20cm位置處的壓強值

S反射片——反射片面積

S縮頸管——縮頸管截面面積

數值計算部分采用以下時均控制方程：

連續性方程：

動量方程：

湍動能方程：

湍流耗散率方程：

上述方程所引入的常系數C₁、C₂及σ_κ、σ_ε的值分別為：C₁＝1.44，C₂＝1.92，σ_κ＝1.0，σ_ε＝1.3。