[实用新型]气体超声波流量传感器内置式整流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于气体超声波流量传感器的内置式整流器。

背景技术

现在的超声波流量计，一般有两个超声波换能器，相互交替发射和接收超声波能。但在实际应用中，由于安装的原因、前后直管段的长短、上下游阀门弯头等的影响，介质的流动状态不可能理想，超声波流量计的精度和重复性难以保证。另外，

1)在气体流体中，由于气体的特性，它的流场变化性要远远大于液体。

2)在实验室的近似理想状态下，其气体的流动状态也不乐观。目前，在没有对超声波流量计采取特殊整流处理下，其气体超声波流量计的精度等级为±1.5％，即1.5级。

正是由于上述原因，现对研发气体超声波流量计，正逐渐转向气体超声波流量计的被测介质的流场处理上。

现由一种气体超声波流量计，见附图1；其方法是在气体超声波流量计传感器C1的上游(前面)加一个等直径的前直管C2，在前直管的上游口安置一个改善流体流场的整流板C3；整流板上密布导流孔C4，见附图2。其整流板C3和导流孔C4的目的和作用就是将上游过来的被测介质气体的流场进行整理和导流，以达到整流的目的，使流场尽量接近层流状态。其原理是将原来的一整个圆管内的紊流气体经过导流孔C04后，分离成多个小束紊流气体束，束与束之间呈层流状态，或近似层流状态，近似互不干扰，每束气体流在一定距离内是稳定地流动，不会乱抖动和产生漩涡等情况，此即导流作用。而整流板C3的厚度一般为10～20mm，厚度越厚其导程越长，则导流作用越明显，气流束稳定流动的距离越长；而且，束流的直径越小，越容易稳定，其稳定的所需直管段也越少。

但上述已有整流板的缺点也是显而易见的：

其一：阻流太大，有较大的压力损失。这一点是与现在仪表要求节能的原则相违背的。

其二：流量计前面加了一个直管段，用户在安装时增加了场地困难和安装困难。

其三：因为任何的流体在传输时，都是由气泵或水泵加压而增加能量以向远处传输的，而气泵或水泵在加压时，势必形成介质的脉动流。由于整流板的导流孔C4之间的间隔较大(否则其强度不够)，此间隔起到了一种阻流和反弹的作用。此反作用到脉动流上，会加大脉动流的幅值，并使原来的脉动流由一次脉动变为二次脉动，甚至多次脉动。从而使脉动流更加厉害。同时，由于整流板C3的整流长度(即厚度)太短，只有10～20mm，当其导流后的脉动流刚有衰减，紊流刚有稳定并正向层流过渡时，由于整流导程(整流长度)太短，各束流束又将会合，相互振荡，相互影响，又形成新的脉动流和新的紊流。

发明内容

鉴于上述已有技术存在的缺点，本实用新型提供一个超声波流量传感器和超声波流量计使用的内置式整流器。

一种气体超声波流量传感器内置式整流器，其特征在于，由管壁为0.5mm～1mm的薄壁整流管进行多层排列固定连接成整体结构，其一端为水平，另一端为斜面，斜面夹角为45度±15度；每层整流管的直径不同，整流管的直径由里及外依次减小；相邻管壁之间为空隙结构；每个整流管的直径不得大于超声波传感器母管直径的三分之一，每个整流管的最大直径不超过30mm。整流管的数量和直径依据不同的超声波流量传感器的直径大小而定。

为了真正改善流动介质的流场状态，使其最大限度的符合流体力学的理论，本实用新型是通过一内置式整流器，来完全改善流经被测量段的这一段流场，即要使超声波换能器发射和接收超声波能量的这一段超声波传递的路程所在的流场，是处于层流或最接近层流状态的一段流场。

内置式整流器应用于超声波流量计，不需要流量计前再加装前直管段，整流管的管径可以在0.5～1mm，其所产生的阻流作用和脉动流的反作用可以减小到几乎忽略不计。

本实用新型由于整流管与整流管之间是有间隙的，流体可以流经此处，因而避免了已有技术压力损失和反弹脉动流的缺点，可以有效地消除或降低脉动流的影响。内置整流器的整流管的长度较长，如DN25的最短有效长度为150mm，DN300的最短有效长度为250mm。所以，由于其有效整流长度(导程)足够长，其导流稳流大的效果要远远好于已有技术整流板的10mm～20mm最短有效长度。

附图说明

附图1是已有技术加装前整流管和整流板的超声波流量计结构示意图。

附图2是图1中整流板结构示意图。

附图3是图2俯视图。

附图4是本实用新型超声波流量计所用的内置式整流器结构示意图。

附图5是图4俯视图。

附图6是采用本实用新型内置式整流器的超声波流量传感器结构示意图。

附图7是图6俯视图。