[实用新型]一种利用超声波进行流量测定的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测速装置，更具体地说，涉及一种利用超声波进行流量测定的装置。

背景技术

利用超声波进行测量的主要工作方法采用了“差速法”来测量流量，具体原理是超声波与水（或者其他流体）一起流动一个时间，而与正常速度相比，就会产生一个时间差来算水流的流速、再用流速乘以管径，就得到流量，所以叫差速法。这种方法要求严格的时序控制，一般超声波在水中的传播速度为1500m/s,时序控制电路要以单片机的周期来计算，一般为10-12秒，毫秒级达不到，在测试装置上安装左右两个TR1和TR2为两个超声波换能器，既能发射又能接受超声波、TR1发射脉冲超声波,经流体和反射片和管壁反射后，被TR2接收。一定时间间隔后，由切换开关切换TR2发射超声波，TR1接受。目前超声波热表就在采用上述测量装置和方法来测量流量，进而通过安装在热表上的处理系统得到相应的热量，因此产品结构稍有偏差和不稳定就会带来影响计量的问题。目前利用超声波计量的热表大都先在管道外部组合一套塑料支架，由塑料支架提供用于安装均匀流速的增速管和超声波反射片的安装槽，待超声波反射片通过安装槽固定在支架上之后，将塑料支架放入管道内通过塑料支架和金属管道的固定孔进行连接和配合，这一结构在使用中主要存在以下问题：

（1）目前超声波热表采用的超声波反射片依靠塑料支架支撑固定、对于塑料支架形式复杂、材料长期受热变形较大，怕震动，造成了热表计量的不稳定。

（2）塑料支架依靠在金属管道表体上的圆柱紧定钉定位，由于塑料支架孔与金属管道上的紧定钉之间的定位配合较大，流体流动的脉动现象对塑料支架产生振动现象，导致了测量系统的不稳定。

（3）塑料支架内部还安装了用于均匀流速的增速管、增速管也采用用塑料材料、长时间运行产生结垢等问题、造成流体流经增所管产生的阻力较大，从而影响流速的稳定，造成了超声测量流不准确、从而影响测量。

（4）如要进行部件更换，需要从金属管道中取出塑料支架，再更换塑料支架上的增速管或者反射片等部件，给维修和保养带来不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用超声波进行流量测定的装置，旨在解决塑料支架变形、塑料和金属的定位配合较大、反射面的位置精度不高等原因造成的测量精度不稳定，解决流体脉动时产生振动，降低增速管进出口的压降、稳定需要增速管内的稳定流体阻力损失，提高流体计量的可靠性。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现：

一种利用超声波进行流量测定的装置，包括超声波反射段、增速管和超声波换能器，其中：

所述超声波换能器设置在增速管管壁的孔中，当所述增速管与超声波反射段进行斜截面接触并定位后，所述超声波换能器的中心与设置在超声波反射段上的反射片中心相对应；

所述超声波反射段与增速管采用斜截面接触式整体配合结构，具体来说，增速管的两端设置成倾斜角为45°的斜面，超声波反射段一端设置成倾斜角为45°的斜面，以使其能够与增速管两端的斜面相接触和定位，可选择整体的圆柱管然后按照倾斜角45°进行切割形成超声波反射段和增速管；在所述超声波反射段的斜面上设置有超声波反射片，具体来说可采用焊接（点焊）或者冲压方式设置在斜面上。

所述增速管外壁的中央上设置有定位锥孔，用于通过螺钉或者螺栓与外部管道进行固定；然后将两侧超声波反射段与增速管两侧紧密接触后，并通过固定装置（如螺母）固定在外部管道中；为进一步实现较好地密封和测量，可选择在增速管的外壁上设置凹槽，用于设置密封圈。

所述增速管、超声波反射段可选用不宜产生结垢的金属材料，例如金属铜、或者不锈钢材料制作，为进一步防垢的产生，可进一步在换能器端面、超声波反射片的反射面平面、增速管内表面可采用涂料进行涂层，利用涂料的自清洁功能可提高涂料油漆的耐沾污性和自清洁性能防止表面的结垢、均匀流体在增速管内流动，降低阻力，例如纳米二氧化钛涂料、钛纳米聚合物涂料、氟碳漆涂料等进行表面涂层处理。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下优点：

（1）增速管和外部管道采用的定位为圆锥孔定位，这样可以确保与两端反射段结合采用圆柱斜截面与管段轴线称45°夹角，确保管段轴线与该截面中心焦点与换能器中心相交，并垂直。

（2）超声波反射段，与增速管结合采用圆柱斜截面形式，两个表面在安装时接触并定位，这种定位方式简单有效，由于定位采用的面接触，提高了定位的稳定性，流体流的震动影响大大减弱。