[实用新型]一种具有导流十字架的超声波热量表用流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波热量表用流量传感器的改进，具体地说是一种具有导流十字架的超声波热量表用流量传感器，利用导流十字架和变径的管腔，以确保流量稳定，提供给计算器更准确、更稳定的信号，提高流量计量的精度。

背景技术

随着电子技术及传感器技术的发展，超声波流量传感器由于其量程宽、无压损、无接触式计量等优点，在供热改造和节能计量领域得到广泛应用。目前使用的超声波热量表用流量传感器，由管体和超声波换能器构成，管体内设有管腔，两个超声波换能器分别设在管腔的两端，两个超声波换能器的中心轴线重合，在管体的出水端处设有温度传感器，管腔的断面为矩形和弧形相结合，其中，超声波换能器的作用是将计算器的电能转变为机械能，机械纵波经过水介质传播后，引起另一个超声波换能器振动，并将振动机械能转化为电能再由计算器接收处理，同样，发送超声信号的超声波换能器在下一时刻也作为接收方，在这一过程中，水流速度的不同会影响机械纵波在两个超声波换能器之间的传播时间，温度变化微小的条件下，当水静止时，理论上两个传播时间是相等的，否则有时间差，该时间差随着水流速度的增大而增大，两者的数学模型为单调递增函数，一个时间差对应一个水流速度；温度改变时，可看作是斜率改变的递增函数。目前热量表行业里大多数设计方案都是采用这种时间差测量方法来计算水流速度。该方法存在一个弊端，因为任何具有计量和量测功能的计算器都有分辨率的限制。当水流速度比较小时，流量传感器测量的时间差较小，在分辨率的影响下，该时间差的波动性较大，会导致计量的稳定性差，波动较大，精度受到很大的影响，无法保证性能指标。同时流体变化复杂，不是稳定状态，流速的变化呈多样性，使得计量的准确度增加难度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种即使在水流速度小的情况下，测量出的传播时间差也不受计算器分辨率低的影响，以保证计量精度和稳定性的具有导流十字架的超声波热量表用流量传感器，以解决流体不稳定，小流量的传播时间差小所带来波动大的问题。

为了到达以上目的，本实用新型所采用的技术方案：该一种具有导流十字架的超声波热量表用流量传感器，包括管体、进水端超声波换能器和出水端超声波换能器，所述管体的前后侧壁上分别设有进水端换能器安装孔和出水端换能器安装孔，进水端超声波换能器固定设置在进水端换能器安装孔内，出水端超声波换能器固定设置在出水端换能器安装孔内，管体的中部设有轴向设置的管腔，进水端超声波换能器和出水端超声波换能器的中心轴线重合，其特征在于：所述管腔由进水流腔、中部流腔和出水流腔构成，进水端超声波换能器和出水端超声波换能器的前端面位于中部流腔内，进水流腔与出水流腔对称设置，所述进水流腔内设有导流十字架；所述进水流腔的中心轴线处的水平截面为矩形，其宽度与中部流腔的中心轴线处的水平截面的宽度相等；进水流腔的中心轴线处的垂直截面为梯形，其前端宽度与中部流腔的中心轴线处的垂直截面的宽度相等，其后端宽度与中部流腔的中心轴线处的水平截面的宽度相等；进水端超声波换能器和出水端超声波换能器的中心轴线与中部流腔的中心轴线相交；进水端超声波换能器前端面与中部流腔的相应一侧的最外侧面相切，同样，出水端超声波换能器前端面与中部流腔的相应一侧的最外侧面相切。

所述管体的后端前侧壁上设有温度传感器安装孔，温度传感器固定设置在温度传感器安装孔内，温度传感器的前端插入出水流腔内。

本实用新型的有益效果在于：与目前使用的超声波热量表用流量传感器相比，本实用新型可以使水流流体稳定，水流速度较低和计算器的分辨率较低的情况下仍可以保证超声波传播时间差的稳定性，保证了计量精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视示意图。

图2为本实用新型的结构左视示意图。

图3为本实用新型沿图1A-A的结构剖视示意图。

图4为本实用新型沿图2B-B的结构剖视示意图。

图5为本实用新型的导流十字架的前视放大示意图。

图6为本实用新型的导流十字架的俯视放大示意图。

图7为本实用新型的导流十字架的右视放大示意图。

图中：1、管体；2、进水端换能器安装孔；3、出水端换能器安装孔；4、温度传感器安装孔；5、温度传感器；6、进水端超声波换能器；7、出水端超声波换能器；8、导流十字架；9、进水流腔；10、中部流腔；11、出水流腔。

具体实施方式