[发明专利]具有消涡叶片结构的新型超声波流量测量仪表

说明书

本发明提供了一种具有消涡叶片结构的新型超声波流量测量仪表，涉及超声波计量仪表领域，包括水表基表、采集器、流量和水费计算仪、设置装置、预警系统，所述水表基表包括过流通道、壳体，所述过流通道的超声波传播段内安装有消涡叶片，所述消涡叶片沿过流通道的轴线设置，所述消涡叶片的高度h小于过流通道管道内径D的一半。本发明在超声波流量检测仪表的基表声道内引入消涡叶片结构，对流道进行优化设计，打碎超声波流量检测仪表前各类管道元件或反射装置引入的大尺度漩涡，以改善超声波流量检测仪表测量不确定度，提高测量稳定性。

技术领域

本发明提供了一种具有消涡叶片结构的新型超声波流量测量仪表，涉及计量仪表技术领域，特别是一种用于各种应用超声波原理进行流量测量仪表。

背景技术

目前超声波流量测量仪表多用于水和气体介质的流量测量，如威海天罡、唐山惠中等企业的产品均采用超声波流量测量管段作为流量检测基表。由于超声波流量测量仪表测量量程宽、计量精度高、无运动部件、具备良好的高温适应性，在各个领域应用广泛。

超声波流量测量仪表多是采集声波传播路径上顺流和逆流的时间差实现声道上的线平均速度的测量，进而通过K系数（即线面速度比）将线平均速度转化成面平均速度，以实现流量的测量。由于仅对超声波传播路径上的线平均速度采样，故无法全面反映声道各个点上流动情况，故检测精度易受到大尺度漩涡的影响。湍流由不同的尺度涡构成，其能量主要包含在大尺度涡中，但是大尺度的随机涡难以在有限空间和时间尺度内通过平均化处理消除，会对流动测量的稳定性产生影响。

实际管路中难免安装一些会对流动产生影响的局部件，这些影响往往引入大尺度漩涡，造成流动测量的不稳定。比如弯管、双直角弯管、T字型转接头、管内突起或凹陷、换能器安装位置处的截面变化、阀门等。此外，当超声波热量表的管径小于50 mm，通常采用U型反射方式延长声程以保证测量精度，U型反射超声热量表的反射装置使得过流截面发生变化，从而造成被测流体流动特性复杂化，产生不同尺度的湍流漩涡。上述因素都将对超声波流量测量仪表量的测量精度和稳定性产生影响。因此无论超声波热量表表前安装误差和表内反射柱都可能引起大尺度漩涡影响超声波热量表的测量稳定性。

故通过结构优化设计有效降低大尺度漩涡引入的误差十分有必要，一方面，可以提高测量稳定性，增加测量精度；另一方面，可以减少超声波热量表的表前直管段长度，提高安装适用性。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种具有消涡叶片结构的新型超声波流量测量仪表，在过流通道内设置多个消涡叶片，用以打碎大尺度漩涡，改善超声波流量测量的不确定度，实现准确、可靠的流量计量。

本发明的技术方案如下：一种具有消涡叶片结构的新型超声波流量测量仪表，包括水表基表、采集器、流量和水费计算仪、设置装置、预警系统，所述水表基表包括过流通道、壳体，所述过流通道的超声波传播段内安装有消涡叶片，所述消涡叶片沿过流通道的轴线设置，所述消涡叶片的高度h小于过流通道管道内径D的一半。

本发明技术方案还包括：所述消涡叶片为梯形结构，所述梯形结构的长边与过流通道的内壁连接。

本发明技术方案还包括：所述消涡叶片垂直于过流通道内壁安装，所述梯形结构的所属平面通过过流通道的轴心。

本发明技术方案还包括：所述梯形结构为等腰梯形。

本发明技术方案还包括：所述梯形结构的长边长度为l，所述梯形的短边长度为l-2h。

本发明技术方案还包括：所述消涡叶片的数量为N个，N≥1。

本发明技术方案还包括：所述消涡叶片在过流通道内沿周向排列。