CN107490411A - 一种用于超声流量计的超声波测量管段结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，包括测量管和两个换能器，两个换能器对称安装在测量管上端两侧所制的安装座内，在两个安装座下方的测量管内壁上均嵌装一反射圆柱；其技术特点在于：在进口侧的反射圆柱上固装有整流机构，所述整流机构由一体制出的圆柱套筒和整流片构成，该圆柱套筒套装在反射圆柱上，所述整流片轴向设置在圆柱套筒正后方处的测量管内壁上。本发明可有效抑制尾迹中涡街脱落的形成，从而实现流场的稳定，降低压力损失，另外还可以降低声噪的产生。

Description

一种用于超声流量计的超声波测量管段结构
技术领域
发明属于超声流量计技术领域，涉及超声测量管段结构，尤其是一种用于超声流量计的超声波测量管段结构。
背景技术
目前，超声波测量管段广泛地应用在超声流量计中。现有的利用超声波测量管段结构，包括测量管、换能器和反射圆柱；换能器嵌装在测量管上端，利用超声波测量两个反射柱之间的流量。
由于现有的利用超声波测量管段流量时，由于无法抑制反射圆柱尾迹中涡街的形成，圆柱扰流现象致使流场不稳定，检测精度降低。另外，物体两侧交替的漩涡脱落会引起流体阻力增加，而且可以引发振动，产生噪声等不良后果，影响正常的信号采集，从而影响计量精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够有效抑制尾迹中涡街的形成且流场稳定、噪声小、检测精度高的用于超声流量计的超声波测量管段结构。
发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，包括测量管和两个换能器，两个换能器对称安装在测量管上端两侧所制的安装座内，在两个安装座下方的测量管内壁上均嵌装一反射圆柱；其特征在于：在进口侧的反射圆柱上固装有整流机构，所述整流机构由一体制出的圆柱套筒和整流片构成，该圆柱套筒套装在反射圆柱上，所述整流片轴向设置在圆柱套筒正后方处的测量管内壁上。
而且，所述圆柱套筒与反射圆柱的安装方式为：在反射圆柱外表面沿轴向对称制有两个导槽，在圆柱套筒内壁上的对应位置制有两个限位柱，圆柱套筒上的两个限位柱嵌装在反射圆柱上的两个导槽内。
而且，所述反射圆柱的直径为Φ8mm-Φ15mm，所述整流片沿测量管轴向长度为6mm-20mm。
而且，所述整流片下端嵌装在测量管内壁所制的凹槽内。
发明的优点和积极效果是：
1、本发明通过在反射圆柱上加装整流机构，实验表明，可有效抑制尾迹中涡街脱落的形成；该整流机构由一体制出的圆柱套筒和整流片构成，所述圆柱套筒可套装在反射圆柱上，所述整流片轴向设置在圆柱套筒正后方处的测量管内壁上，该整流片的轴向长度为6mm-20mm，该整流片可有效抑制尾迹中涡街脱落的形成，从而实现流场的稳定，降低压力损失。另外还可以降低声噪的产生。
2、本发明在反射圆柱外表面沿轴向制有左右两侧对称的两个导槽，在圆柱套筒内壁上的对应位置制有两个限位柱；圆柱套筒和整流片通过反射圆柱上的两个导槽实现圆周方向的限位，通过限位柱实现反射圆柱轴向定位。此安装方式定位可靠且具有唯一性，可以保障生产产品的一致性。
3、本发明主要用于DN15-DN50(DN15/DN20/DN25/DN32/DN40/DN50)超声立柱式测量管段，既保留一般立柱(反射圆柱)式超声测量管段的功能，又能实现抑制圆柱绕流涡街的形成，提高监测精度，本发明制造成本低且可靠用。
4、本发明的整流片下端嵌装在测量管内壁所制的凹槽内，提高了整流片在高流速检测时的稳定性，在保证检测精度的同时，延长了整流机构的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是本发明的反射圆柱的结构示意图；
图4是图3的剖视图；
图5是本发明的整流机构的结构示意图；
图6是图5的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对发明实施例作进一步详述：
一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，如图1至图6所示，包括测量管1和两个换能器(未在图中标出)，两个换能器对称安装在测量管上端两侧所制的安装座2内，在两个安装座下方的测量管内壁上均嵌装一反射圆柱5；其特征在于：在进口侧的反射圆柱上固装有整流机构3，所述整流机构由一体制出的圆柱套筒3-1和整流片3-2构成，该圆柱套筒套装在反射圆柱上，所述整流片轴向设置在圆柱套筒正后方处的测量管内壁上。
在本实施例中，所述圆柱套筒与反射圆柱的安装方式为：在反射圆柱外表面沿轴向对称制有两个导槽5-1，在圆柱套筒内壁上的对应位置制有两个限位柱3-1-1，圆柱套筒上的两个限位柱嵌装在反射圆柱上的两个导槽内。
在本实施例中，所述反射圆柱的直径为Φ8mm-Φ15mm，所述整流片沿测量管轴向长度为6mm-20mm。
其中，当反射圆柱的直径为Φ10mm，所述整流片沿测量管轴向长度为12mm时，可适用于DN20的超声立柱式测量管段。
在本实施例中，所述整流片下端嵌装在测量管内壁所制的凹槽4内。
本发明的工作原理为：
1、由于流体随着雷诺数的增加，粘性不可压缩流体绕反射圆柱的流动会呈现各种不同的流动状态，在小雷诺数时，流动是定常的，随着雷诺数的增加，反射圆柱后会出现一对尾涡。当雷诺数较大时，尾流首先失稳，出现周期性的振荡。而后附着涡交替脱落，泻入尾流形成卡门涡街，随着雷诺数的增加，流动变得越来越复杂，最后发展为湍流。采用本发明可有效抑制尾迹中涡街的形成，从而实现流场的稳定，有利于提高流量的检测精度。
2、作为普通立柱(反射圆柱)式超声流量测量管段降低压力损失的手段一般采用扩大计量测量管直径的方式来实现。流通管段直径D↑,水流速度V↓,小流量检测难度↑，最小流量点↑，压力损失↓；流通管段直径D↓,水流速度V↑,小流量检测难度↓，最小流量点↓，压力损失↑；在设计这类管段时，压力损失与最小流量点是一对相互对立的矛盾，需要综合考虑，实现平衡。反射圆柱后交替产生周期性的涡，也导致压力出现周期性的变化，增加了流动阻力。本发明通过在反射反射圆柱本体上加装整流机构，能有效抑制涡街的形成，不仅实现流场的稳定，也实现反射圆柱后端压力的稳定，在不改变流通测量管直径前提下，减低测量管的压力损失。也可以在保证压损不变的情况下，适当减小流通测量管直径，增加水流速度，实现最小流量点减低，实现计量表具在很小的流量下仍然可以准确计量。
3、反射圆柱后交替产生周期性的涡，不仅产生压力的周期性变化，也会产生周期性声噪。在超声流量检测中容易形成干扰声源，影响正常的信号采集，从而影响计量精度。
需要强调的是，发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，包括测量管和两个换能器，两个换能器对称安装在测量管上端两侧所制的安装座内，在两个安装座下方的测量管内壁上均嵌装一反射圆柱；其特征在于：在进口侧的反射圆柱上固装有整流机构，所述整流机构由一体制出的圆柱套筒和整流片构成，该圆柱套筒套装在反射圆柱上，所述整流片轴向设置在圆柱套筒正后方处的测量管内壁上。
2.根据权利要求1所述的一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，其特征在于：所述圆柱套筒与反射圆柱的安装方式为：在反射圆柱外表面沿轴向对称制有两个导槽，在圆柱套筒内壁上的对应位置制有两个限位柱，圆柱套筒上的两个限位柱嵌装在反射圆柱上的两个导槽内。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，其特征在于：所述反射圆柱的直径为Φ8mm-Φ15mm，所述整流片沿测量管轴向长度为6mm-20mm。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于超声流量计的超声波测量管段结构，其特征在于：所述整流片下端嵌装在测量管内壁所制的凹槽内。
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