CN114459550A - 一种新型超声波燃气表及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型超声波燃气表及使用方法，包括表壳，在所述表壳上连接有进气口和出气口，在所述表壳内，还设有纵向设置的流道，所述流道上端连接出气口，下端连接喇叭口，并且喇叭口开口处位于表壳底面上方；在流道上、背离所述进气口的一侧，设有超声波换能器，在流道内还设有整流片；在表壳内壁上，设有遮流板。其优点是：1、气表流道竖直组装，与气表出气口直接连接，并且喇叭口与进气口距离较远，腔体能充分发挥对上游燃气的缓冲作用。2、流道测量段纵向设置，使气体经过超声波测量前获得充分的整流，提高测量精度。3、缓冲腔内安装遮流板，减小缓冲腔内的大尺度涡旋，使得燃气平稳地向下流动。

Description

一种新型超声波燃气表及使用方法

技术领域

本发明涉及燃气表领域，特别是一种新型超声波燃气表及使用方法。

背景技术

超声波燃气表国家标准，对燃气表管接头中心距及计量精度有着明确要求，因此在规定的中心距范围内，传统燃气表流道大多横向摆放，受燃气表管接头中心距的约束，其测量通道长度较短，因此声程较短，从而导致测量误差较大。横向摆放的流道与竖直方向的出气口要求采用弯头进行连接，而弯头又会对测量段的流体产生扰动。再者，传统气表流道喇叭口与气表进气口距离较短，进气口对喇叭口的扰动较为明显。

专利文献CN103210287B，公开了一种超声波流量计量装置，包括:流路；分隔板,其从开口部***，将流路分隔成多条；超声波透射体；多个超声波收发器，其与底板部相对地设置，以使自一个超声波收发器发出并透过上述超声波透射体的超声波在底板部反射，而后被另一个超声波收发器接收；计量电路部,其用于计量多个超声波收发器之间的超声波传播时间；运算电路部,其根据来自计量电路部的信号求得被测量流体的流量。该计量装置流道横向摆放，其测量通道长度较短，测量精度较低。

专利文献CN207963974U，公开了一种电子计量仪表流量计量装置，包括底座支架、安装于底座支架上的一对超声波换能器，所述的一对超声波换能器安装于底座支架的同一侧面上，所述的一对超声波换能器包含一个信号发射器和一个信号接收器，所述信号发射器发射的信号经“V”型路线反射至信号接收器，所述的一对超声波换能器由一个一体化

结构的换能器盖固定在底座支架上。本实用新型采用一体结构的一个换能器盖将一对超声

波换能器固定在底座支架上，保证了安装工艺一致性，提高了生产效率，也使两个超声波换能器得到一致和稳定的固定。该计量装置中，流道也是采取横向设置，声程较短，从而导致测量误差较大。

专利文献CN113188618A，公开了一种超声波燃气表的抗干扰***，其中的燃气流道采取横向设置；专利文献CN113514115A公开了一种超声波燃气表出气口防烫破坏装置，其中的燃气流道也是采取横向设置；专利文献CN 306990655 S，公开了一种超声波燃气表流道，其中的燃气流道也是采取横向设置。

发明内容

本发明的目的在于克服以上技术缺陷，提出一种新型超声波燃气表，将测量流道竖直安装，既能充分利用气表缓冲器腔，又能省去弯头忽略拐角对测量段的扰动；同时，该新型超声波燃气表体积小、成本低、组装简便。

本发明为实现其技术目的所采取的技术方案是：一种新型超声波燃气表，包括表壳，在所述表壳上连接有进气口和出气口，所述进气口通过进气管连接在所述表壳一侧，所述出气口设置在所述表壳顶部中心处；在所述表壳内，还设有纵向设置的流道，所述流道上端连接所述出气口，下端连接喇叭口，并且所述喇叭口开口处位于所述表壳底面上方；

在所述流道上、背离所述进气口的一侧，设有超声波换能器，在所述流道内还设有整流片；在所述表壳内壁上，设有遮流板。

优选的，所述遮流板共设有四个，四个所述遮流板分别安装于表壳内壁前后两侧与左右两侧。

优选的，所述超声波换能器包括两个，倾斜设置在所述流道上，并且所述超声波换能器轴线与所述流道轴线夹角为30°—60°。

优选的，在所述进气管与所述表壳连接处还设有进气阀。

本发明的有益效果是：

1、气表流道竖直组装，与气表出气口直接连接，并且燃气由表壳上方流入，喇叭口位于下方，喇叭口与进气口距离较远，腔体能充分发挥对上游燃气的缓冲作用。

2、流道测量段纵向设置，不受燃气表进气口与出气口中心距的限制，一方面增大的测量段，使气体经过超声波测量前获得充分的整流，同时可使换能器的安装角度有较大的调整空间，增大声波传输声程，提高测量精度；另一方面纵向设置测量段与出气口直接相连，减少下游流场对测量段的影响。

3、缓冲腔内安装遮流板，减小缓冲腔内的大尺度涡旋，使得燃气平稳地向下流动。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体剖切示意图；

图3为壳体与流道部位剖切图；

图4为本发明俯视剖切图；

图5为本发明侧视剖切图；

图6为本发明各结构尺寸符号示意图；

图7为本发明速度分布云图；

图8为本发明流线图；

图9为流道内燃气流动矢量图；

图10为 流道测量段速度分布等值线图。

图中标记为：1、表壳；2、进气口；3、出气口；4、进气管；5、流道；6、喇叭口；

7、超声波换能器；8、整流片；9、遮流板；10、进气阀。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明做进一步说明。

实施例一

如图1-5所示：一种新型超声波燃气表，包括表壳1，在所述表壳1上连接有进气口2和出气口3，所述进气口2通过进气管4连接在所述表壳1一侧，所述出气口3设置在所述表壳1顶部中心处；在所述表壳1内，还设有纵向设置的流道5，所述流道5上端连接所述出气口3，下端连接喇叭口6，并且所述喇叭口6开口处位于所述表壳1底面上方；

在所述流道5上、背离所述进气口2的一侧，设有超声波换能器7，在所述流道5内还设有整流片8；在所述表壳1内壁上，设有遮流板9。

所述遮流板9共设有四个，四个所述遮流板9分别安装于表壳1内壁前后两侧与左右两侧。

所述超声波换能器7包括两个，倾斜设置在所述流道5上，并且所述超声波换能器7轴线与所述流道5轴线夹角为30°—60°。

在所述进气管4与所述表壳1连接处还设有进气阀10。

如图6所示：燃气表中结构尺寸满足以下公式要求：

H=3D—5D，

W≈8D，

α=30°—60°，

r≤D，

l≤L-D，

d≥D，

δ≤0.5D；

其中H为燃气表宽度，D为出气口直径，W为燃气表高度，α为超声波换能器轴线与流道轴线夹角，r为喇叭口处倒角半径，l为遮流板高度， L为流道长度，d为喇叭口端面与燃气表底壁的距离，δ为遮流板宽度。

如图7-10所示，新型超声波燃气表，其使用方法包括以下步骤：

1）燃气经过进气阀，由进气口进入表壳，表壳与流道、遮流板之间围成缓冲腔；

2）燃气流动过程中产生的横向涡旋，经表壳内设置的遮流板削弱，使得燃气平稳地向下流动；

3）燃气流到表壳下方，由喇叭口进入测量流道，减小涡旋的带入；喇叭口与进气口距离较远，表壳对燃气的缓冲作用较为明显，如图7、图8等压线图所示。

4）燃气进入流道后，经过整流片的整流，获得稳定的流态，

5）流道测量段纵向设置，燃气经过换能器的测量，获得较大的飞行时间差；

6）流道经过变径连接到出气口，燃气通过出气口从燃气表排出。

本发明的超声波气表能有效提升产品的一致性，燃气表入口与流道入口相距较远，能够使缓冲腔起到更加充分的缓冲作用，较大的声程能够使流道加载更加准确的流场信息。表体结构组装简单、体积小、成本低。

Claims (6)

1.一种新型超声波燃气表，包括表壳，在所述表壳上连接有进气口和出气口，其特征在于：所述进气口通过进气管连接在所述表壳一侧，所述出气口设置在所述表壳顶部中心处；在所述表壳内，还设有纵向设置的流道，所述流道上端连接所述出气口，下端连接喇叭口，并且所述喇叭口开口处位于所述表壳底面上方；

在所述流道上、背离所述进气口的一侧，设有超声波换能器，在所述流道内还设有整流片；在所述表壳内壁上，设有遮流板。

2.根据权利要求1所述的新型超声波燃气表，其特征在于：所述遮流板共设有四个，四个所述遮流板分别安装于表壳内壁前后两侧与左右两侧。

3.根据权利要求1所述的新型超声波燃气表，其特征在于：所述超声波换能器包括两个，倾斜设置在所述流道上，并且所述超声波换能器轴线与所述流道轴线夹角为30°—60°。

4.根据权利要求1所述的新型超声波燃气表，其特征在于：在所述进气管与所述表壳连接处还设有进气阀。

5.根据权利要求1所述的新型超声波燃气表，其特征在于：燃气表中结构尺寸满足以下公式要求：

H=3D—5D，

W≈8D，

α=30°—60°，

r≤D，

l≤L-D，

d≥D，

δ≤0.5D；

其中H为燃气表宽度，D为出气口直径，W为燃气表高度，α为超声波换能器轴线与流道轴线夹角，r为喇叭口处倒角半径，l为遮流板高度， L为流道长度，d为喇叭口端面与燃气表底壁的距离，δ为遮流板宽度。

6.根据权利要求1所述的新型超声波燃气表，其使用方法包括以下步骤：

1）燃气经过进气阀，由进气口进入表壳，表壳与流道、遮流板之间围成缓冲腔；

2）燃气流动过程中产生的横向涡旋，经表壳内设置的遮流板削弱，使得燃气平稳地向下流动；

3）燃气流到表壳下部，由喇叭口进入测量流道，减小涡旋的带入；

4）燃气进入流道后，经过整流片的整流，获得稳定的流态；

5）流道测量段纵向设置，燃气经过换能器的测量，获得飞行时间差；

6）流道经过变径连接到出气口，燃气通过出气口从燃气表排出。

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