CN206321282U - 一种平行八声道超声波流量计传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平行八声道超声波流量计传感器，包括水平布置的管道，管道的轴线方向的两端设有相互对称的第一换能器安装座和第二换能器安装座，第一换能器安装座和第二换能器安装座上均设有八个安装孔，安装孔均与管道的内腔连通，第一换能器安装座上的八个安装孔与第二换能器安装座上的八个安装孔两两相对设置，相对设置的两个安装孔的轴心线位于同一直线构成一个直通式声道，八个直通式声道两两位于同一水平面，构成四个相互平行的水平面，安装孔内设有超声波换能器。本实用新型通过在流体的四个水平面上各布设互相交叉的两对换能器，可精确地测量流体在四个不同水平面上超声波沿水流顺向及逆向传播的时差，提高了流体流量测量的精确度。

Description

一种平行八声道超声波流量计传感器

技术领域

本实用新型涉及一种流量计传感器，尤其涉及一种平行八声道超声波流量计传感器。

背景技术

超声波流量计(简称USF)是利用超声波在流体中的传播特性来测量流量的计量仪表。与传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比，它的计量精度高，对管径的适应性强、非接触流体、使用方便、易于数字化管理等，在电力、石油、化工特别是供水***中被广泛采用。

超声波流量计由流量计表体、超声波换能器及其安装部件、信号处理单元和流量计算机组成，超声波换能器采用铸铁酸铅等压电元件制作，利用压电效应发射和接收声波，通过检测流体对超声束(或超声脉冲)的影响来测量流体体积流量。

声道是换能器声波所通过的路径，超声波在路径上与被测气体接触，其声速受到流速作用，使其正、反向接收到的时间产生差异，这就是速差法的基本原理。声道使得超声波可在流体中进行采样，因此采样面的多少，取决于声道的长短和分布，同样也决定了流场标定因子的取值。声道的长短是由换能器的信号以及转换器中发射、接收信号的能力和计时精度决定的，它的数量多少和各种组合形式是由仪器所要求的准确度等级、现场管道中的稳流器的位置、前后直管段的长度以及用户对仪器可靠性的要求来决定的。

传统的超声波流量计一般都是直射式单声道或者双声道，测量准确度低，实际测量的可靠性低，以及在一个声道出故障时对准确度的影响大等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，抗干扰能力强，即使在存在不对称等干扰的情况下也可以实现高精度的测量的平行八声道超声波流量计传感器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种平行八声道超声波流量计传感器，包括水平布置的管道，所述管道的轴线方向的两端分别设有相互对称的第一换能器安装座和第二换能器安装座，所述第一换能器安装座和所述第二换能器安装座上均设有八个安装孔，所述安装孔均与所述管道的内腔连通，所述第一换能器安装座上的八个所述安装孔与所述第二换能器安装座上的八个所述安装孔两两相对设置，相对设置的两个所述安装孔的轴心线位于同一直线构成一个直通式声道，一共构成八个直通式声道，八个所述直通式声道两两位于同一水平面，构成四个相互平行的水平面，所述安装孔内均设有超声波换能器，所述管道的两端均设有法兰。

本实用新型的有益效果是：抗干扰能力强，各水平面上的换能器声道相互交叉，使得管道内流体的流量测量在很大程度上不受流体流型的影响，即使在存在不对称等干扰的情况下也可以实现高精度的测量；冗余性，如果其中任何一个或两个换能器失效，超声波流量计仍然不会失去计量能力；压力损失低，各个换能器被稳固的安装在传感器壳体内部，未深入到管道中，不会造成管道内流体的压力损失，同时还不会影响到流体状态；实现双向测量，可以在顺流和逆流两个方向上进行测量；通过在流体的四个水平面上各布设互相交叉的两对换能器，可精确地测量流体在四个不同水平面上超声波沿水流顺向及逆向传播的时差，可以极大地提高了流体流量测量的精确度，甚至在不对称、涡流的情况下也可以保证对流速的最佳测量。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，位于同一水平面的两个直通式声道的轴心线相互垂直设置，且每个直通式声道的轴心线与所述管道的轴心线的夹角为45°。

采用上述进一步方案的有益效果是：直通式声道的轴心线与管道的轴心线的夹角均为45°，测量效果好，准确度高，既能满足各部件的设计、安装，又能使声道数的总长度越长，流量测量的误差越小，大大提高了超声流量计测量准确度等级。

进一步，所述第一换能器安装座的横截面以及所述第二换能器安装座的横截面均为正方形。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一换能器安装座的横截面和第二换能器安装座的横截面均采用方形结构，在第一换能器安装座和第二换能器安装座的两竖直面上设置所述安装孔，方便实现八个直通式声道两个位于同一平面。

进一步，所述第一换能器安装座上和所述第二换能器安装座上均设有两个安装孔设置面，四个所述安装孔设置面分别设在所述第一换能器安装座远离所述管道的两竖直边上以及第二换能器安装座远离所述管道的两竖直边上，每个所述安装孔设置面上均设有四个所述安装孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：安装孔设置面的设置方便在制造过程中对安装孔的位置进行预定，方便制造。

进一步，相邻的两个所述安装孔设置面之间的夹角为90度。

进一步，所述管道、所述第一换能器安装座和所述第二换能器安装座为一体化设置的方形体结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：管道、第一换能器安装座和第二换能器安装座，方便管道以及第一换能器安装座和第二换能器安装座的制造。

进一步，所述安装孔远离所述管道的一端的端面与所述安装孔的轴心线垂直。

采用上述进一步方案的有益效果是：安装孔远离所述管道的一端的端面与安装孔的轴心线垂直，在制造的过程中，只需要采取垂直于该端面钻孔即可加工出符合要求的安装孔，简化了制造过程，提高了制造的精度。

进一步，所述管道与所述法兰之间设有连通所述管道和所述法兰的衬管。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过衬管将管道与法兰进行连接，方便了管道与法兰的连接。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型管道、第一换能器安装座和第二换能器安装座安装后的俯视图；

图3为本实用新型的左视图；

图4为图3中的A-A面剖视图；

图5为图3中的B-B面剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、管道，2、第一换能器安装座，3、第二换能器安装座，4、安装孔，5、直通式声道，6、法兰，7、安装孔设置面，8、衬管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图4、图5所示，在本实用新型的一种实施例中，包括水平布置的管道1，所述管道1的轴线方向的两端分别设有相互对称的第一换能器安装座2和第二换能器安装座3，所述第一换能器安装座2和所述第二换能器安装座3上均设有八个安装孔4，所述安装孔4均与所述管道1的内腔连通，所述第一换能器安装座2上的八个所述安装孔4与所述第二换能器安装座3上的八个所述安装孔4两两相对设置，相对设置的两个所述安装孔4的轴心线位于同一直线构成一个直通式声道5，一共构成八个直通式声道5，八个所述直通式声道5两两位于同一水平面，构成四个相互平行的水平面，所述安装孔4内均设有超声波换能器。

如图2所示，在实施例中，所述管道1、所述第一换能器安装座2以及第二换能器安装座3采用一体化的方形体结构，其水平截面为正方形。如图3所示，所述第一换能器安装座2上和所述第二换能器安装座3上均设有两个安装孔设置面7，四个所述安装孔设置面7分别设在所述第一换能器安装座2远离所述管道1的两竖直边上以及第二换能器安装座3远离所述管道1的两竖直边上，在制造的过程中，可采用在第一换能器安装座2远离所述管道1的一端的两竖直边上以及第二换能器安装座3远离所述管道1的一端的两竖直边上进行倒直角形成安装孔设置面7，相邻的两个所述安装孔设置面7之间的夹角为90度，每个所述安装孔设置面7上均设有四个所述安装孔4，所述第一换能器安装座2上的安装孔4和第二换能器安装座3的安装孔4对称设置，且第一换能器安装座2上的两个安装孔4和第二换能器安装座3上的两个安装孔4对应设置在同一平面上，一共构成四个水平面，每个水平面上均对应有两个第一换能器安装座2上的安装孔4和两个第二换能器安装座3的安装孔4。

所述管道1与所述法兰6之间通过衬管8进行连通，衬管8的一端与插在所述管道1的内壁过盈配合固定，所述法兰6与所述衬管8的另一端的内壁过盈配合进行固定。

本实用新型抗干扰能力强，各水平面上的换能器声道相互交叉，使得管道1内流体的流量测量在很大程度上不受流体流型的影响，即使在存在不对称等干扰的情况下也可以实现高精度的测量；冗余性，如果其中任何一个或两个换能器失效，超声波流量计仍然不会失去计量能力；压力损失低，各个换能器被稳固的安装在传感器壳体内部，未深入到管道1中，不会造成管道1内流体的压力损失，同时还不会影响到流体状态；实现双向测量，可以在顺流和逆流两个方向上进行测量；通过在流体的四个水平面上各布设互相交叉的两对换能器，可精确地测量流体在四个不同水平面上超声波沿水流顺向及逆向传播的时差，可以极大地提高了流体流量测量的精确度，甚至在不对称、涡流的情况下也可以保证对流速的最佳测量。

直通式声道5的轴心线与管道1的轴心线的夹角均为45°，测量效果好，准确度高，既能满足各部件的设计、安装，又能使声道数的总长度越长，流量测量的误差越小，大大提高了超声流量计测量准确度等级。第一换能器安装座2的横截面和第二换能器安装座3的横截面均采用方形结构，在第一换能器安装座2和第二换能器安装座3的两竖直面上设置所述安装孔4，方便实现八个直通式声道5两个位于同一平面。安装孔4远离所述管道1的一端的端面与安装孔4的轴心线垂直，在制造的过程中，只需要采取垂直于该端面钻孔即可加工出符合要求的安装孔4，简化了制造过程，提高了制造的精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，包括水平布置的管道(1)，所述管道(1)的轴线方向的两端分别设有相互对称的第一换能器安装座(2)和第二换能器安装座(3)，所述第一换能器安装座(2)和所述第二换能器安装座(3)上均设有八个安装孔(4)，所述安装孔(4)均与所述管道(1)的内腔连通，所述第一换能器安装座(2)上的八个所述安装孔(4)与所述第二换能器安装座(3)上的八个所述安装孔(4)两两相对设置，相对设置的两个所述安装孔(4)的轴心线位于同一直线构成一个直通式声道(5)，一共构成八个直通式声道(5)，八个所述直通式声道(5)两两位于同一水平面，构成四个相互平行的水平面，所述安装孔(4)内均设有超声波换能器，所述管道(1)的两端均设有法兰(6)。

2.根据权利要求1所述的一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，位于同一水平面的两个直通式声道(5)的轴心线相互垂直设置，且每个直通式声道(5)的轴心线与所述管道(1)的轴心线的夹角为45°。

3.根据权利要求2所述的一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，所述第一换能器安装座(2)的横截面以及所述第二换能器安装座(3)的横截面均为正方形。

4.根据权利要求3所述的一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，所述第一换能器安装座(2)上和所述第二换能器安装座(3)上均设有两个安装孔设置面(7)，四个所述安装孔设置面(7)分别设在所述第一换能器安装座(2)远离所述管道(1)的两竖直边上以及第二换能器安装座(3)远离所述管道(1)的两竖直边上，每个所述安装孔设置面(7)上均设有四个所述安装孔(4)。

5.根据权利要求3或4所述的一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，所述管道(1)、所述第一换能器安装座(2)和所述第二换能器安装座(3)为一体化设置的方形体结构。

6.根据权利要求1至4任一项所述的一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，所述安装孔(4)远离所述管道(1)的一端的端面与所述安装孔(4)的轴心线垂直。

7.根据权利要求1至4任一项所述的一种平行八声道超声波流量计传感器，其特征在于，所述管道(1)与所述法兰(6)之间设有连通所述管道(1)和所述法兰(6)的衬管(8)。