CN207132929U - 一种流量探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流量探头，设置在待测水体下，与设置在地面上的流量计配套使用，包括：壳体及灌封在壳体内的传感器电路，其中，传感器电路包括超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器、液位传感器及连接在液位传感器输出端的电流放大电路；传感器电路通过屏蔽总线与设置在地面上的流量计电连接，壳体后端设有供屏蔽总线引出的外凸孔；超声波发射传感器和超声波接收传感器设置在壳体内的前部，超声波发射传感器和超声波接收传感器位于同一水平高度。本实用新型的技术方案，为设置在地面上的流量计提供更多种类的探测信号，为提高流量计计算精准度奠定基础。

Description

一种流量探头

技术领域

本实用新型涉及流量探测设备技术领域，具体涉及一种流量探头。

背景技术

近些年，我国多个城市在每年雨季都会发生内涝事件，呈现了发生范围广、积水深度大、积水时间长的特点。内涝事件的发生，不仅给人民群众在雨天出行带来诸多不便，而且导致了个人和公共财产的巨大损失，甚至威胁了人民群众的生命安全，引起了社会各方面的广泛关注。要解决和应对城市内涝事件，一方面要靠工程措施，通过规划设计提高标准，完善城市排水防涝***，并对城市地表的不透水地表进行控制，减少源头径流产生量，增加下游受纳水体的蓄排能力；另一方面要靠管理措施，建立排水监测与预警***，为政府部门提供排水***运行的动态监测数据，为大众出行提供精细化的及时预警预报信息，以便科学有效应对不同程度的城市内涝事件。对于管道流量的长期测量和数据积累可以有效的分析城市的管网运行情况和压力，以便于更好的做出防范措施与对策。

现有技术中流量探头测量液体流量的缺点是：

1、现有流量探头只能测量满管的液体流量数据，不能测量非满管情况下的液体流量数据。

2、现有流量探头没有温度采集和补偿功能，对于温差较大的使用场合，流量数据有一定的误差。

3、现有流量探头对安装条件要求比价苛刻，并且只能测量单一方向的流量数据。

4、现有流量探头工艺制作简单，并且抗干扰能力较弱。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流量探头，为设置在地面上的流量计提供更多种类的探测信号，为提高流量计计算精准度奠定基础。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种流量探头，设置在待测水体下，与设置在地面上的流量计配套使用，包括：壳体及灌封在所述壳体内的传感器电路，其中，

所述传感器电路包括超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器、液位传感器及连接在所述液位传感器输出端的电流放大电路；所述传感器电路通过屏蔽总线与设置在地面上的流量计电连接，所述壳体后端设有供所述屏蔽总线引出的外凸孔；

所述超声波发射传感器和超声波接收传感器设置在所述壳体内的前部，所述超声波发射传感器和超声波接收传感器位于同一水平高度；所述壳体底部正对所述超声波发射传感器和超声波接收传感器位置处设置有第一灌封口，所述第一灌封口用于向所述壳体的前部灌封所述专用胶体。

优选地，所述液位传感器为压力型液位传感器，所述压力型液位传感器包括扩散硅芯体。

优选地，所述壳体底部开设有导压孔，所述壳体内正对所述导压孔位置处设置有所述液位传感器，所述液位传感器的扩散硅芯体的感应面压设在所述导压孔上。

优选地，所述导压孔与所述壳体后端之间的距离占所述壳体总长度的1/5，所述导压孔与所述壳体后端之间的距离占所述壳体总长度的3/5。

优选地，所述温度传感器设置在所述扩散硅芯体旁，用于测量待测水体的温度。

优选地，所述壳体包括相互卡合的上壳和底壳，所述底壳还通过螺丝与所述上壳固定在一起。

优选地，所述上壳为流线型长体拱形结构。

优选地，所述底壳为带有凹槽的长条形结构，所述导压孔开设在所述凹槽的底部。

优选地，所述电流放大电路集成在PCB上，集成有所述电流放大电路的PCB板设置在所述壳体内的后部；

所述底壳正对所述电流放大电路的PCB板下方设置有第二灌封口，所述第二灌封口用于向所述壳体的后部灌封专用胶体。

优选地，所述屏蔽总线内设有超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器和电流放大电路分别与地面上的流量计电连接的信号线，还设有与地面上流量计电连接的电源线。

优选地，所述壳体由ABS塑料制成。

本实用新型采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

由上述技术方案可知，本实用新型提供的这种流量探头，设置在待测水体下，与设置在地面上的流量计配套使用，因为壳体内的传感器电路包括超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器、液位传感器，所以可以利用超声波传感器(包括超声波发射传感器和超声波接收传感器，超声波探头能同时发射超声波和接收反射波，水中运动的杂质的反射波频率会有多普勒变化，频率变化转换为杂质的速度变化，从而得出水流的速度)测量待测水体的流速，利用温度传感器测量待测水体的温度，利用液位传感器测量待测水体的高度，然后通过屏蔽总线将各种传感器信号输送给地面上的流量计，设置在地面上的流量计可以根据管道模型算出过水面积，利用温度数据对流速进行温度补偿，得出温度补偿后的液体流速，最后用温度补偿后的流速乘以过水面积然后对时间积分求出待测水体的总流量。本实用新型提供的这种流量探头，附加温度传感器，可以采集液体的实际温度数据，有利于后续流量计的温度补偿，为流量数据的精准计算奠定了基础。

另外，由于本实用新型提供的这种流量探头，采用超声波传感器和液位传感器联合液体流速的方法，可以满足满管和非满管情况下的液体流速的测量。 本实用新型提供的这种流量探头，采用超声波传感器测量流速，可以测量正速度和负速度，抗干扰能力强，对安装条件要求宽松，现场安装操作简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的一种流量探头的工作原理示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的一种流量探头的上壳侧视图；

图3为本实用新型一实施例提供的一种流量探头的底壳侧视图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

参见图1、图2和图3，本实用新型一实施例提供的一种流量探头，设置在待测水体下，与设置在地面上的流量计配套使用，包括：壳体及灌封在所述壳体内的传感器电路，其中，

所述传感器电路包括超声波发射传感器1、超声波接收传感器2、温度传感器3、液位传感器4及连接在所述液位传感器4输出端的电流放大电路(附图中未示出)；所述传感器电路通过屏蔽总线5与设置在地面上的流量计电连接，所述壳体后端设有供所述屏蔽总线5引出的外凸孔6；

所述超声波发射传感器1和超声波接收传感器2设置在所述壳体内的前部， 所述超声波发射传感器1和超声波接收传感器2位于同一水平高度；所述壳体底部正对所述超声波发射传感器1和超声波接收传感器2位置处设置有第一灌封口7，所述第一灌封口7用于向所述壳体的前部灌封所述专用胶体。

可以理解的是，灌封专用胶体的作用是：防水、防止外力物体扎刺或者与空气接触氧化，缓冲外界压力及防震动。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的这种流量探头，设置在待测水体下，与设置在地面上的流量计配套使用，因为壳体内的传感器电路包括超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器、液位传感器，所以可以利用超声波传感器(包括超声波发射传感器和超声波接收传感器，超声波探头能同时发射超声波和接收反射波，水中运动的杂质的反射波频率会有多普勒变化，频率变化转换为杂质的速度变化，从而得出水流的速度)测量待测水体的流速，利用温度传感器测量待测水体的温度，利用液位传感器测量待测水体的高度，然后通过屏蔽总线将各种传感器信号输送给地面上的流量计，设置在地面上的流量计可以根据管道模型算出过水面积，利用温度数据对流速进行温度补偿，得出温度补偿后的液体流速，最后用温度补偿后的流速乘以过水面积然后对时间积分求出待测水体的总流量。本实用新型提供的这种流量探头，附加温度传感器，可以采集液体的实际温度数据，有利于后续流量计的温度补偿，为流量数据的精准计算奠定了基础。

另外，由于本实用新型提供的这种流量探头，采用超声波传感器和液位传感器联合液体流速的方法，可以满足满管和非满管情况下的液体流速的测量。本实用新型提供的这种流量探头，采用超声波传感器测量流速，可以测量正速度和负速度，抗干扰能力强，对安装条件要求宽松，现场安装操作简单。

优选地，所述液位传感器4为压力型液位传感器，所述压力型液位传感器包括扩散硅芯体。

优选地，所述壳体底部开设有导压孔8，所述壳体内正对所述导压孔8位置处设置有所述液位传感器4，所述液位传感器4的扩散硅芯体的感应面压设在所述导压孔8上。

优选地，所述导压孔8与所述壳体后端之间的距离占所述壳体总长度的1/5，所述导压孔8与所述壳体后端之间的距离占所述壳体总长度的3/5。

优选地，所述温度传感器3设置在所述扩散硅芯体旁，用于测量待测水体的温度。

优选地，所述壳体包括相互卡合的上壳10和底壳11，所述底壳11还通过螺丝9与所述上壳10固定在一起。

优选地，所述上壳10为流线型长体拱形结构。

优选地，所述底壳11为带有凹槽的长条形结构，所述导压孔8开设在所述凹槽的底部。

需要说明的是，本实用新型提供的这种流量探头需要通过一个固定钢板安装在水体下，凹槽是用于导水用，防止泥沙和固定钢板堵住导压孔，水压无法传导到液位传感器上。

优选地，所述电流放大电路集成在PCB上，集成有所述电流放大电路的PCB板设置在所述壳体内的后部；

所述底壳11正对所述电流放大电路的PCB板下方设置有第二灌封口12，所述第二灌封口12用于向所述壳体的后部灌封专用胶体。

优选地，所述屏蔽总线5内设有超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器和电流放大电路分别与地面上的流量计电连接的信号线，还设有与地面上流量计电连接的电源线。

可以理解的是，超声波流速传感器，压力传感器和温度传感器三种传感器传输线外面加总屏蔽线保护，并且传感器采用同轴线缆传输信号。抗干扰能力强。

优选地，所述壳体由ABS塑料制成。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅 用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (10)

1.一种流量探头，设置在待测水体下，与设置在地面上的流量计配套使用，其特征在于，包括：壳体及灌封在所述壳体内的传感器电路，其中，

所述传感器电路包括超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器、液位传感器及连接在所述液位传感器输出端的电流放大电路；所述传感器电路通过屏蔽总线与设置在地面上的流量计电连接，所述壳体后端设有供所述屏蔽总线引出的外凸孔；

所述超声波发射传感器和超声波接收传感器设置在所述壳体内的前部，所述超声波发射传感器和超声波接收传感器位于同一水平高度；所述壳体底部正对所述超声波发射传感器和超声波接收传感器位置处设置有第一灌封口，所述第一灌封口用于向所述壳体的前部灌封预设胶体。

2.根据权利要求1所述的流量探头，其特征在于，所述液位传感器为压力型液位传感器，所述压力型液位传感器包括扩散硅芯体。

3.根据权利要求2所述的流量探头，其特征在于，所述壳体底部开设有导压孔，所述壳体内正对所述导压孔位置处设置有所述液位传感器，所述液位传感器的扩散硅芯体的感应面压设在所述导压孔上。

4.根据权利要求3所述的流量探头，其特征在于，所述导压孔与所述壳体后端之间的距离占所述壳体总长度的1/5，所述导压孔与所述壳体后端之间的距离占所述壳体总长度的3/5。

5.根据权利要求4所述的流量探头，其特征在于，所述温度传感器设置在所述扩散硅芯体旁，用于测量待测水体的温度。

6.根据权利要求5所述的流量探头，其特征在于，所述壳体包括相互卡合的上壳和底壳，所述底壳还通过螺丝与所述上壳固定在一起。

7.根据权利要求6所述的流量探头，其特征在于，所述上壳为流线型长体拱形结构；所述底壳为带有凹槽的长条形结构，所述导压孔开设在所述凹槽的底部。

8.根据权利要求7所述的流量探头，其特征在于，所述电流放大电路集成 在PCB上，集成有所述电流放大电路的PCB板设置在所述壳体内的后部；

所述底壳正对所述电流放大电路的PCB板下方设置有第二灌封口，所述第二灌封口用于向所述壳体的后部灌封预设胶体。

9.根据权利要求8所述的流量探头，其特征在于，所述屏蔽总线内设有超声波发射传感器、超声波接收传感器、温度传感器和电流放大电路分别与地面上的流量计电连接的信号线，还设有与地面上流量计电连接的电源线。

10.根据权利要求1～9任一项所述的流量探头，其特征在于，所述壳体由ABS塑料制成。