CN213336280U - 用于超声波燃气表的一字型流道装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于超声波燃气表的一字型流道装置，包括计量管段，所述计量管段内构造有一字型结构的流道，所述流道的入口端和出口端分别设置有上游换能器和下游换能器，所述上游换能器与下游换能器相对布置，用于发射和接收超声波信号，且超声波信号的传播方向与计量管段内燃气的流动方向重合；本装置，结构紧凑，流道设计合理，使得超声波信号的传输方向与燃气的流动方向一致，且两个换能器之间没有设置反射面，可以有效降低信号损失，有利于提高信号的信噪比、提高计量精度；此外，换能器布置合理，不仅安装方便，而且拆卸、更换方便，便于后期维护和检修。

Description

用于超声波燃气表的一字型流道装置

技术领域

本实用新型涉及超声波燃气表流路和传感器安装设计领域，具体涉及一种用于超声波燃气表的一字型流道装置。

背景技术

超声波流量计(超声波燃气表)是一种有别于传统机械膜式流量计及电子膜式流量计的一种新型燃气表，其工作原理是：采用时差法原理来测量燃气流速，即通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速；因时差法声速随流体温度变化带来的误差影响较小，准确度较高，得到广泛应用。

现有的超声波流量计通常设置有流道装置，流道装置通常设置有一对换能器(即一对超声波传感器)来发射和接收超声波信号，以便利用时间差计算燃气的流速；而现有技术中，所述一对换能器在流量计内通常采用斜对射、反射或双反射的方式布置于流道装置内，以便相互配合，其中，采用斜对射方式布置时，超声波信号的传输方向与燃气的流动方向通常存在夹角，导致测量精度不高，而采用反射或双反射的方式布置时，由于存在反射面，导致信号损失大，信噪比低，此外，现有的流道装置中，换能器的布置还存在不便于安装、拆卸和更换的问题，亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种结构紧凑、设计合理的一字型流道装置，超声波信号的传输方向与燃气的流动方向一致，且两个换能器之间没有设置反射面，可以有效降低信号损失，有利于提高信号的信噪比、提高计量精度。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型第一方面要解决现有流道装置内信号损失大、信噪比低的问题，提供了一种用于超声波燃气表的一字型流道装置，包括计量管段，所述计量管段内构造有一字型结构的流道，所述流道的入口端和出口端分别设置有上游换能器和下游换能器，所述上游换能器与下游换能器相对布置，用于发射和接收超声波信号，且超声波信号的传播方向与计量管段内燃气的流动方向重合。在本方案中，通过将计量管段内的流道构造为一字型直线结构，并在计量管段的两端分别布置上游换能器与下游换能器，使得上游换能器与下游换能器可以相互对射超声波信号，使得上游换能器与下游换能器之间信号无需经过反射面进行反射，从而可以有效降低信号损失，有利于提高信号的信噪比；此外，采用这样的结构设计，还使得上游换能器与下游换能器之间的超声波信号的传播方向可以与计量管段内燃气的流动方向重合，即在同一直线上，从而有利于提高计算及计量精度，有利于降低计量误差。

为使流道沿计量管段的长度方向的有效流通面积一致，优选的，所述计量管段包括入口部、中间部以及出口部，所述入口部、中间部以及出口部圆筒状结构，且所述入口部和出口部的内径大于所述中间部的内径；

所述入口部和出口部分别连接于中间部的两端，并在连接处构造有弧形过渡，所述上游换能器和下游换能器分别安装于所述入口部和出口部内。在本方案中，所述计量管段被构造中间小、两端大的哑铃状结构，而将上游换能器和下游换能器分别安装于入口部和出口部内，使得上游换能器和下游换能器可以分别在入口部和出口部内占用所设定大小的过流面积，使得入口部和出口部内的有效过流面积与中间部内的过流面积可以基本一致，更有利于燃气以相对稳定的速度通过计量管段，从而有利于提高计量精度。

优选的，所述计量管段为一体成型构件。即所述入口部、中间部以及出口部一体成型，既便于制造，又有利于获得光滑、无阻挡的流道，更有利于计量。

本实用新型第二方面要解决现有换能器不便于安装、拆卸和更换的问题，进一步的，还包括上游支架和下游支架，其中，所述上游支架可拆卸安装于所述入口部，且所述上游换能器安装于所述上游支架；

和/或，所述下游支架可拆卸安装于所述出口部，且所述下游换能器安装于所述下游支架。在本方案中，通过采用可拆卸的方式设置上游支架和/或下游支架，可以间接实现上游换能器和下游换能器的可拆卸安装，从而便于换能器安装、拆卸以及后期维护和更换。

为实现上游支架和/或下游支架的可拆卸安装，进一步的，所述上游支架包括用于容纳上游换能器的安装筒，所述安装筒的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆，且所述支撑杆的端部分别构造有卡钩，支撑杆分别沿安装筒的圆周方向均匀分布；入口部的端部分别构造有若干用于容纳支撑杆的凹槽，且入口部的外侧壁还构造有若干与所述卡钩相适配的卡槽，凹槽与卡槽分别沿入口部的圆周方向均匀分布；

和/或，所述下游支架包括用于容纳下游换能器的安装筒，所述安装筒的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆，且所述支撑杆的端部分别构造有卡钩，支撑杆分别沿安装筒的圆周方向均匀分布；出口部的端部分别构造有若干用于容纳支撑杆的凹槽，且出口部的外侧壁还构造有若干与所述卡钩相适配的卡槽，凹槽与卡槽分别沿出口部的圆周方向均匀分布。

为在降低成本的同时稳定的安装上游支架和/或下游支架，进一步的，上游支架的安装筒的外壁还构造有至少两根沿径向分布的稳定杆，所述入口部的端部分别构造有若干用于容纳稳定杆的凹槽；

和/或，下游支架的安装筒的外壁还构造有至少两根沿径向分布的稳定杆，所述出口部的端部分别构造有若干用于容纳稳定杆的凹槽。有利于上游支架和下游支架受力更均匀稳定，有利于上游支架和下游支架的结构及安装更稳定。

为便于布线和走线，优选的，所述支撑杆和/或所述稳定杆构造有线槽，所述线槽与所述安装筒相连通。使得当上游换能器和下游换能器分别安装于安装筒内后，连接上游换能器和下游换能器的导线可以经由对应的线槽、沿径向引出入口部和出口部，不仅可以方便的进行布线和走线，而且可以有效约束导线。

为解决现有换能器不便于安装、拆卸和更换的问题，进一步的，还包括上游压盖，上游支架的安装筒内构造有至少一个用于定位和约束上游换能器的阶梯，所述上游压盖可拆卸的安装于所述安装筒的一端，并将所述上游换能器固定于在安装筒内；

和/或，还包括下游压盖，下游支架的安装筒内构造有至少一个用于定位和约束下游换能器的阶梯，所述下游压盖可拆卸的安装于所述安装筒的一端，并将所述下游换能器固定于在安装筒内。

为解决上游压盖和下游压盖的可拆卸安装问题，优选的，所述上游压盖通过卡扣结构连接上游支架的安装筒，或通过螺纹连接上游支架的安装筒；

和/或，所述下游压盖通过卡扣结构连接下游支架的安装筒，或通过螺纹连接下游支架的安装筒。

优选的，还包括端盖，所述端盖的一端通过螺纹或法兰可拆卸的连接所述出口部，另一端设置有构造有连接头，所述连接头设置有外螺纹和/或内螺纹，且所述连接头还构造有环状密封槽。

与现有技术相比，使用本实用新型提供的一种用于超声波燃气表的一字型流道装置，具有以下有益效果：

1、本装置，结构紧凑，流道设计合理，使得超声波信号的传输方向与燃气的流动方向一致，且两个换能器之间没有设置反射面，可以有效降低信号损失，有利于提高信号的信噪比、提高计量精度。

2、本装置中，换能器的布置合理，不仅安装方便，而且拆卸、更换方便，便于后期维护和检修。

3、本装置，换能器的布线、接线更方便、合理，且不会影响燃气的流通，使得燃气具有更大的流通面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为实施例1中提供的一种一字型流道装置的结构示意图之一。

图2为实施例1中提供的一种一字型流道装置中，上游支架的结构示意图。

图3为实施例1中提供的一种一字型流道装置中，上游压盖的结构示意图。

图4为实施例1中提供的一种一字型流道装置的结构示意图之二。

图5为实施例1中提供的一种一字型流道装置中，计量管段的结构示意图。

图6为实施例1中提供的一种一字型流道装置，去掉端盖后的结构示意图。

图7为实施例1中提供的一种一字型流道装置的剖视图。

图中标记说明

入口部101、中间部102、出口部103、凹槽104、卡槽105、安装板106

上游换能器201、下游换能器202、导线203

安装筒303、支撑杆304、卡钩305、稳定杆306、线槽307、插骨308

上游压盖401、下游压盖402、凸起403、耳片404、卡孔405、

端盖501、连接头502、环状密封槽503。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图7，本实施例中提供了一种用于超声波燃气表的一字型流道装置，包括计量管段，所述计量管段内构造有一字型结构的流道，所述流道的入口端和出口端分别设置有上游换能器201和下游换能器202，所述上游换能器201和下游换能器202可以采用现有技术中常用的换能器；

在本实施例中，上游换能器201与下游换能器202相对布置，用于发射和接收超声波信号，使得超声波信号的传播方向可以与计量管段内燃气的流动方向重合；如图7所示，本实施例，通过将计量管段内的流道构造为一字型直线结构，并在计量管段的两端分别布置上游换能器201与下游换能器202，使得上游换能器201与下游换能器202可以相互对射超声波信号，使得上游换能器201与下游换能器202之间信号无需经过反射面进行反射，从而可以有效降低信号损失，有利于提高信号的信噪比；此外，采用这样的结构设计，还使得上游换能器201与下游换能器202之间的超声波信号的传播方向可以与计量管段内燃气的流动方向重合，即在同一直线上，从而有利于提高计算及计量精度，有利于降低计量误差。

具体而言，如图1及图7所示，作为优选，所述计量管段包括入口部101、中间部102以及出口部103，所述入口部101、中间部102以及出口部103圆筒状结构，且所述入口部101和出口部103的内径大于所述中间部102的内径，如图所示，使得计量管段被构造中间小、两端大的哑铃状结构；

所述入口部101和出口部103分别连接于中间部102的两端，并在连接处构造有弧形过渡，有利于流道更加圆滑，所述上游换能器201和下游换能器202分别安装于所述入口部101和出口部103内，如图1及图7所示，上游换能器201和下游换能器202分别安装于所述入口部101和出口部103的中间位置处。

作为优选，所述计量管段可以为一体成型构件，即所述入口部101、中间部102以及出口部103一体成型，既便于制造，又有利于获得光滑、无阻挡的流道，更有利于计量。

为便于上游换能器201的安装、拆卸和更换，在进一步的方案中，还包括上游支架，所述上游支架可拆卸安装于所述入口部101，且所述上游换能器201安装于所述上游支架；通过采用可拆卸的方式设置上游支架，可以间接实现上游换能器201的可拆卸安装，从而便于换能器安装、拆卸以及后期维护和更换。

如图1、图2及图5所示，作为举例，所述上游支架包括用于容纳上游换能器201的安装筒303，以便将上游换能器201安装在安装筒303内，而为了便于安装上游换能器201，所述安装筒303内构造有至少一个用于定位和约束上游换能器201的阶梯；

所述安装筒303的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆304，且所述支撑杆304的端部分别构造有卡钩305，支撑杆304分别沿安装筒303的圆周方向均匀分布；

如图1、图2及图5所示，入口部101的端部分别构造有若干用于容纳支撑杆304的凹槽104，且入口部101的外侧壁还构造有若干与所述卡钩305相适配的卡槽105，凹槽104与卡槽105分别沿入口部101的圆周方向均匀分布；如图所示，支撑杆304可以分别安装于对应的凹槽104内，并利用卡钩305与卡槽105配合勾住入口部101，以便实现对上游支架的可拆卸固定。

而在进一步的方案中，上游支架的安装筒303的外壁还构造有至少两根沿径向分布的稳定杆306，所述入口部101的端部分别构造有若干用于容纳稳定杆306的凹槽104；在实施过程中，支撑杆304和稳定杆306的数目可以根据实际需求而定，作为优选，如图1、图2及图5所示，在本实施例中，上游支架包括两根支撑杆304和稳定杆306，且支撑杆304和稳定杆306相间设置，并沿安装筒303的圆周方向均匀分布。

为便于布线和走线，作为优选，所述支撑杆304和/或所述稳定杆306构造有线槽307，如图1、图2及图5所示，所述线槽307与所述安装筒303相连通，使得当上游换能器201安装于安装筒303内后，连接上游换能器201的导线203可以经由对应的线槽307、沿径向引出入口部101，不仅可以方便的进行布线和走线，而且可以有效约束导线203。

在一种实施方式中，所述上游换能器201可以采用螺栓连接、胶连接等方式可拆卸的固定于所述上游支架，而在另一种优选的实施方式中，还包括上游压盖401，所述上游压盖401可拆卸的安装于所述安装筒303的一端，并将所述上游换能器201固定于在安装筒303内，如图1、图3及图5所示，即通过上游压盖401与安装筒303的配合可拆卸的固定上游换能器201；上游压盖401具有多种实施方式，作为举例，所述上游压盖401可以通过螺纹连接上游支架的安装筒303，以实现可拆卸连接，而作为优选，上游压盖401也可以通过卡扣结构连接上游支架的安装筒303，作为举例，如图1、图2及图5所示，所述上游压盖401为圆形板状结构，上游压盖401的一侧构造有若干用于接触上游换能器201的凸起403，以便压紧上游换能器201，沿上游压盖401的圆周方向构造有至少两个均匀分布的耳片404，所述耳片404构造有卡孔405；所述上游支架的安装筒303的圆周方向构造有若干与所述卡孔405相适配的插骨308，所述插骨308可以卡入对应的卡孔405内，从而实现上游压盖401与上游支架的可拆卸连接。

同样的，为便于下游换能器202的安装、拆卸和更换，在一种实施方式中，还包括下游支架，所述下游支架的结构可以与上游支架的结构相同，区别在于，所述下游支架可拆卸的安装于所述出口部103；

而在另一种实施方式中，所述下游支架可以固定安装于出口部103内，作为举例，如图6及图7所示，所述下游支架包括用于容纳下游换能器202的安装筒303，使得下游换能器202可以安装于所述安装筒303内，所述安装筒303的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆304，支撑杆304固定于所述出口部103的内侧壁，如图6及图7所示，所述支撑杆304也可以构造线槽307，所述线槽307与所述安装筒303相连通，以便布线。

同理，在进一步的方案中，还包括下游压盖402，所述下游压盖402的结构可以与所述上游压盖401的结构相同，也可以通过卡扣结构连接下游支架的安装筒303，还可以通过螺纹连接下游支架的安装筒303，这里不再举例说明。

如图1、图4及图7所示，在更完善的方案中，还包括端盖501，所述端盖501的一端连接于所述出口部103，另一端设置有构造有连接头502，所述连接头502设置有外螺纹和/或内螺纹，且所述连接头502还构造有环状密封槽503，以便连接燃气管时实现更好的密封；而所述端盖501可以优先通过螺纹或法兰可拆卸的连接所述出口部103。

如图1、图4及图7所示，在更完善的方案中，还包括安装板106，所述安装板106沿中间部102的长度方向固定于中间部102的外壁面，且安装板106的两端分别与所述入口部101和出口部103相连，安装板106的设置，可以增加计量管段的刚度，也可以在安装板106构造安装孔，以便实现本装置的安装，还可以在装配本装置时，将所述安装板106作为承力部件。

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。

Claims (10)

1.一种用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，包括计量管段，所述计量管段内构造有一字型结构的流道，所述流道的入口端和出口端分别设置有上游换能器和下游换能器，所述上游换能器与下游换能器相对布置，用于发射和接收超声波信号，且超声波信号的传播方向与计量管段内燃气的流动方向重合。

2.根据权利要求1所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，所述计量管段包括入口部、中间部以及出口部，所述入口部、中间部以及出口部圆筒状结构，且所述入口部和出口部的内径大于所述中间部的内径；

所述入口部和出口部分别连接于中间部的两端，并在连接处构造有弧形过渡，所述上游换能器和下游换能器分别安装于所述入口部和出口部内。

3.根据权利要求2所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，还包括上游支架和下游支架，其中，所述上游支架可拆卸安装于所述入口部，且所述上游换能器安装于所述上游支架；

和/或，所述下游支架可拆卸安装于所述出口部，且所述下游换能器安装于所述下游支架。

4.根据权利要求3所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，所述上游支架包括用于容纳上游换能器的安装筒，所述安装筒的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆，且所述支撑杆的端部分别构造有卡钩，支撑杆分别沿安装筒的圆周方向均匀分布；入口部的端部分别构造有若干用于容纳支撑杆的凹槽，且入口部的外侧壁还构造有若干与所述卡钩相适配的卡槽，凹槽与卡槽分别沿入口部的圆周方向均匀分布；

和/或，

所述下游支架包括用于容纳下游换能器的安装筒，所述安装筒的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆，且所述支撑杆的端部分别构造有卡钩，支撑杆分别沿安装筒的圆周方向均匀分布；出口部的端部分别构造有若干用于容纳支撑杆的凹槽，且出口部的外侧壁还构造有若干与所述卡钩相适配的卡槽，凹槽与卡槽分别沿出口部的圆周方向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，上游支架的安装筒的外壁还构造有至少两根沿径向分布的稳定杆，所述入口部的端部分别构造有若干用于容纳稳定杆的凹槽；

和/或，

下游支架的安装筒的外壁还构造有至少两根沿径向分布的稳定杆，所述出口部的端部分别构造有若干用于容纳稳定杆的凹槽。

6.根据权利要求5所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，所述支撑杆和/或所述稳定杆构造有线槽，所述线槽与所述安装筒相连通。

7.根据权利要求3所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，所述下游支架固定安装于出口部内，所述下游支架包括用于容纳下游换能器的安装筒，所述安装筒的外壁构造有至少两根沿径向分布的支撑杆，支撑杆固定于所述出口部的内侧壁，且至少部分支撑杆构造有线槽，所述线槽与所述安装筒相连通。

8.根据权利要求4-7任一所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，还包括上游压盖，上游支架的安装筒内构造有至少一个用于定位和约束上游换能器的阶梯，所述上游压盖可拆卸的安装于所述安装筒的一端，并将所述上游换能器固定于在安装筒内；

和/或，

还包括下游压盖，下游支架的安装筒内构造有至少一个用于定位和约束下游换能器的阶梯，所述下游压盖可拆卸的安装于所述安装筒的一端，并将所述下游换能器固定于在安装筒内。

9.根据权利要求8所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，所述上游压盖通过卡扣结构连接上游支架的安装筒，或通过螺纹连接上游支架的安装筒；

和/或，所述下游压盖通过卡扣结构连接下游支架的安装筒，或通过螺纹连接下游支架的安装筒。

10.根据权利要求8所述的用于超声波燃气表的一字型流道装置，其特征在于，还包括端盖，所述端盖的一端通过螺纹或法兰可拆卸的连接所述出口部，另一端设置有构造有连接头，所述连接头设置有外螺纹和/或内螺纹，且所述连接头还构造有环状密封槽。

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