雙聲道超聲波熱量表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙聲道超聲波熱量表，包括管體，管體的壁上設(shè)有四個(gè)安裝口，每個(gè)安裝口分別安裝有一個(gè)超聲波換能器，四個(gè)超聲波換能器兩兩相對(duì)，分別構(gòu)成一個(gè)聲道，兩個(gè)聲道的軸線相互平行、長(zhǎng)度相等并對(duì)稱分布在所述管體的軸線的兩側(cè)，且兩個(gè)聲道的軸線距所述管體的軸線的距離相等。這樣換能器基本布置在流場(chǎng)速度很接近管內(nèi)橫截面上水流速度的平均流速位置上，可以大大減輕與流量計(jì)配套的計(jì)算儀對(duì)測(cè)量誤差的修正難度，使得最終計(jì)量結(jié)果更準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】雙聲道超聲波熱量表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種超聲波熱量表，尤其涉及一種雙聲道超聲波熱量表。
【背景技術(shù)】
[0002]大口徑超聲波熱量表一般有單聲道和多聲道之分。
[0003]國(guó)內(nèi)的大口徑超聲波熱量表通常是以單聲道為主，單聲道的主要缺點(diǎn)是要求流量計(jì)測(cè)量腔內(nèi)的流體符合穩(wěn)定流、理想流的要求，一旦流場(chǎng)的速度分布發(fā)生偏移或不規(guī)則，導(dǎo)致測(cè)量精度大大下降而不能正常使用。
[0004]其它多聲道的聲道布置方式是比較簡(jiǎn)單的均分，就是把圓管的截面在直徑方向上平均分成三等分，聲道的位置距離軸線為0.167DN，這種布置方式不符合流體流動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)于安裝環(huán)境不好的場(chǎng)合適應(yīng)能力不好，測(cè)量精度沒(méi)有明顯的改善，效果不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)量精度和穩(wěn)定性高、對(duì)流體適應(yīng)性優(yōu)良的雙聲道超聲波熱量表。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表，包括管體，所述管體的壁上設(shè)有四個(gè)安裝口，每個(gè)安裝口分別安裝有一個(gè)超聲波換能器，四個(gè)超聲波換能器兩兩相對(duì)，分別構(gòu)成一個(gè)聲道，兩個(gè)聲道的軸線相互平行、長(zhǎng)度相等并對(duì)稱分布在所述管體的軸線的兩側(cè)，且兩個(gè)聲道的軸線距所述管體的軸線的距離相等。
[0008]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的雙聲道超聲波熱量表，由于管體的壁上設(shè)有四個(gè)安裝口，每個(gè)安裝口分別安裝有一個(gè)超聲波換能器，四個(gè)超聲波換能器兩兩相對(duì)，分別構(gòu)成一個(gè)聲道，兩個(gè)聲道的軸線相互平行、長(zhǎng)度相等并對(duì)稱分布在所述管體的軸線的兩側(cè)，且兩個(gè)聲道的軸線距所述管體的軸線的距離相等，這樣換能器基本布置在流場(chǎng)速度很接近管內(nèi)橫截面上水流速度的平均流速位置上，可以大大減輕與流量計(jì)配套的計(jì)算儀對(duì)測(cè)量誤差的修正難度，使得最終計(jì)量結(jié)果更準(zhǔn)確；另外由于超聲波傳播路徑經(jīng)過(guò)管體橫截面的不同部位，這樣最終測(cè)到的流速實(shí)際是管體橫截面不同位置流速的加權(quán)平均值，更加接近實(shí)際平均流速，使得測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確也更穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)與傳統(tǒng)模式的雙聲道表進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，未經(jīng)修正原始測(cè)量精度大大優(yōu)于均分的雙聲道表，同時(shí)流場(chǎng)的流速在此點(diǎn)的分布上更平坦，即使流速分布發(fā)生偏移也能滿足熱量表流量計(jì)的精度要求，提高了超聲波熱量表對(duì)不同來(lái)流的適應(yīng)性，降低了安裝要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1a為本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表的側(cè)面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0010]圖1b為本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表的端面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖2a為本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表的理論聲道端面布局示意圖；[0012]圖2b為本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表的理論聲道側(cè)面布局示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果誤差曲線圖。
[0014]圖中:
[0015]1、換能器安裝座，2、超聲波換能器組件，3、0型密封圈，4、換能器壓緊蓋，5、管體，6、法蘭，A、第一個(gè)超聲波換能器，B、第二個(gè)超聲波換能器，C、第三個(gè)超聲波換能器，D、第四個(gè)超聲波換能器；
[0016]⑩表示現(xiàn)有技術(shù)中均分布局的誤差曲線，?表示本發(fā)明布局的誤差曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0019]包括管體，所述管體的壁上設(shè)有四個(gè)安裝口，每個(gè)安裝口分別安裝有一個(gè)超聲波換能器，四個(gè)超聲波換能器兩兩相對(duì)，分別構(gòu)成一個(gè)聲道，兩個(gè)聲道的軸線相互平行、長(zhǎng)度相等并對(duì)稱分布在所述管體的軸線的兩側(cè)，且兩個(gè)聲道的軸線距所述管體的軸線的距離相
坐寸o
[0020]兩個(gè)聲道的軸線與所述管體的軸線的夾角小于90度。
[0021]從所述管體的端面看，每個(gè)超聲波換能器凸入所述管道內(nèi)腔1/4至1/3。
[0022]所述安裝口處的管體上焊接有換能器安裝座，所述超聲波換能器裝于所述換能器安裝座內(nèi)。
[0023]所述超聲波換能器與所述換能器安裝座之間設(shè)有密封圈，所述換能器安裝座的外口裝有法蘭。
[0024]所述密封圈為0型圈。
[0025]所述管體的兩端分別裝有法蘭，所述管體的內(nèi)徑小于所述法蘭的口部直徑。符合提升流速和電子線路的要求。
[0026]所述法蘭自口部向內(nèi)設(shè)有錐度縮徑，符合流體流動(dòng)的要求，降低壓損。
[0027]所述測(cè)量腔的直徑小于通徑，配合電子電路的需要，按合理的面積比縮小測(cè)量腔的直徑，同時(shí)保證在常用流量下壓損小于15KPa?？梢詳U(kuò)展量程比，拓展小流量測(cè)量的精度，采用縮徑設(shè)計(jì)，可以提高測(cè)量腔內(nèi)的流速，壓損控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0028]本發(fā)明的雙聲道超聲波熱量表，第一個(gè)換能器與第二個(gè)換能器對(duì)射，同在一個(gè)平面上，同軸安裝；第三個(gè)換能器與第四個(gè)換能器對(duì)射，同在一個(gè)平面上，同軸安裝；兩測(cè)量平面與管件的軸線平行，并距離相等，符合流體力學(xué)的函數(shù)關(guān)系。從所述管體的端面看，每個(gè)換能器凸入管道內(nèi)腔約1/3，確保換能器與管體之間形成的凹坑體積與換能器凸出管體內(nèi)壁體積達(dá)到平衡，滿足產(chǎn)生的擾流作用較小，同時(shí)氣泡不會(huì)留存在換能器表面，對(duì)計(jì)量精度不產(chǎn)生負(fù)面影響。換能器安裝座經(jīng)過(guò)精密加工后，插在管體上焊接，工藝簡(jiǎn)單、成本低，保證每個(gè)聲道的長(zhǎng)度、角度一致。
[0029]具體實(shí)施例:
[0030]如圖la、圖lb、2a、2b所示，在管體上精密加工四個(gè)斜孔，其中兩兩同軸；以斜孔為基礎(chǔ)，在鋼管上焊接四個(gè)換能器安裝座；再將法蘭焊接在管體的兩頭；將超聲波換能器組件裝入其中，蓋上換能器壓蓋。[0031]從所述管體的端面看，第一換能器與第二換能器同軸并且相對(duì)，第三換能器與第四換能器同軸并且相對(duì)；兩個(gè)聲道的信號(hào)相互獨(dú)立，處在要求的位置上。
[0032]換能器組件同軸固定在換能器安裝座內(nèi)，并用壓蓋壓住使二者裝配后不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，另外換能器組件內(nèi)含0型密封圈，使得流量計(jì)在測(cè)量過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生水或其他液體滲漏，造成換能器進(jìn)水失效。
[0033]工作過(guò)程:第一換能器和第三換能器同時(shí)發(fā)射超聲波信號(hào)，第二換能器和第四換能器同時(shí)接收；然后第二換能器和第四換能器同時(shí)發(fā)射超聲波信號(hào)，第一換能器和第三換能器同時(shí)接收。在有水流的工作環(huán)境中，可以得到超聲波信號(hào)在靜水和流水中傳播的時(shí)間差，進(jìn)而得到水流速度和流量。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0035]如圖3所示，本發(fā)明大大減少了繞流和壓力損失，另外該設(shè)計(jì)最大優(yōu)勢(shì)是充分考慮了測(cè)量管內(nèi)的流場(chǎng)速度分布，其超聲波傳播路徑上的流場(chǎng)速度很接近測(cè)量管內(nèi)橫截面上水流速度的平均流速，這樣就可以大大減輕與流量計(jì)配套的計(jì)算儀對(duì)測(cè)量誤差的修正難度，使得最終計(jì)量結(jié)果更準(zhǔn)確。另外該設(shè)計(jì)的超聲波傳播路徑經(jīng)過(guò)測(cè)量管橫截面的不同部位，這樣最終測(cè)到的流速實(shí)際是測(cè)量管橫截面不同位置流速的加權(quán)平均值，更加接近實(shí)際平均流速；同時(shí)換能器因擾流和留存氣泡而影響計(jì)量精度的可能性降到最低，使得測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確也更穩(wěn)定。
[0036]本設(shè)計(jì)的熱量表常用流量:最小流量達(dá)到1:50以上，超過(guò)國(guó)內(nèi)常規(guī)熱量表，大大提高了小流量的測(cè)量精度。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙聲道超聲波熱量表，包括管體，其特征在于，所述管體的壁上設(shè)有四個(gè)安裝口，每個(gè)安裝口分別安裝有一個(gè)超聲波換能器，四個(gè)超聲波換能器兩兩相對(duì)，分別構(gòu)成一個(gè)聲道，兩個(gè)聲道的軸線相互平行、長(zhǎng)度相等并對(duì)稱分布在所述管體的軸線的兩側(cè)，且兩個(gè)聲道的軸線距所述管體的軸線的距離相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，兩個(gè)聲道的軸線與所述管體的軸線的夾角小于90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，從所述管體的端面看，每個(gè)超聲波換能器凸入所述管道內(nèi)腔1/4至1/3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，所述安裝口處的管體上焊接有換能器安裝座，所述超聲波換能器裝于所述換能器安裝座內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，所述超聲波換能器與所述換能器安裝座之間設(shè)有密封圈，所述換能器安裝座的外口裝有換能器壓緊蓋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，所述密封圈為O型圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，所述管體的兩端分別裝有法蘭，所述管體的內(nèi)徑小于所述法蘭的口部直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙聲道超聲波熱量表，其特征在于，所述法蘭自口部向內(nèi)設(shè)有錐度縮徑。
【文檔編號(hào)】G01K17/06GK103616095SQ201310595958
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】巫軍華, 王兆杰 申請(qǐng)人:合肥瑞納表計(jì)有限公司