[发明专利]一种超声波涡街流量计及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业流体流量测量装置，尤其涉及一种能测量超低流速气体流量的高精度、高灵敏度的超声波涡街流量计。

背景技术

对于工业气体流量测量，尤其是一些易爆、易燃的高能气体例如氢气、乙炔等等的流量测量，由于安全因素限制这些气体往往不能通过增压来提高流速，因此需要能够准确测量这种流速很慢工况下的气体流量的测量装置。超声涡街流量计流量信号的产生基于卡门涡街的原理，利用超声波在流体中检测旋涡发生的频率。超声涡街流量计是速度式流量计的一种，主要用于超低气体流速方面的测量。

中国专利ZL02242807.0公开了一种涡街发声体整体插入式涡街流量计，其结构是在支撑连接杆下端连接涡街检测体，连接杆上端从设置有球阀及密封组件的管道穿出撑接表头体，支撑连接杆内穿设导线连接表头体和检测体。其缺点是连接杆下端与被测管道间无固接点，因此，在流体的冲击作用下，连接杆下端涡街检测体往往会做轻微摆动。而直接将连接杆下端与被测管道固接后，又会给不断流维修造成麻烦。

中国专利ZL20082007128.8公开了一种抗干扰能力强的新型插入式超声涡街流量计，以提高测量精度。其结构是在支撑连接杆下端连接涡街检测体，支撑连接杆上端穿过基座接显示表体，支撑连接杆内穿接的导线上接显示表体，下接涡街检测体。涡街检测体由管形流通体、涡街发生体及超声发射器和超声接收器组成，涡街发生体为梯形柱结构，径向焊接在管道流通体内，超声发射器和超声接收器安装在发生体下游的流通体侧壁内。使用时将涡街检测体整体插入相匹配的待测管道中心处。当有流体流过时，在流通管道内发生体的下游产生涡流，位于流体侧壁内安装的超声发射器、超声接收器所采集的信号仅限于发生体所超声的漩涡信号，从而排除了直流流体对漩涡信号产生影响而带来的测量误差，进而提高了流量计的检测精度。

其缺点是由于涡街检测体位于被测管道的中心，采样被限制在较小的范围内。虽然提高了检测精度，但降低了检测的灵敏度，在气体低流速工况下几乎无法检测。因为一般气体的分子都很小，分子之间间隙相对较大，在低流速、超低流速情况下通过该涡街检测体时产生的涡流较少，此时虽然有气体流过，但超声传感器无法感受到。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既满足高精度、又具有较高灵敏度的超声波涡街流量计。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种超声波涡街流量计，包括表头、连接杆以及涡街检测部分，该表头通过该连接杆和其下方的该涡街检测部分连接，该连接杆内通有电缆连接该表头的内部电路与该涡街检测部分内的超声波传感器。该涡街检测部分还包括涡街发生通道和设在该涡街发生通道内的涡街发生器。该涡街发生器为三角柱体并且柱体两端固定在该涡街发生通道的两个相对侧壁上，该三角柱体的横截面平行于被测管道的气流方向。该连接杆上部设有用来连接该被测管道的法兰和双锁紧螺丝结构。

对于上述涡街流量计，该涡街检测部分还包括在该涡街发生通道前端与其连成一体的集气装置。

对于上述涡街流量计，该集气装置是斗形通道。

对于上述涡街流量计，该集气装置入口和该涡街发生通道横截面为矩形、圆形或椭圆形，并且该集气装置入口面积大于该涡街发生通道横截面的面积。

对于上述涡街流量计，该涡街发生器的横截面为等腰锐角三角形。

对于上述涡街流量计，该等腰锐角三角形的顶点朝向该涡街发生通道的入口并且底边平行于该涡街发生通道的入口所在的平面。

对于上述涡街流量计，该涡街发生器的横截面的重心到该涡街发生通道两个相对侧壁的距离相等。

对于上述涡街流量计，该涡街发生器的重心到该涡街发生通道的出口所在的平面的距离是到该涡街发生通道的入口所在的平面的距离的1倍至10倍之间。

对于上述涡街流量计，该超声波传感器安装在该涡街发生通道的两个相对侧壁上两个对称孔中并且外周覆盖有密闭电缆盒。

上述超声波涡街流量计的安装方法包括如下步骤：

通过松动或锁紧该连接杆上的该双锁紧螺丝结构将该涡街检测部分整体插入被测管道并调整其在被测管道内的位置；

将该超声波涡街流量计通过该法兰和被测管道连接。

对于上述超声波涡街流量计的安装方法，将该涡街检测部分调整到被测管道的中心位置。

本发明技术方案主要的优势和特点在于：

(1)超声波检测旋涡频率：独特的超声检测体，检测信号采集于被测管道中心部位的流体状态，管壁振动对其影响极小；