[实用新型]一种超声波式流量计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波式流量计，尤其是涉及一种纺锤型整流直通孔、船型反射柱的超声波式流量计。

背景技术

超声波流量传感器主要由流量计管道、换能器和内部反射支架等组成。其中，一对换能器按一定间距固定在流量计管道的进水和回水位置上。当测量介质流经超声波式流量计时，在外部电路作用激励下，进水、回水换能器交替发送和接受超声波脉冲信号，经外部电路处理后，采用专用芯片测量超声波顺水时间和逆水时间，由计算器算出时间差，从而测出流经管道介质的流量、流速。

上述原理在超声波式流量计的结构设计上可分为四种形式：

1、X型结构

设计特点：在进水端的换能器与被测介质流动方向上形成了一个夹角，实践证明，这个夹角对换能器而言是一个污垢沉积区，当流经腔体的循环介质含有泥、垢等污物时，根据流体力学和“合力”原理可知，这些污物不能被“主流介质”全部冲刷带走，其中的一些污物被沉积在这个夹角沉积区内，这样日积月累污物沉积的越来越多，从而将严重影响换能器对信号的发射与接收，造成计量不准确。

2、∏型结构

设计特点:流经腔体的介质可直接冲刷着换能器,避免了圬物沉积区。但其缺点是机械加工难度大、管道内壁毛刺突起明显,浪费原材料资源、劳动力、易挂住线性物质影响测量，性价比低。以上两种结构通常称为“对射”方式，由于弊端比较多，所以很快就退出市场。

3、U型结构

设计特点：换能器安装在流量计上表面的两个安装孔内，由于结构原因换能器不能直接发射与接收信号，需要在流量计腔体内安装一个塑料支架，在这个塑料支架垂直与换能器的位置上分别安装了一个反射镜片，超声波信号通过这两个镜片反射信号,其优点是:没有污物沉积区,使用材料资源少,结构简单,易加工生产。

缺点:反射镜片的安装需要一个支架给予固定，由于结构原因这个支架在壳体腔内不可避免的对循环介质中的线状物(如头发丝、安装过程使用的麻丝、生料带等)有挂、缠、卡现象，如果这些线状物被缠在支架上后将随介质的流动对腔体内的水场产生水纹和气泡，从而严重影响着水场变化,造成计量不准确。

4、W型反射方式

设计特点：①在流量计上表面以45°角的方式倾斜安装了两个换能器，②流量计腔体内部整个都设计为四方孔，超声波信号通过四方孔的顶部和底部平面进行间接发射或接收，这种结构的优点是流量计腔体内是直通型，没有塑料支架，不会对循环介质中的线状物有挂、缠、卡现象，且压力损失小。

缺点：受换能器反射角度的制约，不可避免的造成了换能器底平面与四方孔顶平面之间有一个空间距离，在实际使用中这个空间距离会出现存积空气亦即产生气泡现象，这种现象对超声信号的衰减是致命的，从而造成计量不准确。

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具有整流、稳流、管道线性稳定的超声波流量计，该超声波流量计利用超声波原理，测量循环系统内循环介质的流量和质量，尤其是适用于在水场不稳定、浑浊污物介质环境下使用。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种超声波式流量计，包括流量计腔体、进水端纺锤型直通孔、流量测量孔、出水端纺锤型直通孔、进水端口换能器、出水端口换能器、进水端船型反射柱及出水端船型反射柱，所述进水端纺锤型直通孔、流量测量孔及出水端纺锤型直通孔均位于所述流量计腔体内部，且所述进水端纺锤型直通孔、流量测量孔及出水端纺锤型直通孔依次相通；所述流量计腔体的外壁的顶部设有进水端口换能器安装孔及出水端口换能器安装孔，底部设有进水端反射柱安装孔及出水端反射柱安装孔，所述进水端口换能器安装孔的位置与所述进水端反射柱安装孔的位置相对应，且均与所述进水端纺锤型直通孔相通，所述出水端口换能器安装孔的位置与所述出水端反射柱安装孔的位置相对应，且均与所述出水端纺锤型直通孔相通；所述进水端口换能器安装在所述进水端口换能器安装孔内，所述出水端口换能器安装在所述出水端口换能器安装孔内，所述进水端船型反射柱安装在所述进水端反射柱安装孔内，所述出水端船型反射柱安装在所述出水端反射柱安装孔内，所述进水端口换能器与所述进水端船型反射柱相接触，所述出水端口换能器与所述出水端船型反射柱相接触。

纺锤型是某一时刻在流场中画出的一条空间曲线，在该时刻，曲线上的所有质点的速度矢量均与这条曲线相切。它是欧拉法描述流动的一种方法，在运动液体的整个空间，可绘出一系列的纺锤，称为纺锤型，在超声波流量计的运用中可起到稳定水场、增加流速、提高测量精度的作用。

本实用新型的设计原理如下：