[发明专利]一种能够调整声学反射装置的超声波流量传感器

说明书

技术领域

本发明涉及流量检测领域，特别涉及一种能够调整声学反射装置的超声 波流量传感器。

背景技术

现有的超声波流量传感器一般采用金属薄片或传感器管壁作为声学反 射装置，对于声学反射装置的设计只是从外观结构、支撑结构、连接结构方 面进行考虑。由于流体和声学反射器装置之间的介面尺寸不是远远小于声学 反射装置中的波长，而是与波长同一数量级甚至小于波长，实际反射效果与 按无限介面分析的反射效果(全反射)有很大差别，所以不经过特殊设计的声 学反射装置，反射效率比较低，造成回波幅值小，为了提高流量测量精度和 重复性，必须在换能器、发射电路、接收电路等方面采取一些辅助技术，增 加信号处理的复杂性和整体成本。

另一方面，由于制造误差，往往使发射波发出的能量不能全部被超声波 换能器接收，导致流量的检测精度下降。

发明内容

本发明目的是提供一种能够调整声学反射装置的超声波流量传感器，解 决由于制造误差，往往使发射波发出的能量不能全部被超声波换能器接受， 且现有技术中没有考虑到发射装置下界面的反射波，导致流量的检测精度下 降的技术问题。

本发明采用的技术方案是：一种能够调整声学反射装置的超声波流量传 感器，包括：

在底部开设有长方形空腔的管道；

设置在空腔内部的反射装置，反射装置的底部设置旋转轴，旋转轴伸出 管道外部，旋转旋转轴可以使反射装置在空腔内部左右水平移动；

反射装置4的厚度满足8n+3*λ/16≤d/cosα≤8n+5*λ/16，其中，d 为厚度，α为超声波入射角，λ为超声波在管壁介质中的纵波波长，n为自 然数0、1、2······；

对称设置的两个管臂，管臂与水平设置的管道连通，且管壁的中轴线的 交点位于反射装置的上表面上；

分别设置于管臂顶部的两个超声波换能器。

进一步的，反射装置为底部开口的中空结构，且内壁上设置有螺纹，旋 转轴与反射装置连接的一端设置有与内壁上的螺纹相匹配的螺纹，依靠螺纹 的连接关系，旋转旋转轴可以使反射装置左右水平移动。

进一步的，旋转轴的下端与管道密封滑动连接。

进一步的，反射装置为与空腔相适应的长方形。

本发明目的是提供一种能够调整声学反射装置的超声波流量传感器，使 发射装置下界面的反射波也能被超声波换能器接收，且可以根据实际需要调 整反射装置的位置，使传感器的检测精度大幅度提高。

附图说明

图1为本发明中一种能够调整声学反射装置的超声波流量传感器的结构 示意图；

图2为本发明中反射装置的剖面图；

图3为本发明中反射装置的仰视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1、2和3所示，一种能够调整声学反射装置的超声波流量传感器， 包括：

在底部开设有长方形空腔3的管道2；

设置在空腔3内部的反射装置4，反射装置4的底部设置旋转轴6，旋 转轴6伸出管道外部，旋转旋转轴6可以使反射装置4在空腔3内部左右水 平移动；

反射装置4的厚度满足8n+3*λ/16≤d/cosα≤8n+5*λ/16，其中，d 为厚度，α为超声波入射角，λ为超声波在管壁介质中的纵波波长，n为自 然数0、1、2······；

对称设置的两个管臂1，管臂1与水平设置的管道2连通，且管壁1的 中轴线的交点位于反射装置4的上表面上；

分别设置于管臂1顶部的两个超声波换能器5。

反射装置4为底部开口的中空结构，且内壁上设置有螺纹，旋转轴6与 反射装置4连接的一端设置有与内壁上的螺纹相匹配的螺纹，依靠螺纹的连 接关系，旋转旋转轴6可以使反射装置4左右水平移动。旋转轴6的下端与 管道2密封滑动连接。反射装置4为与空腔3相适应的长方形。

本发明中的反射装置4的上介面下介面6都构成声学反射装置，且不会 发生干涉抵消的现象，增加了超声波换能器接收到的能量，提高了精确度。 使用上述实施方式的超声波流量传感器，在相同的发射接收电路、相同换能 器、相同反射面加工面积条件下，相对于原有的技术，接收信号幅值有1.3 伏(峰峰值)提高到2.5伏(峰峰值)，并且有利于提高流量检测的精度和稳定 性。