[实用新型]利用超声波检测通水管道中气体含量的装置

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种流体计量设备，特别是一种利用超声波检测通水管道中气体含量的装置。

背景技术

目前国内无论是供热管还是供水管网，气体排不尽现象时有发生，更甚者管道设计本身就存在缺陷（例如安装在管道水平面上方）。超声波流体计量的前提是封闭式满管道，气体是影响其计量性能的最大杀手，出现计量不准确或者直接丧失计量功能，导致用户及管理部门认识产生偏见。

发明内容

 本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种计量准确的利用超声波检测通水管道中气体含量的装置。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种利用超声波检测通水管道中气体含量的装置，其特点是：设有检测管，在检测管中部的内壁处设有一个反射体，与反射体相对的检测管的内壁上设有与反射体配合的换能器A、B，所述两个换能器以反射体为基准对称设置，换能器A发出的连续声波经反射体反射，换能器B设置在该反射线与检测管相交的管体上。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，换能器A发出的连续声在反射体上入射角为40~50°。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，换能器A发出的连续声在反射体上入射角为45°。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，检测管中部管体上设有安装反射体的竖向直孔，在直孔内通过螺纹旋接有反射体安装座，所述的反射体固定在反射体安装座的顶部。

本实用新型要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，在检测管的管体上设有与换能器A的入射线和反射线同轴设置的换能器安装孔，所述的换能器A、B通过螺纹旋接在换能器安装孔内。

本实用新型与现有技术相比，利用声波在液态流体测量时，管道中气体含量的不同导致声速和信号幅值发生变化。通过声波衰减的程度来自动判断为水中是否有大量气体存在，及时提示用户或管理部门是否要进行排气操作，提高计量的准确度。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。

具体实施方式

一种利用超声波检测通水管道中气体含量的装置，设有检测管4，在检测管中部的内壁处设有一个反射体3，与反射体相对的检测管的内壁上设有与反射体配合的换能器A、B，所述两个换能器1、2以反射体3为基准对称设置，换能器A发出的连续声波经反射体反射，换能器B设置在该反射线与检测管相交的管体上。

换能器A发出的连续声在反射体上入射角为40~50°。

换能器A发出的连续声在反射体上入射角为45°。

检测管中部管体上设有安装反射体的竖向直孔，在直孔内通过螺纹旋接有反射体安装座，所述的反射体固定在反射体安装座的顶部。

在检测管的管体上设有与换能器A的入射线和反射线同轴设置的换能器安装孔，所述的换能器A、B通过螺纹旋接在换能器安装孔内。

声波在水中传输速度为（1200-1400）m/s，信号幅值1.7V；在空气中传输速度为340m/s左右，信号幅值800mV。

声波在液态流体测量时，管道中气体含量的不同导致声速和信号幅值发生变化。根据此特性，结合时间测量芯片（TDC-GP22）的高速采样电路，建立数学模型：

情况1、当管道内有微量气体情况下：

声波传输速度不变（105mm声道长度下65us），计量性能不受影响，但此时声波会有一定程度的衰减，同时换能器B产生的信号幅值下降至1.2V。此时，系统将在液晶显示屏输出“微量气体存在”。

技术特征：当信号强度从1.7V下降至1.2V时，系统自动判断为微量气体存在，提示用户或管理部门注意。

情况2、当管道内有较多气体情况下：

声波传输速度明显较慢（105mm声道长度下130us），计量性能受影响且不稳定，同时声波衰减明显，换能器B产生的信号幅值下降至0.6V。此时，系统将在液晶显示屏输出“较多气体存在”。

技术特征：当声速降到130 us，信号强度从1.7V下降至0.6V时，系统自动判断为较多气体存在，提示用户或管理部门进行排气操作，否则影响产品计量性能。

情况3、当管道内有大量气体情况下：

声波传输速度明显较慢（105mm声道长度下180us以上），计量性能受很大影响且不稳定、计量不准，同时声波衰减明显，换能器B产生的信号幅值下降至0.2V以下。此时，系统在液晶显示屏输出“大量气体存在”。

技术特征：当声速降到180 us以上，信号强度从1.7V下降至0.2V时，系统自动判断为大量气体存在，提示用户或管理部门必须进行排气操作，否则产品将丢失计量功能。