[实用新型]一种子母式超声波流量传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于声学、传感技术领域，特别是利用超声检测技术，具体是一种子母式超声波流量传感器。

背景技术

超声波流量传感器一般由超声波换能器、传感器管段及信号电路三部分组成。超声波换能器将电能转换为超声波能量，利用超声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差来测量流体的流速，进而计算出管网管道内的流量；受现有时间测量单元精度的限制，超声波流量传感器只能测量一定流速范围内的时间差，超过此范围，会无法保证流量的测量精度和重复性，即为超量程。

在同一管网管道公称口径D下，现有超声波流量传感器对量程的选择有如下两种方式：

第一种是传感器管段为通径的方式，见附图1，其中V1和V2分别为时间测量单元所能检测到的最大和最小流速，L1即传感器管段R1所能检测的量程范围。

第二种是传感器管段为缩径的方式，见附图2，其中V3和V4分别为时间测量单元所能检测到的最大和最小流速，L2即传感器管段R2所能检测的量程范围。

由流量Q=截面积A*流速V，可看出当流速V1时，D能达到最大流量，当流速V4时，D能达到最小流量；第一种方式的缺陷是无法测量更小的流量，第二种方式的缺陷是无法测量更大的流量，同时由于缩径，会在管网管道中产生较大的压力损失。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种子母式超声波流量传感器，以实现相同管网管道口径下，更大的流量测量范围，以及更小的压力损失。

本实用新型的技术方案是：

一种子母式超声波流量传感器，包括母管段1和子管段2，子管段2在母管段1的管段通道内。母管段1和子管段2为两个同心管段。子管段2可与母管段1浇铸为一体，或做为独立件安装在母管段1内，根据实际需求更换不同直径的子管段2。母管段1和子管段2的管段内均安装有超声波换能器3。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种子母式超声波流量传感器，子管段2在母管段1的管段通道内。母管段1和子管段2为两个同心管段。子、母管段内分别安装有超声波换能器3。见附图3，依据流体力学原理，在圆形管网管道中，过水断面的流速分布呈抛物线型。当管网管道D的流速为V2～V1范围时，符合母管段1里的超声波换能器测量范围，当流速为V4～V3范围时，符合子管段2里的超声波换能器测量范围。因此，子母式超声波流量传感器实际可检测的量程范围为Lm。

综上，子母式超声波流量传感器的量程范围明显大于传统的超声波流量传感器，同时由于母管段为通径，可以实现更小的压力损失。

附图说明

附图1为传统传感器管段为通径时的剖面示意图。

附图2为传统传感器管段为变径时的剖面示意图。

附图3为本实用新型的剖面示意图。

附图中各符号、数字代表的含义是：

1、母管段，2、子管段，3、超声波换能器，R1通径传感器管段，R2缩径传感器管段，V1、通径管段/母管段最大流速的流速分布曲线，V2、通径管段/母管段最小流速的流速分布曲线，V3、缩径管段/子管段最大流速的流速分布曲线，V4、缩径管段/子管段最小流速的流速分布曲线，D、管网管道公称口径，L1、通径管段/母管段所能检测的量程范围，L2、缩径管段/子管段所能检测的量程范围，Lm、子母式超声波流量传感器所能检测的量程范围。

具体实施方式：

一种子母式超声波流量传感器，其特征在于，子管段2在母管段1的管段通道内。母管段1和子管段2为两个同心管段。子管段2可与母管段1浇铸为一体，或做为独立件安装在母管段1内，根据实际需求更换不同直径的子管段2。母管段1和子管段2的管段内均安装有超声波换能器3。