[发明专利]一种用于复合管道流量检测的超声波传感器及其安装方法

说明书

本发明公开了一种用于复合管道流量检测的超声波传感器，包括：声楔，为斜角为45°的楔块；阻尼层，为硅胶与钨粉的混合物且均匀涂抹于声楔的斜面上；匹配层，为环氧树脂且平整贴合于匹配层上；压电元件，平整贴合于匹配层上；外壳，将声楔和压电元件封闭在内部，且声楔的上下表面对应与和外壳的上下表面贴合。本发明还提供了一种用于复合管道流量检测的超声波传感器的安装方法：第一超声波传感器和第二超声波传感器均设于复合管道外壁的一侧，第三超声波传感器和第四超声波传感器均设于复合管道外壁的另一侧，第一超声波传感器和第四超声波传感器的连线与第二超声波传感器和第三超声波传感器的连线相互垂直。

技术领域

本发明涉及流量检测领域，具体而言，涉及一种用于复合管道流量检测的超声波传感器及其安装方法。

背景技术

用于传输浆液的复合管道由于具有橡胶内衬，且管道内流动的是含有固定量的酸性液体，因此流量不易测量，若要在不影响生产的情况下进行接触式测量不现实，因此非接触式超声波测量就是最佳的选择。非接触式超声波流量测量使用的传感器一般由一组组成，安装在管道两侧呈一定的角度，角度一般为180°，且该组传感器为一发一收或互为收发。发射电路输出一定幅度、一定频率的信号，这种信号施加到发射传感器后产生超声波信号，接收传感器则实现把接收到的超声波信号转变成电信号。转变成电信号后再经过放大、滤波等过程实现对超声波回波信号的提取，信号中包含流量信息，根据相关的算法即可得到管道中流体的流量。

传输浆液所用的古河管道的管壁是由钢管和内衬耐腐蚀的橡胶层材料组合在一起的，其折射和反射过程复杂，对传感器的设计与安装要求很高。现有的技术无法实现对该复合管道的浆液流量测量，且管道内流动的浆液是含有一定量的酸性液体。例如采用涡轮流量计进行流量测量时需要将其串入被测系统管路，破坏了系统的流阻特性，且安装维护非常不方便；容积式流量计由于存在机械转子、轴、轴承和齿轮等机械转动部件，计量表容易磨损，尤其对于含杂质较多的浆液，过滤网容易堵塞，造成计量表无法准确计量；同时由于湿法脱硫系统中管道外径比较大，电磁流量计也没法使用；传统的超声波流量计也没有应用于大管径衬胶管道流量检测的，主要是因为频率、安装方式等原因导致无法接受到信号。因此，市场上目前还没有一款适用于大管径衬胶管道的非接触式流量测量的仪表。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于复合管道流量检测的超声波传感器及其安装方法，解决在不影响生产的情况下，通过对传感器的设计与安装方法解决利用超声波流量测量方式测量复合管道浆液流量的问题。

本发明提供了一种用于复合管道流量检测的超声波传感器，该超声波传感器包括：

声楔，其为斜角为45°的楔块；

阻尼层，其为硅胶与钨粉的混合物且均匀涂抹于所述声楔的斜面上；

匹配层，其为环氧树脂且平整贴合于所述匹配层上；

压电元件，其平整贴合于所述匹配层上；

外壳，其将所述声楔和所述压电元件封闭在其内部，且所述声楔的上下表面对应与和所述外壳的上下表面贴合。

作为本发明的进一步改进，还包括过线孔，其贯穿所述外壳的一个侧壁并延伸到所述外壳的外部。

作为本发明的进一步改进，还包括锁紧帽，其套设于所述过线孔延伸到所述外壳外的部分上。

作为本发明的进一步改进，还包括线缆保护套，其与所述锁紧帽的端部连接。

作为本发明的进一步改进，还包括信号传输线，其一端焊接在所述压电元件上，所述信号传输线的另一端依次穿过所述过线孔和所述线缆保护套延伸到所述外壳外部。

作为本发明的进一步改进，还包括磁铁A和磁铁B，其二者分别设于所述外壳下表面的两端。