超声波流量计用流量管及超声波流量计

摘要

本发明公开了一种超声波流量计用流量管及超声波流量计，该流量计用流量管包括管体，在管体上设有振动信号入口及振动信号出口，在管体的内壁依次设有至少五个振动信号反射台，各振动信号发射台上设有反射平面，振动信号入口、第二个振动信号反射台两者相对于第一个振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，依次设置的三个振动信号反射台中，第一个振动信号反射台、第三个振动信号反射台两者相对于第二个振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，倒数第二个振动信号反射台、振动信号出口两者相对于倒数第一个振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波流量计用流量管及超声波流量计。

背景技术

超声波流量计是在管体上设有振动信号入口及振动信号出口，若管体内的液体处于静 态，超声波振子产生振动并经振动信号反射台反射至振动信号出口，由振动信号出口输出， 振动信号从振动信号入口至振动信号出口的传输时间是恒定的。但如果管体内的液体是流 动的，振动信号的传输时间会减少，通过测量其时间即可测得液体在管体内的流速，进而 测得液体在管体内的流量。

但现有的超声波流量计的管体内一般设置有两个振动信号反射台，超声波振子所产生 的振动通过振动信号入口进入后，经第一个振动信号反射台反射后，沿轴向方向传输至第 二个振动信号反射台，经第二个振动信号反射台反射后由振动信号出口传出。该结构具有 如下缺陷：

1、该超声波流量计的测量取决于第一个振动信号反射台与第二个振动信号反射台之间 的这段距离，无法准确的反映整段管体内液体的流动情况，精确性受到影响；

2、为提高测量的精度，测量的范围一般位于轴心位置，但液体在管体内流动时，由于 受管壁摩擦力的影响，液体在靠近管壁位置的流速会低于轴心位置的流速，也就是说，现 有的超声波流量计仅测量管体轴心位置的流速无法准确的反映液体的流量；

3、就现有的结构来说，在管体内由于仅有两次反射，所以，振动信号反射台需要凸出 至轴心位置，影响液体在管体内流动的顺畅性，加重了液体的扰流，并影响到测量的准确 性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种超声波流量计用流量管及超声波流 量计，本发明可以更好的测量管体内各点的流速，测量结果更准确。

其技术方案如下。

一种超声波流量计用流量管，包括管体，在管体上设有振动信号入口及振动信号出口， 在管体的内壁依次设有至少五个振动信号反射台，各振动信号发射台上设有反射平面，振 动信号入口、第二个振动信号反射台两者相对于第一个振动信号反射台的反射平面之间的 夹角相等，依次设置的三个振动信号反射台中，第一个振动信号反射台、第三个振动信号 反射台两者相对于第二个振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，倒数第二个振动信 号反射台、振动信号出口两者相对于倒数第一个振动信号反射台的反射平面之间的夹角相 等。

所述振动信号反射台为五个，即第一振动信号反射台、第二振动信号反射台、第三振 动信号反射台、第四振动信号反射台及第五振动信号反射台，振动信号入口、第二振动信 号反射台两者相对于第一振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，第一振动信号反射 台、第三振动信号反射台两者相对于第二振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，第 二振动信号反射台、第四振动信号反射台两者相对于第三振动信号反射台的反射平面之间 的夹角相等，第三振动信号反射台、第五振动信号反射台两者相对于第四振动信号反射台 的反射平面之间的夹角相等，第四振动信号反射台、振动信号出口两者相对于第五振动信 号反射台的反射平面之间的夹角相等。

所述第一振动信号反射台与第五振动信号反射台的轴向投影重合，所述第一振动信号 反射台与所述第二振动信号连线、所述第二振动信号反射台与第三振动信号反射台之间的 连线、所述第三振动信号反射台与第四振动信号反射台之间的连线、第四振动信号反射台 与第五振动信号反射台的连线的轴向投影连成正方形。

所述振动信号反射台为六个，即第一振动信号反射台、第二振动信号反射台、第三振 动信号反射台、第四振动信号反射台、第五振动信号反射台及第六振动信号反射台，振动 信号入口、第二振动信号反射台两者相对于第一振动信号反射台的反射平面之间的夹角相 等，第一振动信号反射台、第三振动信号反射台两者相对于第二振动信号反射台的反射平 面之间的夹角相等，第二振动信号反射台、第四振动信号反射台两者相对于第三振动信号 反射台的反射平面之间的夹角相等，第三振动信号反射台、第五振动信号反射台两者相对 于第四振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，第四振动信号反射台、第六振动信号 反射台两者相对于第五振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等，第五振动信号反射台、 振动信号出口两者相对于第六振动信号反射台的反射平面之间的夹角相等。

所述第一振动信号反射台与第六振动信号反射台的轴向投影重合，所述第一振动信号 反射台与所述第二振动信号连线、所述第二振动信号反射台与第三振动信号反射台之间的 连线、所述第三振动信号反射台与第四振动信号反射台之间的连线、第四振动信号反射台 与第五振动信号反射台的连线、所述第五振动信号反射台与第六振动信号反射台连线的轴 向投影连成正五边形。

所述第一振动信号反射台与第六振动信号反射台的轴向投影重合，所述第一振动信号 反射台与所述第二振动信号连线、所述第二振动信号反射台与第三振动信号反射台之间的 连线、所述第三振动信号反射台与第四振动信号反射台之间的连线、第四振动信号反射台 与第五振动信号反射台的连线、所述第五振动信号反射台与第六振动信号反射台连线的轴 向投影连成正五角星形。

所述管体包括外管及内管，内管套设于外管内，在内管上设有安装孔，各振动信号反 射台设于安装孔内。

各振动信号反射台包括柱台及安装端台，安装端台位于柱台的下端，该安装端台位于 所述安装孔内，在安装端台与安装孔之间设有相对应的定位角。

一种超声波流量计，包括前述流量管，还包括有超声波振子及振动检测元件，超声波 振子及振动检测元件分别朝向所述振动信号入口及振动信号出口，超声波振子及振动检测 元件均与分析电路电气连接。

下面对本发明的优点或原理进行说明：

1、由于在管体内设置的振动信号反射台为五个或六个，振动信号在管体内可以产生多 次反射，也就是说，测量的结果取决于多段水流的情况；同时由于增加了振动信号反射台， 可以更自由的对测量位置进行设计，使测量结果不但反映出管体轴心位置的流速，也能反 映出靠近管壁处的流速，进一步提高测量的准确性；

2、由于振动信号反射台上的反射面不需设置于管体的轴心位置，尽可能的减少了振动 信号反射台对于管体内液体的影响，减少了扰流，提高了测量的准确性；

3、如果采用五个振动信号反射台，振动信号反射台连线的轴向投影连成正方形；如果 采用六个振动信号反射台，振动信号反射台连线的轴向投影连成正五边形或正五角星形， 以使测量结果准确的反映出管体整个截面的流速；

4、管体采用内管、外管套设的结构，可以方便各振动信号反射台的安装与设置，在安 装时，先将各振动信号反射台装于内管上，再将内管套入外管，安装方便，该结构可以降 低加工难度；

5、各振动信号反射台包括柱台及安装端台，安装端台位于柱台的下端，安装孔为阶梯 孔，在安装后，可以避免各振动信号反射台从安装孔中退出，其定位角可以避免振动信号 反射台转动。

附图说明

图1是本发明实施例一中，所述超声波流量计用流量管的外形图；

图2是本发明实施例一中，各振动信号反射台在内管上的安装示意图(剖视)；

图3是图2中，各振动信号在各振动信号反射台上的反射示意图；

图4是其中一个振动信号反射台的结构图；

图5是安装孔的结构图；

图6是本发明实施例二中，各振动信号反射台在内管上的安装示意图(剖视)；

图7是图6中，各振动信号在各振动信号反射台上的反射示意图；

附图标记说明：

1、管体，2、振动信号入口，3、振动信号出口，4、内管，5、第一振动信号反射台， 6、第二振动信号反射台，7、第三振动信号反射台，8、第四振动信号反射台，9、第五振 动信号反射台，10、第六振动信号反射台，11、安装孔，12、柱台，13、安装端台，14、 反射平面。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一

一种超声波流量计，包括流量管、超声波振子及振动检测元件，超声波振子及振动检 测元件分别朝向所述振动信号入口2及振动信号出口3，超声波振子及振动检测元件均与分 析电路电气连接(图中未示出)。超声波流量计用流量管如图1至图5所示，其包括管体1， 在管体1上设有振动信号入口2及振动信号出口3，在管体1的内壁依次设有五个振动信号 反射台，各振动信号发射台上设有反射平面14，振动信号入口2、第二个振动信号反射台 两者相对于第一个振动信号反射台的反射平面14之间的夹角相等，依次设置的三个振动信 号反射台中，第一个振动信号反射台、第三个振动信号反射台两者相对于第二个振动信号 反射台的反射平面14之间的夹角相等，倒数第二个振动信号反射台、振动信号出口3两者 相对于倒数第一个振动信号反射台的反射平面14之间的夹角相等。

具体而言，本实施例中，所述振动信号反射台为五个，即第一振动信号反射台5、第二 振动信号反射台6、第三振动信号反射台7、第四振动信号反射台8及第五振动信号反射台 9，振动信号入口2、第二振动信号反射台6两者相对于第一振动信号反射台5的反射平面 14之间的夹角相等，第一振动信号反射台5、第三振动信号反射台7两者相对于第二振动 信号反射台6的反射平面14之间的夹角相等，第二振动信号反射台6、第四振动信号反射 台8两者相对于第三振动信号反射台7的反射平面14之间的夹角相等，第三振动信号反射 台7、第五振动信号反射台9两者相对于第四振动信号反射台8的反射平面14之间的夹角 相等，第四振动信号反射台8、振动信号出口3两者相对于第五振动信号反射台9的反射平 面14之间的夹角相等。

所述第一振动信号反射台5与第五振动信号反射台9的轴向投影重合，所述第一振动 信号反射台5与所述第二振动信号连线、所述第二振动信号反射台6与第三振动信号反射 台7之间的连线、所述第三振动信号反射台7与第四振动信号反射台8之间的连线、第四 振动信号反射台8与第五振动信号反射台9的连线的轴向投影连成正方形。

所述管体1包括外管及内管4，内管4套设于外管内，在内管4上设有安装孔11，各 振动信号反射台设于安装孔11内。各振动信号反射台包括柱台12及安装端台13，安装端 台13位于柱台12的下端，该安装端台13位于所述安装孔11内，在安装端台13与安装孔 11之间设有相对应的定位角。

本实施例具有如下优点：

1、由于在管体1内设置的振动信号反射台为五个，振动信号在管体1内可以产生多次 反射，也就是说，测量的结果取决于多段水流的情况；同时由于增加了振动信号反射台， 可以更自由的对测量位置进行设计，使测量结果不但反映出管体1轴心位置的流速，也能 反映出靠近管壁处的流速，进一步提高测量的准确性；

2、由于振动信号反射台上的反射面不需设置于管体1的轴心位置，尽可能的减少了振 动信号反射台对于管体1内液体的影响，减少了扰流，提高了测量的准确性；

3、如果采用五个振动信号反射台，振动信号反射台连线的轴向投影连成正方形，以使 测量结果准确的反映出管体1整个截面的流速；

4、管体1采用内管4、外管套设的结构，可以方便各振动信号反射台的安装与设置， 在安装时，先将各振动信号反射台装于内管4上，再将内管4套入外管，安装方便，该结 构可以降低加工难度；

5、各振动信号反射台包括柱台12及安装端台13，安装端台13位于柱台12的下端， 安装孔11为阶梯孔，在安装后，可以避免各振动信号反射台从安装孔11中退出，其定位 角可以避免振动信号反射台转动。

实施例二

如图6、图7所示，本实施例中，所述振动信号反射台为六个，即第一振动信号反射台 5、第二振动信号反射台6、第三振动信号反射台7、第四振动信号反射台8、第五振动信号 反射台9及第六振动信号反射台10，振动信号入口2、第二振动信号反射台6两者相对于 第一振动信号反射台5的反射平面14之间的夹角相等，第一振动信号反射台5、第三振动 信号反射台7两者相对于第二振动信号反射台6的反射平面14之间的夹角相等，第二振动 信号反射台6、第四振动信号反射台8两者相对于第三振动信号反射台7的反射平面14之 间的夹角相等，第三振动信号反射台7、第五振动信号反射台9两者相对于第四振动信号反 射台8的反射平面14之间的夹角相等，第四振动信号反射台8、第六振动信号反射台10两 者相对于第五振动信号反射台9的反射平面14之间的夹角相等，第五振动信号反射台9、 振动信号出口3两者相对于第六振动信号反射台10的反射平面14之间的夹角相等。

所述第一振动信号反射台5与第六振动信号反射台10的轴向投影重合，所述第一振动 信号反射台5与所述第二振动信号连线、所述第二振动信号反射台6与第三振动信号反射 台7之间的连线、所述第三振动信号反射台7与第四振动信号反射台8之间的连线、第四 振动信号反射台8与第五振动信号反射台9的连线、所述第五振动信号反射台9与第六振 动信号反射台10连线的轴向投影连成正五边形或正五角星形。

本实施例的原理与实施例一相同，设置六个振动信号反射台之后，可以通过各振动信 号反射台的布置，以使测量结果准确的反映出管体1整个截面的流速。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构 思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。