一种用于提升流场稳定性的新型超声波气表流道

摘要

本实用新型公开了一种用于提升流场稳定性的新型超声波气表流道，包括腔体，所述腔体内设有导流板，在所述导流板上方设有阀门，所述阀门外接进气口，下方设有导管，所述导管上设有入口段、测量段、出口段，还设有出气管，出气口，所述导管与所述出气管之间连接有缓冲腔；还设有换能器安装架；在入口段还设有栅格网。本实用新型的有益效果是：流道整合了栅格网、喇叭口、整流片式整直器等结构，用于提升流场稳定性，降低了超声波在进行流量测量时的衰减程度；保证换能器安装架所获取的顺、逆时间差位于合理区间范围内，使测量段的流场更加稳定，提升超声波测量精度，保证安装此流道的超声波气表压损在检定规程所要求的范围之内。

说明书

技术领域

本实用新型涉及计量设备领域，特别是一种用于提升流场稳定性的新型超声波气表流道。

背景技术

超声波气表凭借其测量精度高、可靠性好、量程比宽、使用寿命长等优点，成为发展前景最为广阔的一类气表，测量精度是衡量气表计量的一项重要指标。超声波燃气表是速度式测量仪表，通过对飞行时间的测量求解得到加载于声波传输过程中的流场速度信息。

然而，目前国内许多超声波燃气表由于没有安装整流器或安装整流器不合理，导致气体流动稳定性较差，超声波检测数据波动较大，计量精度较差。采用W型的声道布置时超声波信号衰减过于严重，而采用Z型声道布置时由于顺、逆时差较小致使测量精度过低。

专利文献CN204346516U公开了一种具有稳流效果的超声波气表流道结构，包括超声波测量管道和流道本体，流道本体为扁状矩形块状结构，增加了气体流速，超声波行程长，保证超声波顺、逆时间差最大；流道本体口径略小于超声波测量管道口径，与超声波测量管到嵌入式连接；流道本体在进气口处设有倒角并在进气口附近设有多层水平稳流片，稳流片为片状的平板结构，气体经过多层稳流片稳流后，保证了复杂条件下气体流场的稳定性，提高了超声波计量的稳定性。流道本体的出气口有一定的弯曲度，其和超声波测量管道垂直，弯曲处为弧状且有一定的高度落差，增加流道内流经气体的稳定性；流道本体在出口处设有喇叭口，喇叭口与流道本体嵌入式连接，气体排出顺畅，具有稳流作用。这种流道结构过于简单，并且管道过长，气流压损较大，影响测量精度。

专利文献CN111595397A，公开了一种用于超声波气表的测量管体结构，其包括：一第一端口气舱、一第二端口气舱、一直线型测量管、一第一超声波传感器、一第二超声波传感器以及密封螺栓；所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器的中心轴线，与所述直线型测量管的中心轴线重合。本发明通过超声波气表两端设计的端口气舱进行缓冲，保证测量管路内气流稳定；利用直线型测量管路进行测量，流速测量灵敏度高，超声波气表流量测量的准确性好。但是这种结构，气流缓冲结构空间太大，容易形成漩涡，影响测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上技术缺陷，提出一种用于提升流场稳定性的新型超声波气表流道，确保气体流动稳定，提高计量精度。

本实用新型为实现其技术目的所采取的技术方案是：一种用于提升流场稳定性的新型超声波气表流道，包括腔体，所述腔体内设有导流板，在所述导流板上方设有阀门，所述阀门外接进气口，下方设有导管，所述导管上设有入口段、测量段、出口段，在所述腔体内、所述导管右侧还设有出气管，所述出气管末端外接出气口，所述导管与所述出气管之间连接有缓冲腔；

在所述导管上、所述测量段外壁上，还设有换能器安装架；在所述导管上、所述入口段还设有栅格网。

优选的，所述腔体的垂直截面为长方体结构，包括左侧壁、右侧壁、上侧壁、下侧壁，所述阀门开口朝向所述左侧壁。

优选的，导流板一端连接在所述左侧壁上，另一端向所述右侧壁延伸，并且导流板右端与所述右侧壁之前的距离大于出气管的直径。

优选的，在所述导管测量段内壁上设有凹槽，所述凹槽内插接有整流片。

优选的，所述导管入口段为喇叭口结构。

优选的，所述栅格网上设有方形孔。

优选的，所述缓冲腔的宽度大于所述导管宽度，所述缓冲腔的长度大于所述出气管直径。

优选的，所述导管与所述出气管相互垂直。

优选的，所述换能器安装架包括底板和安装孔，所述底板与所述导管连接，所述安装孔包括相互对称的两个，并且所述安装孔轴心与所述底板夹角为锐角。

优选的，所述导管上开设有槽口，所述槽口与所述换能器安装架之间设有导流片和密封圈，所述导流片上设有两个通孔，所述通孔与所述安装孔一一对应。

本实用新型的有益效果是：流道整合了栅格网、喇叭口、整流片式整直器等结构，用于提升流场稳定性，降低了超声波在进行流量测量时的衰减程度；保证换能器安装架所获取的顺、逆时间差位于合理区间范围内，使测量段的流场更加稳定，提升超声波测量精度，保证安装此流道的超声波气表压损在检定规程所要求的范围之内。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图；

图2为导管与出气管结构立体图；

图3为导管与出气管另一角度立体图；

图4为导管剖视图。

图中标记为：1、腔体；101、左侧壁；102、右侧壁；103、上侧壁；104、下侧壁；

2、导流板；3、阀门；4、进气口；5、导管；51、入口段；52、测量段；521、凹槽；

522、整流片；53、出口段；54、槽口；55、导流片；56、密封圈；57、通孔；6、出气管；7、出气口；8、缓冲腔；9、换能器安装架；91、底板；92、安装孔；10、栅格网；

12、方形孔。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例一

如图1-4所示：一种用于提升流场稳定性的新型超声波气表流道，包括腔体1，所述腔体1内设有导流板2，在所述导流板2上方设有阀门3，所述阀门3外接进气口4，下方设有导管5，所述导管5上设有入口段51、测量段52、出口段53，在所述腔体1内、所述导管5右侧还设有出气管6，所述出气管6末端外接出气口7，所述导管5与所述出气管6之间连接有缓冲腔8；

在所述导管5上、所述测量段52外壁上，还设有换能器安装架9；在所述导管5上、所述入口段51还设有栅格网10。

所述腔体1的垂直截面为长方体结构，包括左侧壁101、右侧壁102、上侧壁103、下侧壁104，所述阀门3开口朝向所述左侧壁101。

导流板2一端连接在所述左侧壁101上，另一端向所述右侧壁102延伸，并且导流板2右端与所述右侧壁102之前的距离大于出气管6的直径。

在所述导管5的测量段52内壁上设有凹槽521，所述凹槽521内插接有整流片522。

所述导管5入口段51为喇叭口结构。

所述栅格网10上设有方形孔12。

所述缓冲腔8的宽度大于导管5宽度，所述缓冲腔8的长度大于所述出气管6直径。

所述导管5与所述出气管6相互垂直。

所述换能器安装架9包括底板91和安装孔92，所述底板91与所述导管5连接，所述安装孔92包括相互对称的两个，并且所述安装孔92轴心与所述底板91夹角为锐角。

所述导管5上开设有槽口54，所述槽口54与所述换能器安装架9之间设有导流片55和密封圈56，所述导流片55上设有两个通孔57，所述通孔57与所述安装孔92一一对应。

本实用新型的工作原理及工作过程如下：

如图1中箭头所示方向：当燃气从阀门3进入后，由于阀门3开口朝向左侧壁101，因此燃气先流向腔体1左侧壁101，然后从左侧壁101、导流板2、上侧壁103围成的区域，向右流动；再加上导流板2较长，并且向右延伸，因此对燃气流速起了缓冲作用；

燃气再从导流板2右端与右侧壁102以及出气管6之间的缝隙处向下流动，再向左流动，进入左侧壁101、导流板2、下侧壁104围成的区域，然后从喇叭口结构的导管5入口段51进入导管。进入导管5时，带有方形孔12的格栅网10将气流分割开，然后进入整流片522之间的通道，方形孔12与每层整流片522之间的气流通道相对应，将流动不规则的气流进行初步约束，减小了燃气的径向速度，进一步提升流动稳定性；再向右流经缓冲腔8，经出气管6排出。在导管5的测试段，换能器安装架9上安装的换能器完成测试。

本实用新型所述的超声波气流通道相对简单，便于开模，能有效提升产品的一致性，既能保证超声波测量信号的有效性，又能够显著提升流场稳定性，密封圈保证了其密封效果，同时对燃气进行实测的压损较小。