一种超声波流量计制造技术

本发明专利技术提供了一种超声波流量计，包括两个超声波换能器、流体管路以及超声波流量测量电路和软件系统，流体管路包括管路主体和两个导波结构，管路主体为直管状，两个导波结构分别设置在管路主体的外周且间隔一定距离，两个导波结构相背的端面为两个耦合界面，两个超声波换能器分别在两个耦合界面上与流体管路耦合连接。本申请中通过导波结构将一个超声波换能器发射的超声波扩散到管路主体内的待测液体中，使得超声波有效进入待测液体中并可在管路主体中传播被另一个超声波换能器接收，增长了超声波的声学通路，且管路主体的直管状设计可减少压力损失，提高待测液体对超声波的运送效率，减小测量误差，且方便于对小直径管路内的液体进行流量测量。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波流量计
本专利技术涉及超声波流量检测
，特别涉及一种超声波流量计。
技术介绍
超声波流量计通常利用压电材料的压电效应，采用适当的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动。超声波从某个方向射入流体管路中传播，然后由接收换能器接收，经压电元件变为电能，以便检测。根据信号检测的原理，目前超声波流量计主要采用时差法和多普勒法两种类型。多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流速测量。时差法是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传播时传播时间之差来反映流体的流速，超声波传播方向可以与管路有一定的角度也可以完全同轴。在对半导体生产中的超纯水用量监控、化学腐蚀液体的流速检测、生物反应容器的进液排液过程、色谱法分离过程中的酸碱平衡控制、血透仪中的血液药液流速监控等领域进行液体流速测量时用到的管路直径相对较小，一般为2毫米到30毫米，传统的超声波流量计的传感器尺寸较大，很难安装到此类小直径管路上进行测量，虽然一些夹持式超声波流量计的传感器也能在小管路上通过斜着向管路内发射超声波的方式对液体流量进行测量，但因为这种方式中，超声波是以一定夹角进入待测液体中，大部分超声波会碰到管壁后反射，只有少部分超声波会继续向前传播，并且在管路内的声学通路相对较短，超声波在上下游方向的传播时间之差或者相位不大，导致系统解析度不够，测量误差大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超声波流量计，以解决现有技术中超声波流量计在小直径管路中安装困难、测量误差大的问题。具体技术方案如下：本专利技术提供一种超声波流量计，包括：超声波传感器，包括两个超声波换能器，用于轮流发射和接收超声波信号；流体管路，包括管路主体和两个导波结构，所述管路主体为直管状，待测液体在所述管路主体内流动，两个所述导波结构分别设置在所述管路主体的外周且间隔一定距离，两个所述导波结构相背的端面为两个耦合界面，两个所述超声波换能器分别在两个所述耦合界面上与所述流体管路耦合连接，一个所述超声波换能器发射的超声波信号能被另一个所述超声波换能器接收；超声波流量测量电路和软件系统，与所述超声波传感器电连接，用于根据两个所述超声波换能器接收到的超声波信号的时间差或相位差测量所述待测液体的流速。可选的，所述管路主体和所述导波结构的材料为塑料、橡胶或复合型材料，并且所述管路主体和所述导波结构的材料的声速与待测液体的声速相差不超过20％。可选的，所述流体管路为一体化加工成型。可选的，所述流体管路为分体式加工，并通过机械方式压紧连接成型，或通过超声波焊接成型，或通过粘合剂、油脂、或高粘稠度材料粘合的方式连接成型。可选的，所述导波结构与所述超声波换能器通过物理方式施压实现耦合连接，并且所述耦合界面的连接处之间还设有声学耦合材料。可选的，所述导波结构与所述超声波换能器通过粘合剂粘合实现耦合连接。可选的，所述导波结构为实心结构。可选的，所述导波结构为空心密封结构，里面注满与所述待测液体的声学特征相似的液体。可选的，所述管路主体的横截面为圆形、椭圆形、正方形或者长方形，所述导波结构的形状为圆柱体、正方体、长方体或者锥体。可选的，所述超声波换能器的形状为一个带孔的圆形、两个带孔的半圆形、带孔的正方形或者带孔的长方形，所述孔为圆形、椭圆形、方形或者长方形。本专利技术提供的一种超声波流量计，具有以下有益效果：所述超声波流量计包括超声波传感器、流体管路以及与所述超声波传感器电连接的超声波流量测量电路和软件系统，其中，所述超声波传感器包括两个用于轮流发射和接收超声波信号的超声波换能器，所述流体管路包括管路主体和两个导波结构，所述管路主体为直管状，待测液体在所述管路主体内流动，两个所述导波结构分别设置在所述管路主体的外周且间隔一段距离，两个所述导波结构相背的端面为两个耦合界面，两个所述超声波换能器分别在两个所述耦合界面上与所述流体管路耦合连接，一个所述超声波换能器发射的超声波信号能被另一个所述超声波换能器接收，所述超声波流量测量电路和软件系统，用于根据两个所述超声波换能器接收到的超声波信号的时间差或相位差测量流体流速。本申请中通过所述导波结构将一个所述超声波换能器发射的超声波扩散到所述管路主体内的待测液体中，这样所述超声波可有效进入待测液体中并可在直管状的管路主体中传播被另一个所述超声波换能器接收，有效地增长了超声波在待测液体内的声学通路，且管路主体的直管状设计可有效减少压力损失，提高待测液体对超声波的运送效率，从而减小了超声波流量计的测量误差、提高其测量精度，方便于对小直径管路内的低流速液体进行流量测量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种超声波流量计的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的一种超声波流量计的剖面示意图；图3是本专利技术实施例二提供的一种超声波流量计中所述流体管路的结构示意图；图4是本专利技术实施例三提供的一种超声波流量计中所述流体管路的结构示意图；图5是本专利技术实施例四提供的一种超声波流量计中所述流体管路的结构示意图；图6是本专利技术实施例五提供的一种超声波流量计中所述流体管路的结构示意图；图7是本专利技术实施例六提供的一种超声波流量计中所述流体管路的结构示意图；图8是本专利技术实施例七提供的一种超声波流量计中所述流体管路的结构示意图；其中，附图1～8的附图标记说明如下：11-超声波换能器；21-导波结构；22-管路主体；231-流体入口；232-流体出口。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种超声波流量计作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。<实施例一>如
技术介绍
所述，现有的超声波流量计小直径管路中安装困难，且在测量过程中，超声波在管路内的声学通路相对较短，超声波在上下游方向的传播时间之差或者相位差不大，导致系统解析度不够，测量误差大。对此，本实施例提供一种超声波流量计，特别适用于对小直径管路中液体流量进行测量。图1是本实施例提供的一种超声波流量计的结构示意图，请参阅图1，所述超声波流量计包括超声波传感器、流体管路、超声波流量测量电路和软件系统(图中未示出)，所述流体管路与所述超声波传感器耦合连接，所述超声波流量测量电路和软件系统与所述超声波传感器电连接，用于根据所述超声波换能器接收到的超声波信号测量流体流速。具体的，所述超声波传感器包括两个超声波换能器11，用于轮流发射和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波流量计，其特征在于，包括：/n超声波传感器，包括两个超声波换能器，用于轮流发射和接收超声波信号；/n流体管路，包括管路主体和两个导波结构，所述管路主体为直管状，待测液体在所述管路主体内流动，两个所述导波结构分别设置在所述管路主体的外周且间隔一定距离，两个所述导波结构相背的端面为两个耦合界面，两个所述超声波换能器分别在两个所述耦合界面上与所述流体管路耦合连接，一个所述超声波换能器发射的超声波信号能被另一个所述超声波换能器接收；/n超声波流量测量电路和软件系统，与所述超声波传感器电连接，用于根据两个所述超声波换能器接收到的超声波信号的时间差或相位差测量所述待测液体的流速。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波流量计，其特征在于，包括：
超声波传感器，包括两个超声波换能器，用于轮流发射和接收超声波信号；
流体管路，包括管路主体和两个导波结构，所述管路主体为直管状，待测液体在所述管路主体内流动，两个所述导波结构分别设置在所述管路主体的外周且间隔一定距离，两个所述导波结构相背的端面为两个耦合界面，两个所述超声波换能器分别在两个所述耦合界面上与所述流体管路耦合连接，一个所述超声波换能器发射的超声波信号能被另一个所述超声波换能器接收；
超声波流量测量电路和软件系统，与所述超声波传感器电连接，用于根据两个所述超声波换能器接收到的超声波信号的时间差或相位差测量所述待测液体的流速。


2.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于，所述管路主体和所述导波结构的材料为塑料、橡胶或复合型材料，并且所述管路主体和所述导波结构的材料的声速与待测液体的声速相差不超过20％。


3.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于，所述流体管路为一体化加工成型。


4.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于，所述流体管路为分体式加工，并通过机械方...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈西琳，张宇明，
申请(专利权)人：上海迅音科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31