一种超声波流量计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声波流量计，包括用于构成气体流道和声路通道的模组主体、用于气体整流的导流片、用于辅助固定导流片的导流片挡板、用于发射和接收超声波的换能器、用于换能器定位和固定的换能器压盖、计算控制模块电路板、电路板固定框以及出气管；安装在模组主体上下游的两只换能器的装配方向与气体流道构成36.87度夹角，且二者相互对射。本实用新型专利技术一种超声波流量计结构紧凑，安装方便，在气表内安装表现出良好的适装性，采用对射的方式检测流体的流速，超声波多径现象的产生信号干扰相较于反射方式流量计大为减少，提高了计量精度，而且相较于反射方式信号衰减大大减少，可以有效减少计量模组的能耗。可以有效减少计量模组的能耗。可以有效减少计量模组的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波流量计


[0001]本技术涉及燃气计量
，更具体地说，涉及一种超声波流量计。

技术介绍

[0002]超声波流量计(超声波燃气表)是一种不同于传统气体流量计的新型燃气表，其工作原理是：采用时差法原理来测量特定流道内的燃气流速，即通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速；因时差法声速随流体温度变化带来的误差影响较小，同时，电子技术的发展已经达到了时差测量的工程要求，应用会越来越广泛。
[0003]现有的超声波流量计中，通常采用一对换能器(即一对超声波传感器)来发射和接收超声波信号，利用时间差计算燃气的流速；现有技术中，所述一对换能器在流量计内通常采用斜对射、反射或双反射的方式进行布置，以便相互配合，例如，中国专利CN103270396 A公开的一种超声波流量计，采用反射的方式设置换能器。
[0004]然而，现有的超声波流量计通常还存在一些不足：1、反射及双反射方式存在信号衰减大，导致信噪比差，从而使得干扰和能耗变大，有待改进；2、反射及双反射方式更容易引起声波多径问题，噪声和漂移影响大，时差测量干扰变大，测量精度变差，也要改进；3、斜对射布置换能器时，流体的流动方向与声道(即超声波的传播方向)存在夹角，又由于换能器安装结构原因，必存在主流道外的安装窝内声程问题。
[0005]因此，对现有的超声波流量计进行合适的算法和结构优化就非常有必要了。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本技术提出了一种超声波流量计，其具体技术方案如下：
[0007]一种超声波流量计，包括用于构成气体流道和声路通道的模组主体、用于气体整流的导流片、用于辅助固定导流片的导流片挡板、用于发射和接收超声波的换能器、用于换能器定位和固定的换能器压盖、计算控制模块电路板、电路板固定框以及出气管；
[0008]模组主体包括气体流道、声路通道，若将气体的流动方向定义为前方，则气体流道包括位于后部的整流罩段、位于中间的主流道段以及位于前部的出气管连接套，主流道段的截面为矩形，其左右两内侧壁上对应各开设有数条间距均匀布置的导流片安装卡槽，数片导流片上下安装在导流片安装卡槽内，在主流道段内形成供气体流通的矩形流道阵列，导流片挡板安装在主流道段的尾部；声路通道一体化安装在气体流道上，其中段与主流道段相交且呈夹角设置，声路通道的两头分别为截面呈矩形的换能器安装窝，换能器安装窝的外端部依次设置有换能器安装座、换能器压盖安装座；出气管连接套通过出气管扣与出气管相连接，实现出气管的轴向锁定，二者的连接处同时使用O型密封圈作密封；
[0009]电路板固定框扣装在模组主体上，计算控制模块电路板安装在电路板固定框内；安装在模组主体上下游的换能器安装座上的两只换能器分别与计算控制模块电路板用信号线相连，且分别各由一只安装在对应换能器压盖安装座上的换能器压盖作轴向及周向的定位和固定；上下游两换能器的装配方向与气体流道构成36.87度夹角，且二者相互对射；
计算控制模块电路板根据上下游两换能器之间的超声波的传播时间、气温和气压来计算气体的流量。
[0010]本技术一种超声波流量计结构紧凑，安装方便，在气表内安装表现出良好的适装性，采用对射的方式检测流体的流速，超声波多径现象的产生信号干扰相较于反射方式流量计大为减少，提高了计量精度，而且相较于反射方式信号衰减大大减少，可以有效减少计量模组的能耗。
[0011]优选地，整流罩段的断面设计为变矩形截面缩口，角部有变半径倒圆。
[0012]优选地，声路通道的中段与主流道段呈arctan3/4夹角相交。
[0013]优选地，每一换能器与对应的声路通道之间的工艺结构部分设计为消声腔，消声腔中对应设置有两个稍大于45
°
的倒角。
[0014]优选地，电路板固定框包括用于放置计算控制模块电路板的矩形沉坑、安装于矩形沉坑两侧且与模组主体相适配扣装的随形卡扣；计算控制模块电路板放在矩形沉坑上，在模组主体完全调试完成后用防腐蚀软胶自流封闭。
[0015]优选地，计算控制模块电路板上集成安装有温度传感器和压力传感器。
[0016]优选地，出气管的主体为一“L”形管，“L”形管进口处的外周面上对应开设有进口密封圈槽，位于进口密封圈槽内侧位置处的“L”形管上还设置有轴向固定卡槽和周向固定卡位；出气管连接套为两段圆管结构，靠内的第一段圆管与出气管的进口相连接，并利用套在进口密封圈槽上的O型密封圈形成密封；靠外的第二段圆管上设置有四条通槽，出气管扣穿过通槽，同时卡在出气管的轴向固定卡槽上，形成模组主体与出气管的轴向锁定；第二段圆管上同时设置两条凸榫，与出气管壁上的四个凸台组成的周向固定卡位结合，形成模组主体与出气管的周向锁定；出气管扣为由弹簧不锈钢制作的类“n”变形体。
[0017]优选地，主流道段的尾部设置有导流片挡板连接结构，导流片挡板连接结构为对称设置的两个铆柱；导流片挡板包括圆片基座，圆片基座的中间开有矩形孔，两侧设置对称两孔与对应的铆柱相配接。
[0018]优选地，导流片对应导流片挡板的头部为“单括号”修形结构，其前后两侧轮廓有0.3度斜度。
[0019]优选地，换能器安装座的内部设有换能器安装圆孔，外部安装端的端面为平面，两个换能器安装座中的换能器安装圆孔同轴，两安装端平面平行；换能器压盖包括环形基座，环形基座的内圈边缘处等间距环绕设置有四个弧形凸台，外圈边缘处对向设置有两个弧形包围和两个方孔拉扣，两个弧形包围的连线与两个方孔拉扣的连线垂直；弧形凸台、弧形包围、方孔拉扣位于环形基座的同侧，弧形凸台的侧面斜角大，台面窄小，方孔拉扣上设置有方孔；换能器压盖安装座上设置有两个倒角等腰梯形凸台，分别与换能器压盖上的两个方孔拉扣上的方孔接触结合；换能器压盖安装座上倒角等腰梯形凸台的两侧各设置有一矩形凸台，四个矩形凸台形成的沟位，对安装换能器压盖作前后方向的辅助约束。
[0020]通过采用上述技术方案，本技术具有了以下有益效果：
[0021](1)、本技术超声波流量计将气体流道与声路通道采用了一体化结构设计，更好地保证了批量生产的一致性，也更好地保证在运输、跌落等环境下结构的稳固性，从而更好地保证计量的准确可靠。
[0022](2)、本技术超声波流量计，结构紧凑安装方便，在气表内安装表现出良好的
适装性。
[0023](3)、本技术超声波流量计，采用对射的方式检测流体的流速，超声波多径现象的产生信号干扰相较于反射方式流量计大为减少，提高了计量精度，而且相较于反射方式信号衰减大大减少，可以有效减少计量模组的能耗。
[0024](4)、本技术超声波流量计，换能器安装窝内的声路截面为矩形，具有稳定的气体流场。
[0025](5)、本技术超声波流量计，安装了温度传感器和压力传感器，实时的气体温度和压力参数使计量算法更加可靠真实。
[0026](6)、本技术超声波流量计，计算控制模块电路板用防腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波流量计，其特征在于，包括用于构成气体流道和声路通道的模组主体、用于气体整流的导流片、用于辅助固定导流片的导流片挡板、用于发射和接收超声波的换能器、用于换能器定位和固定的换能器压盖、计算控制模块电路板、电路板固定框以及出气管；模组主体包括气体流道、声路通道，若将气体的流动方向定义为前方，则气体流道包括位于后部的整流罩段、位于中间的主流道段以及位于前部的出气管连接套，主流道段的截面为矩形，其左右两内侧壁上对应各开设有数条间距均匀布置的导流片安装卡槽，数片导流片上下安装在导流片安装卡槽内，在主流道段内形成供气体流通的矩形流道阵列，导流片挡板安装在主流道段的尾部；声路通道一体化安装在气体流道上，其中段与主流道段相交且呈夹角设置，声路通道的两头分别为截面呈矩形的换能器安装窝，换能器安装窝的外端部依次设置有换能器安装座、换能器压盖安装座；出气管连接套通过出气管扣与出气管相连接，实现出气管的轴向锁定，二者的连接处同时使用O型密封圈作密封；电路板固定框扣装在模组主体上，计算控制模块电路板安装在电路板固定框内；安装在模组主体上下游的换能器安装座上的两只换能器分别与计算控制模块电路板用信号线相连，且分别各由一只安装在对应换能器压盖安装座上的换能器压盖作轴向及周向的定位和固定；上下游两换能器的装配方向与气体流道构成36.87度夹角，且二者相互对射。2.根据权利要求1所述的一种超声波流量计，其特征在于，整流罩段的断面设计为变矩形截面缩口，角部有变半径倒圆。3.根据权利要求1所述的一种超声波流量计，其特征在于，声路通道的中段与主流道段呈arctan3/4夹角相交。4.根据权利要求1所述的一种超声波流量计，其特征在于，每一换能器与对应的声路通道之间的工艺结构部分设计为消声腔，消声腔中对应设置有两个稍大于45
°
的倒角。5.根据权利要求1所述的一种超声波流量计，其特征在于，电路板固定框包括用于放置计算控制模块电路板的矩形沉坑、安装于矩形沉坑两侧且与模组主体相适配扣装的随形卡扣；计算控制模块电路板放在矩形沉坑上，用防...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春耕，范益群，
申请(专利权)人：华昇浙江计量技术有限公司，
类型：新型
国别省市：