超聲波流量計量管段的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于超聲波流量計量領域，具體涉及一種超聲波流量計量管段,包括外管（1）和能夠使外管對之緊密限定的內管（2），所述內管為可拆分組裝的上部內管（21）和下部內管（22），其上開設有與內管本體一體化形成的用于安裝超聲波換能器的超聲波換能器安置孔（211），通過外管上直徑與超聲波換能器安置孔211的直徑相當的讓位孔（11）延伸至管段外。在超聲波換能器安置孔（211）與內管本體連接部位的外周安置密封圈，所述密封圈與外管的內管壁、內管的外管壁和超聲波換能器安置孔的外周壁相切。本實用新型技術方案不僅能夠簡化復合管段的定位方案，還能夠提高復合管段的密封性能，是結構合理且有效的超聲波流量計量管段。
【專利說明】超聲波流量計量管段
【技術領域】
[0001]本發明屬于超聲波流量計量領域，具體涉及一種超聲波流量計量管段。
【背景技術】
[0002]時差法超聲波流量計是目前流行的超聲波流量計。其設計原理為:安裝有雙向超聲波收發一體化換能器的流體計量管道，在順流和逆流方向交替發射超聲波信號并接收超聲波產生回波信號，并以此計算出超聲波在流體傳播中，一次交替所產生的傳播時差，后經相關轉化數學模型計算出管道內流體流量。因此，在超聲波流量計量管段上通常設置兩個安裝孔用于安裝超聲波換能器；另一方面，為了使兩個超聲波換能器能夠互相收發超聲波，在管道內部還應當設置有反射鏡，用于反射超聲波使其能夠到達另一個換能器。
[0003]在現有技術中，通常采用雙層復合管作為超聲波流量計量管段，雙層復合管段具有諸多優勢，例如可以在內管壁上安裝反射鏡，避免在管道中間位置安裝反射鏡架，降低內阻，還可以實現多種反射路徑方式；另外，雙層復合管段還能夠降低流管內流體壓力對計量管段強度的要求。然而，參見圖1，對于采用雙層復合管段的超聲波流量計量管段來說，在安裝過程中需要將內管插入外管中，由于此安裝過程的限制，用于安裝超聲波換能器的安置孔必須開設在外管壁上1，通過在內管2上開設的讓位孔2a使超聲波信號發射進入流體中。為了解決定位問題，需要在外管和內管上的換能器安裝孔上安裝定位卡槽7或者采用其他方式來準確定位外管I和內管2 ;為了解決密封問題，需要在定位卡槽與換能器之間安裝密封圈，在換能器上部采用螺釘8固定安裝，防止管道內流體進入檢測腔體，為了安裝密封圈4，還需要將換能器3制作成階梯式。可以看出，此種管道結構較為復雜，并且隨著管道內流體壓力的增加，密封效果也隨之降低。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種結構簡單、密封效果好的超聲波流量計量管段。
[0005]為實現以上目的，本發明采用的技術方案為:一種超聲波流量計量管段，包括外管I和能夠使外管對之緊密限定的內管2，所述內管為可拆分組裝的上部內管21和下部內管22，其上開設有與內管本體一體化形成的用于安裝超聲波換能器的超聲波換能器安置孔211，通過外管上直徑與超聲波換能器安置孔211的直徑相當的讓位孔11連通至管段外。
[0006]優選地，所述超聲波換能器安置孔的個數為2，位于上部內管21上。
[0007]優選地，在超聲波換能器安置孔211與內管本體連接部位的外周安置密封圈，當下部內管插入至外管中時，所述密封圈與外管的內管壁、內管的外管壁和超聲波換能器安置孔的外周壁相切。
[0008]本發明的有益效果在于:
[0009]I)將內管設置成可拆分組裝的上部內管和下部內管，在上部內管上開設有與內管本體一體化形成的用于安裝超聲波換能器的超聲波換能器安置孔，安裝過程中首先將上部內管上的超聲波換能器安置孔插入至外管上直徑與之相當的讓位孔，可以實現準確定位。且相對于現有技術結構更為簡單、安裝更加方便；
[0010]2)為了解決密封問題，在超聲波換能器安置孔與內管本體連接部位的外周安置密封圈，當下部內管插入外管中預訂位置時，所述密封圈即與外管的內管壁、內管的外管壁和超聲波換能器安置孔的外周壁相切，此種密封結構結構簡單，且隨著內管中流體壓力的增力口，密封圈逐漸被壓緊，密封效果隨之增加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是現有技術中的復合管段結構剖視示意圖；
[0012]圖2是本發明第一實施例的剖視示意圖；
[0013]圖3是本發明第二實施例的剖視示意圖；
[0014]圖4是本發明的側視圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明做進一步描述。
[0016]實施例1:參見圖2，一種超聲波流量計量管段，包括外管I和內管2，內管的直徑稍小于外管，當內管插入外管時，外管能夠對內管進行緊密限定，本發明的關鍵在于:所述內管為可拆分組裝的上部內管21和下部內管22，在上部內管上開設有與內管本體一體化形成的用于安裝超聲波換能器的超聲波換能器安置孔211，該安置孔211通過外管上直徑與超聲波換能器安置孔211的直徑相當的讓位孔11延伸至管段外容納電子器件的腔體之中。
[0017]在安裝過程中，安裝過程中首先將上部內管上的超聲波換能器安置孔插入至外管上直徑與之相當的讓位孔，實現準確定位，再將與之配合的下部內管緊密插入至預定位置，能夠防止流體泄露。本發明結構簡單、安裝方便，能夠克服因傳統安裝方式的限制導致的結構不合理性。
[0018]為了解決密封問題，在超聲波換能器安置孔211與內管本體連接部位的外周安置密封圈4，當內管安裝完畢時，所述密封圈應當與外管的內管壁、內管的外管壁和超聲波換能器安置孔的外周壁相切。此種密封結構不僅簡單易行，且隨著內管中流體壓力的增加，密封圈逐漸被壓緊，密封效果隨之增加，即使內管中泄露少量流體至外管內，也能夠避免其進入檢測腔體。
[0019]為了獲取管道內流體的溫度，用于調整流量檢測系統在不同溫度下的計算參數，還需要在流量計量管段上設置溫度傳感器，對于復合管段來說，將溫度傳感器6設置在內管2上能夠使溫度的檢測更為準確。為了接線方便，溫度傳感器可以設置在換能器安置孔附近，將線路一體化注塑在換能器安置孔的管壁內部。
[0020]作為優選的方案，沿著垂直于管道軸線方向看，所述內管可拆分組裝的上部內管21和下部內管22之間形成的切割線20為水平直線，切割線的位置可以根據需要來確定，只要避開反射鏡位置即可。
[0021]實施例2:參見圖3，與實施例1的其他部分相同，區別在于沿著垂直與管道軸線方向看，所述內管可拆分組裝的上部內管21和下部內管22之間形成的切割線20為傾斜直線。傾斜的切割線使得下部內管的安裝更為方便，隨著管道的深入與上部內管形成更加緊密的配合，且不會導致下部內管過界安裝。
[0022]為了準確定位上部內管和下部內管，所述內管2的沿軸線的長度小于外管I的長度，在內管的兩側安裝用于定位內管的對絲5，一方面能夠防止下部內管過界安裝，更重要的是，當通入兩個方向的水流時不會使下部內管偏離預定位置。應當注意的是，所述對絲只是定位的優選方案，還可以采用其他能夠想到的定位方式來實現。
[0023]進一步地，參見圖4，在所述內管管壁上還設有四個反射鏡23，其中第一、四反射鏡231、234位于與超聲波換能器相對的下壁上，其反射面的法線在空間直角坐標系中具有三個分量；第二、三反射鏡232、233的法線方向在直角坐標系中有兩個分量,其中，第二反射鏡232設于兩個超聲波換能器安裝孔之間的上管壁上并偏向一側，第三反射鏡233設于兩個超聲波換能器安裝孔之間的上管壁上并偏向另一側；前述直角坐標系的一個軸沿著管段軸向延伸。從流量計量管段軸線方向看，所述管道內四個反射鏡呈等邊三角形布置。
[0024]在工作過程中，第一換能器發射超聲波信號傳輸至第一反射鏡231，經其反射后傳播至第二反射鏡232，再于第二反射鏡反射傳播到第三反射鏡，經過再次反射到第四反射鏡，經其反射后到達第二換能器。所述第一、第四反射鏡與計量管段形成一個空間的傾斜角度，即與計量管段橫截面和縱截面均存在一定角度，使得換能器發出的超聲波信號能夠到達位于上壁一側的反射鏡。第一、第二反射鏡的空間傾斜設置使得超聲波信號的傳輸路徑經過計量管段橫截面的不同部位，最終測得的流速是測量管橫截面上不同位置流速的加權平均值，接近平均流速，能夠提高測量精度。
【權利要求】
1.一種超聲波流量計量管段，包括外管(1)和能夠使外管對之緊密限定的內管(2)，其特征在于:所述內管為可拆分組裝的上部內管(21)和下部內管(22)，其上開設有與內管本體一體化形成的用于安裝超聲波換能器的超聲波換能器安置孔(211)，通過外管上直徑與超聲波換能器安置孔(211)的直徑相當的讓位孔(11)延伸至管段外。
2.根據權利要求1所述的一種超聲波流量計量管段，其特征在于:所述超聲波換能器安置孔的個數為2,位于上部內管(21)上。
3.根據權利要求1所述的一種超聲波流量計量管段，其特征在于:在超聲波換能器安置孔(211)與內管本體連接部位的外周安置密封圈，所述密封圈與外管的內管壁、內管的外管壁和超聲波換能器安置孔的外周壁相切。
4.根據權利要求1所述的一種超聲波流量計量管段，其特征在于:沿著垂直與管道軸線方向看，所述內管可拆分組裝的上部內管(21)和下部內管(22)之間形成的切割線(20)為水平直線。
5.根據權利要求1所述的一種超聲波流量計量管段，其特征在于:沿著垂直于管道軸線方向看，所述內管可拆分組裝的兩部分(21、22)形成的切割線(20)為傾斜直線。
6.根據權利要求1所述的一種超聲波流量計量管段，其特征在于:在所述內管2的管壁上還設有溫度傳感器(6)。
7.根據權利要求1至5所述的任意一種超聲波流量計量管段，其特征在于:所述內管的沿軸線的長度小于外管長度，在內管的兩側安裝用于定位內管的對絲。
8.根據權利要求1至5所述的任意一種超聲波流量計量管段，其特征在于:在所述內管管壁上設有四個反射鏡，其中第一、四反射鏡(231、234)位于與超聲波換能器相對的下壁上，其反射面的法線在空間直角坐標系中具有三個分量；所述第二、三反射鏡(232、233)的法線方向在直角坐標系中有兩個分量，其中，第二反射鏡(232)設于兩個超聲波換能器安裝孔之間的上管壁上并偏向一側，第三反射鏡(233)設于兩個超聲波換能器安裝孔之間的上管壁上并偏向另一側；所述直角坐標系的一個軸沿著管段軸向延伸。
9.根據權利要求8所述的任意一種超聲波流量計量管段，其特征在于:從流量計量管段軸線方向看，所述管道內四個反射鏡呈等邊三角形布置。
【文檔編號】G01F1/66GK204228217SQ201420785721
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】姜躍煒 申請人:姜躍煒