一種簡易超聲波水表反射片微角度變化測量裝置的制作方法

本發明涉及一種光學元件測量設備，尤其涉及一種超聲波水表反射片微角度變化測量裝置。

背景技術：

超聲波技術的不斷推廣與應用，超聲波水表正逐步取代傳統機械式水表，需求量也在逐年增長。在u型反射式超聲波水表中，超聲波反射片作為在超聲波水表的速度計算、流量計量等技術中的重要光學結構件，它的重要性對于u型反射式超聲波水表是至關重要的。

目前，超聲波水表在長時間的使用過程中，由于水流不斷的沖擊，環境、溫度、壓力變化等因素的影響，會造成超聲波反射片支柱、支架等發生形變，甚至超聲波反射片發生形變，導致超聲波反射片角度發生改變，影響超聲波的傳播，會導致超聲波的傳播方向改變，接收端接收強度減弱，甚至接收不到超聲波，影響計量精度。但由于反射片固定于于管道內，不易拆卸，鑒定反射片角度是否發生變化有一定的難度，所以，一種便捷的、易操作的超聲波水表反射片微角度變化測量裝置就顯得尤為重要。

技術實現要素：

本發明的目的是能夠測量超聲波水表反射片的傾斜角度，與設定角度對比是否有角度變化，在不損壞反射片的前提下能夠準確測量傾斜角，測量精度小于0.1度，提供了一種簡易超聲波水表反射片微角度變化測量裝置，具體技術方案如下：

一種簡易超聲波水表反射片微角度變化測量裝置，包括用于支撐測量裝置和保護內部結構的支撐外殼、整個裝置的支撐座、旋轉把手、旋轉把手連接桿、角度刻度盤、刻度盤指針、氣泡水平裝置、蝸桿連接桿、主動蝸桿、從動渦輪、從動渦輪連接桿、角度測量旋轉桿、照明燈、平面反射鏡。

在本發明一個較佳實施例中，支撐外殼整體呈l形狀，由兩個長方體構成，整體密封，在較長長方體內部有一圓柱孔，用于放置連接桿；另一長方體為空心，在與較長長方體連接處，圓柱孔的延長線上各有一孔，另外在渦輪兩側各有一長方形孔。

在本發明一個較佳實施例中，外部旋轉把手通過連接桿與主動蝸桿連接，主動蝸桿與從動渦輪軸交角為90度，緊密嚙合，其中蝸桿為單頭蝸桿，蝸桿與渦輪模數相等、壓力角相等、螺旋線旋向相同，傳動比為18；連接桿與傳動輪之間通過軸鍵結構連接。

在本發明一個較佳實施例中，角度刻度盤一圈為0到20度，刻度盤指針和蝸桿連接桿相連，當蝸桿旋轉一圈，刻度盤指針旋轉一圈，在角度刻度盤上走過20度；當渦輪旋轉一圈，蝸桿旋轉18圈，角度刻度盤走過20度*18圈＝360度。

在本發明一個較佳實施例中，氣泡水平裝置由氣泡水平裝置外殼、混合液體、氣泡三部分構成；氣泡水平裝置外殼為透明塑料外殼，平面形狀為圓形；混合液體由乙二醇、酒精、水、甘油按照一定比例混合組成，配比后，這種液體防凍、潤滑、流動性強、穩定性能好；氣泡存在混合液體中，用于觀察裝置是否平衡；在透明外殼表面有一與外殼同圓心，半徑約為外殼三分之一大小的圓形軌跡線，當氣泡位于該范圍內，認為裝置平衡。

在本發明一個較佳實施例中，平面反射鏡與支撐外殼的接觸面夾角為45度，鏡面朝向角度測量旋轉桿，反射鏡投影寬度小于角度測量旋轉桿較短連接桿的長度。

在本發明一個較佳實施例中，整個裝置的支撐座由兩部分構成，均為長方體形狀，上半部分與支撐外殼固定連接，下半部分稍大于上半部分并將上半部分包裹在內，內部空心，高于上半部分，上、下部分摩擦力大，可用于裝個裝置的上、下移動與固定。

在本發明一個較佳實施例中，從動渦輪連接桿為有一定厚度的空心管，旋轉連接桿呈圓柱形，外徑略小于渦輪連接桿內徑，與渦輪連接桿之間摩擦力大，旋轉連接桿可改變在外部的長度，與渦輪連接桿連接并固定。

在本發明一個較佳實施例中，角度測量旋轉柱為長方體形，長度大于從動渦輪半徑，硬度小于超聲波反射片。

有測量裝置和擦洗方法相比，本發明的有益效果是：本發明能夠實現對管道內反射片角度的測量，測量范圍沒有限制，測量精度高，結構簡單，易操作，只需將管道拆下，無需進行超聲波管道上的其他操作，無任何破壞性拆解，省時省力，并在保護反射片不被磨損的同時，能夠檢測出反射片是否有角度變化，從而判斷對超聲波的傳遞是否有影響。

附圖說明

當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更好地理解本發明以及容易得知其中許多伴隨的優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定，其中：

圖1是本發明測量裝置的結構示意圖。

圖2是本發明測量裝置角度刻度盤示意圖。

圖3是本發明測量裝置在水管管道中工作狀態示意圖。

圖4是本發明測量裝置在水管工作中與反射片接觸俯視示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，用實施例來進一步說明本發明。但這個實施例僅是說明性的，本發明的保護范圍并不受這個實施例的限制。

如圖1所示，一種簡易超聲波水表反射片微角度變化測量裝置，包括旋轉把手1、旋轉把手連接桿2、角度刻度盤3、刻度盤指針4、氣泡水平裝置外殼5、混合液體6、氣泡7、角度測量裝置支撐外殼8、蝸桿連接桿9、主動蝸桿10、從動渦輪11、從動渦輪連接桿12、旋轉連接桿13、角度測量旋轉桿14、照明燈泡15、照明燈開關16、照明燈支撐柱17、平面反光鏡18、裝置支撐座19；所述旋轉把手1與旋轉把手連接桿2連接；所述旋轉把手連接桿2與蝸桿連接桿9相連；所述角度刻度盤3安裝在角度測量裝置支撐外殼8的側面，該側面為旋轉把手連接桿2與蝸桿連接桿9連接處的面，面向外側；所述刻度盤指針4與蝸桿連接桿9固定連接；所述氣泡水平裝置外殼5、混合液體6與氣泡7組成氣泡水平裝置，安裝在角度測量裝置8的頂層外表面；所述蝸桿連接桿9與主動蝸桿10連接；所述主動蝸桿10與從動渦輪11緊密嚙合，軸交角為90度；所述從動渦輪11與從動渦輪連接桿12通過軸鍵結構連接；所述從動渦輪連接桿12從支撐外殼8內部延伸到外部與旋轉連接桿13連接；所述旋轉連接桿13與角度測量旋轉柱14連接；所述照明燈泡15與照明燈開關16連接；所述照明燈開關16與照明燈支撐柱17連接；所述照明燈支撐柱17與角度測量裝置支撐外殼8連接；所述裝置支撐座19與支撐外殼8固定連接；所述平面反光鏡18與角度測量裝置支撐外殼8連接，夾角45度，與角度測量旋轉桿14同側，朝向角度測量旋轉桿14，鏡像長度小于角度測量旋轉桿較短連接桿長度；所述主動蝸桿10與從動渦輪11所組成的蝸桿渦輪的旋轉方向為：蝸桿順時針旋轉，渦輪逆時針旋轉，且蝸桿渦輪具有自鎖性，渦輪不能帶動蝸桿旋轉。所述裝置支撐座19為可調支撐座，由上下兩部分構成，可上下調節裝置高度。

如圖2所示，角度刻度盤3一圈的刻度為20度，垂直線所在直徑與圓盤交點為0刻度起點，順時針每過圓心18度表盤刻度增加1度，每1表盤刻度又細分為10小刻度，每1小刻度間距為表盤刻度0.1度。

如圖3所示，管道20上安裝有一對超聲波換能器25，內部有兩個超聲波反射片22裝在反射片支架23上，并通過反射片支柱24固定在管道內部。

一種簡易超聲波水表反射片微角度變化測量裝置，利用其進行反射片角度測量包括以下步驟：

步驟一)裝置初始化調整：如圖1，在未放入水表管道之前，將裝置恢復到初始狀態，即角度測量旋轉桿14水平到九點鐘方向，調蝸桿連接桿連接的刻度盤指針4垂直向上，指向角度刻度盤3的0刻度位置。

步驟二)測量過程：如圖3，將拆下來的超聲波水表管道20和整個測量裝置平放在同一平面，打開簡易超聲波水表反射片微角度變化測量裝置上的照明燈15，根據管道高度調整裝置支撐座19，調整裝知道適當的高度；根據反射片22大小調整旋轉連接桿14在外部的長度，使旋轉連接桿外部長度大于與超聲波反射片22的寬度；通過觀察氣泡7是否在平衡水平裝置外殼5的圓圈刻度線范圍內，判斷裝置是否平衡并調整到平衡狀態；之后整個裝置將測量裝置頂部沿著管道內壁頂部25伸入管道內；當反射片22介于平面反射鏡18與角度測量旋轉桿之間，如圖4所示的狀態時，調整支撐座19使裝置下移，將旋轉連接桿13貼近反射片22頂部；然后開始調節旋轉把手1，順時針旋轉，觀察平面反射鏡18，當角度測量旋轉桿14的旋轉角度與反射片22的傾斜角相近時，將裝置向右平移并讓角度測量旋轉桿14貼近反射片22，進行角度微調，直至完全貼合后記錄下旋轉把手1所專圈數和指針4指向的刻度。

步驟三)數據處理：根據記錄的圈數和數值計算出度數。為了減小誤差帶來的影響，可以重復以上步驟幾次，得出幾個數據后計算平均值，作為最終反射片的傾斜角，并判斷與設定角度是否有偏差，偏差角度是否會影響超聲波的傳播等。

以上實例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。