專利名稱：容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及一種用超聲波原理測量循環(huán)系統(tǒng)的流量和質(zhì)量，尤其是適用于 在線狀污物的介質(zhì)環(huán)境下使用。
背景技術(shù)：
眾所周知，傳統(tǒng)的超聲波流量計基表在結(jié)構(gòu)上有兩種方式一種是對射方式。對射 方式又分為X型和Π型兩種，在構(gòu)成上，這種基表主要由殼體和換能器組成，其結(jié)構(gòu)設(shè)計特 征是進水端換能器與被測介質(zhì)在入口介質(zhì)流動方向上形成了一個夾角，實踐證明，這個夾 角對換能器而言是一個污物沉積區(qū)，當流經(jīng)腔體的循環(huán)介質(zhì)含有泥、砂、垢等渾濁污物時， 這些污物不能被“主流介質(zhì)”全部沖刷帶走，而是其中的一些污物被沉積在這個夾角沉積區(qū) 內(nèi)，這樣日積月累污物沉積量越來越多，從而嚴重影響換能器對信號的發(fā)射與接收，導(dǎo)致計 量不準確。另一種是直管段型反射方式。反射方式又名為折射方式。在構(gòu)成上，這種流量計 基表主要由殼體、含有支撐架的反射鏡、換能器、溫度傳感器插入孔及相關(guān)附件組成。其中， 殼體是一截面直徑和管壁都勻稱的管狀直管段，在管段的同一水平面上按一定間距預(yù)留有 兩個安裝換能器的孔位，在管段出水方向的一個側(cè)面上預(yù)留有溫度傳感器(PT)插入孔，PT 孔沿介質(zhì)流動方向與管段中軸線呈45度夾角。反射鏡或是一對橢圓型金屬平面體沿管段 水平方向相向傾斜45度角并以帶有兩個、三個或四個等數(shù)量各不相同的支撐點的支架被 固定在管段腔內(nèi)的中軸線上；或是一對在頂部直接帶有45度斜平面并嵌有橢圓形金屬片 的柱體被垂直固定在管段腔內(nèi)。一對換能器被固定在管段預(yù)留的換能器安裝孔內(nèi)，換能器 的底平面與反射鏡面在一定間距下保持相互垂直。當循環(huán)介質(zhì)流經(jīng)流量計管段時，在外部 電路作用下，換能器1發(fā)出超聲波信號，然后通過反射鏡1將該信號反射到反射鏡2上，由 反射鏡2將信號再反射到換能器2上，由換能器2最終接收該信號，這樣就完成了一個單程 信號的傳送過程，反之亦然?？傊?，兩只換能器是相互交替(或同時)收發(fā)信號的，見下列 傳送過程換能器1 反射鏡面1仁=>反射鏡面2 <=>換能器2。這種傳統(tǒng)的反射方式的超聲波流量計基表與傳統(tǒng)的對射方式相比其優(yōu)點是①沒 有污物沉積死角，介質(zhì)流體中所含顆粒性的泥、砂渾濁污物等能被順利排出表體；②有充足 的結(jié)構(gòu)設(shè)計空間，所以在管段出水端的側(cè)面上都預(yù)留一個與管段直線方向呈45度角并向 出水端斜插的凸出的標準件絲孔，以備溫度傳感器(PT)使用，這樣，無疑給工程安裝節(jié)省 了一只測溫三通配件，降低了用戶成本。但作為實際應(yīng)用其缺點是①其反射鏡或柱體式反 射鏡面支架在直徑截面勻稱的管段腔內(nèi)所占面積的比例較大，對介質(zhì)流體形成較大阻力， 導(dǎo)致自身流量壓損較大，影響供熱質(zhì)量；②由于這種反射鏡支架的機械結(jié)構(gòu)原因，使得循環(huán) 介質(zhì)在流經(jīng)該支架時，在其背面方向上會出現(xiàn)擾流、水紋、水波等對計量不利的水場，這將 對超聲波信號的正常傳播有一定程度的影響。特別是由于環(huán)境等原因?qū)е陆橘|(zhì)流體自身流 量不穩(wěn)定時，這種擾流水場的現(xiàn)象將會更為突出；③由于機械設(shè)計結(jié)構(gòu)原因，上述固定反射 鏡面的各種類型的支架，在殼體腔內(nèi)不可避免的要掛、卡、纏繞被測介質(zhì)中的線狀污物(如 頭發(fā)絲、麻絲、生料帶等)，當這些線狀污物被纏在支架上后，將隨介質(zhì)的流動做不停的擺動運動，這樣，殼體內(nèi)的水場將產(chǎn)生嚴重的水紋、水波和氣泡等現(xiàn)象，從而攪亂計量水場，導(dǎo)致 計量不準確。人們?yōu)榱私鉀Q諸多堵塞問題，在實際應(yīng)用中常常采用加裝污物“過濾器”的辦 法，但實踐證明安裝過濾器后將出現(xiàn)三種弊端一是壓損增大，介質(zhì)流體受阻，進戶流量 減小，影響采暖質(zhì)量；二是過濾器在使用中自身被堵塞的幾率就較高，過濾器被堵塞后造 成進戶介質(zhì)流量嚴重減小，導(dǎo)致室溫過低，嚴重影響采暖質(zhì)量。盡管過濾器可拆下清洗，但 這給使用者帶來了無窮的麻煩和沒完沒了的工作量；三是系統(tǒng)增加過濾器無疑是浪費了國 家材料(銅)資源；④由于鏡面在殼體腔內(nèi)是與介質(zhì)流動方向呈45度角狀態(tài)的斜面，使用 年久后這個斜面易附著泥垢污物，在電路電壓信號不強的情況下，將影響信號傳送質(zhì)量，更 為嚴重的是這種傳統(tǒng)的鏡面很難拆下清洗維護，如硬要拆卸維護，勢必要對整體產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 全拆下重新組裝，這給產(chǎn)品運營管理和維護帶來較大的工作量。

實用新型內(nèi)容為克服上述弊病，本實用新型提供一種新型反射式超聲波流量計基表。①該新型 在管段結(jié)構(gòu)上特別設(shè)計為對介質(zhì)流體具有整流功能的“容器”。這樣，不但降低了產(chǎn)品壓 損，而且對介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)及反射鏡支架自身引起的擾流、水紋等不良水場等有很好的整流 作用，從而改善了測量流場的穩(wěn)定性，提高了計量精度；②該新型通過對反射鏡支架主體的 特別設(shè)計，不但在介質(zhì)含有顆粒污物時不能被堵塞，而且克服了傳統(tǒng)的反射鏡支架對線狀 污物有掛、卡、纏繞現(xiàn)象的缺點，從而保障了計量水場不受各類污物因素的外來干擾。所以 本實用新型不僅能在被測量介質(zhì)質(zhì)量好的情況下正常工作，而且能在被測量介質(zhì)質(zhì)量臟、 濁、混及含線狀污物等惡劣環(huán)境下工作，以達到精確測量和長期使用的目的；③該新型的反 射鏡支架易拆卸和安裝。當產(chǎn)品使用年久后，處于精益求精考慮，如果要對反射鏡面進行清 洗維護，只需在表體底面將其帶底座的支架取出操作，而不需拆卸整表，這給實際應(yīng)用帶來 方便，降低了運營成本；④由于該新型具有良好的防污物功能，所以在實際使用中不需要加 裝過濾器，從而不但給人們的生活帶來方便，還為國家節(jié)省大量的材料(銅)資源。該新型 結(jié)構(gòu)簡單，易加工，便于批量生產(chǎn)。本實用新型適用于單片機做電子控制元件的配套使用下的超聲波戶用型小口徑 流量計基表。通過大量實驗和長時間的的質(zhì)量運行，本實用新型可靠度達100%，各項技術(shù)指標 符合中華人民共和國計量檢定規(guī)程JJG225-2001的要求。本實用新型在解決技術(shù)時所采用的技術(shù)方案是一種容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表，包括流量計管段殼體、 換能器、反射鏡支架及其底座固定板、測量管、定位栓、壓緊絲、壓板、密封圈，其中，管段殼 體預(yù)留安裝一對換能器和一對反射鏡支架的孔位及溫度傳感器的插入孔位，其特征在于管 段殼體兩端部的頂上方分別裝有換能器、換能器正下方垂直裝有反射鏡支架，反射鏡支架 處的管段殼體增大內(nèi)部空間和對應(yīng)的外形尺寸。本實用新型的管段殼體設(shè)計為在管段殼 體上，以反射鏡(及支架)所在位置為中心點的周圍處，局部增大殼體的外型尺寸及對應(yīng)的 內(nèi)部空間，從而使傳統(tǒng)的內(nèi)外截面勻稱的直管段型流量計殼體變成為兩端隆起的“大肚”型 流量計殼體，該大肚管段的內(nèi)部空間，對介質(zhì)流場而言，相當于一個整流容器，當系統(tǒng)介質(zhì) 流速不穩(wěn)定、及因反射鏡支架對介質(zhì)流體遮擋造成的擾流、波紋等情況，進水端的容器能對
4兩個反射鏡支架之間的用于計量介質(zhì)流速(質(zhì)量)的流場有效的起到整流作用，為超聲波 流量信號的正常傳送提供了可靠的穩(wěn)定流場。同理，出水端的大肚“容器”，能確保生產(chǎn)檢測 時不干擾下端表的水場，它對下端表而言同樣起到了一個整流容器的作用。另外，與直徑截 面勻稱的直管段殼體相比，這種新型“容器”的存在，相當于反射鏡支架所在位置的管段內(nèi) 部空間增大，從而大大緩解了反射鏡支架所帶來的壓損，有利于提高供熱質(zhì)量。本實用新型中反射鏡支架為一個表面光滑的垂直方向中軸線凸起的柱體扇形曲 面，反射鏡面被固定在反射鏡支架頂部并與介質(zhì)流動發(fā)向呈45度角的斜平面上。特殊設(shè)計 的反射鏡支架主體結(jié)構(gòu)，避免了線狀污物的掛、卡、纏繞，保障了管段殼體內(nèi)計量水場不受 其污物的干擾，使流量信號能得到正常傳送。該支架主體設(shè)計為在入口端為一個圓滑的 垂直方向中軸線凸起的柱體扇形曲面，金屬反射鏡面被固定在該支架頂部并與介質(zhì)流動方 向呈45度角的斜平面上。由于特殊曲面的原因，一方面能保障介質(zhì)中的線狀污物不被卡、 掛、纏在支架上，避免因此而產(chǎn)生水場波紋、擾流、氣泡等現(xiàn)象的發(fā)生，保障了信號傳送不受 其干擾；另一方面，當被測介質(zhì)進入表體腔后，在該曲面的作用下，使流動介質(zhì)與鏡面支架 不產(chǎn)生“撞擊”性水花、氣泡、波紋及擾流等，最大限度地避免了反射鏡及支架對介質(zhì)流場的 影響，從而保障了信號在傳送過程中不受其干擾。另外，出口端的反射鏡支架，在受介質(zhì)流 沖擊的背面同樣設(shè)計為這樣的曲面，這樣能保障生產(chǎn)檢測時不干擾下端表的水場。本實用新型中顧委固定反射鏡支架的底座底部為平面，底座的周邊為圓形并帶有 鎖向定位栓，特殊設(shè)計的反射鏡支架的底座，在安裝與拆卸結(jié)構(gòu)上，不但保障了一對反射鏡 支架在殼體上的一致性和對稱性；而且保障了產(chǎn)品維護的拆、裝方便，該支架底座設(shè)計為 頂部與殼體大肚容器內(nèi)底面流線相吻合的凹圓形曲面且在中心點固定支架主體、底部為平 面、周邊為圓形并帶有鎖向定位栓。安裝時，只需將預(yù)先裝好的底端帶有“固定座”的支架 推進管段殼體底端帶有與底座鎖向栓相耦合的預(yù)留孔內(nèi)，然后用帶有密封裝置的壓緊絲盤 擰緊即可。拆卸維護時，只需將壓緊絲盤擰下，取出帶有固定底座的反射鏡支架即可。本實用新型的有益效果、效益是(一)該新型產(chǎn)品在使用中，不需安裝過濾器，可 為國家節(jié)省大量的銅資源；(二)該新型產(chǎn)品本身適應(yīng)國情水質(zhì)，不受介質(zhì)所含各種污物 的干擾，能可靠的永久運行使用，產(chǎn)品壽命長、性能價格比高，這樣對消費用戶而言相當于 降低了運行成本，間接的為百姓節(jié)約了開支；(三)該新型產(chǎn)品在實際使用中，由于不需安 裝過濾器，所以進戶壓損減小，對供熱部門而言，能減小甚至避免因系統(tǒng)壓損過大而采取的 對系統(tǒng)二次設(shè)備的投資改造，從而在節(jié)能減排、熱計量改造方面為國家節(jié)省經(jīng)費，甚至是外 匯。

圖1是本實用新型的縱剖面圖圖2是本實用新型的立體圖；圖3是本實用新型的俯視圖圖4是本實用新型的反射鏡支架主體的立體圖圖5是本實用新型的反射鏡支架主體的剖面圖圖6是本實用新型的反射鏡支架帶底座情況的立體圖圖7是本實用新型的反射鏡支架帶底座情況的剖面圖
5[0019]圖中標記，管段殼體1、固定板2、壓緊絲5、換能器6、反射鏡支架7、底座8、壓緊絲 盤9、反射鏡面10。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。一種容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表，包括流量計管段殼體1、 換能器6、反射鏡支架7及其底座8、固定板2、測量管11、定位栓4、壓緊絲5、密封圈，其中， 管段殼體1預(yù)留安裝一對換能器6和一對反射鏡支架7的孔位及溫度傳感器的插入孔位， 本實用新型的特征在于管段殼體1兩端部的頂上方分別裝有換能器6，換能器正下方垂直 裝有反射鏡支架7，反射鏡支架7處的管段殼體增大內(nèi)部空間和對應(yīng)的外形尺寸，反射鏡支 架7為一個表面光滑的垂直方向中軸線凸起的柱體扇形曲面，反射鏡面10被固定在反射鏡 支架7頂部并與介質(zhì)流動發(fā)向呈45度角的斜平面上。固定反射鏡支架7的底座8底部為 平面，底座8的周邊為圓形并帶有鎖向定位栓。換能器6 —般經(jīng)壓緊絲5、固定板2進行固 定，反射鏡面10經(jīng)壓緊絲盤9與底座8相連接。
權(quán)利要求一種容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表，包括流量計管段殼體、換能器、反射鏡支架及其底座固定板、測量管、定位栓、壓緊絲、壓板、密封圈，其中，管段殼體預(yù)留安裝一對換能器和一對反射鏡支架的孔位及溫度傳感器的插入孔位，其特征在于管段殼體兩端部的頂上方分別裝有換能器、換能器正下方垂直裝有反射鏡支架，反射鏡支架處的管段殼體增大內(nèi)部空間和對應(yīng)的外形尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表，其 特征在于反射鏡支架為一個表面光滑的垂直方向中軸線凸起的柱體扇形曲面，反射鏡面被 固定在反射鏡支架頂部并與介質(zhì)流動發(fā)向呈45度角的斜平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表，其 特征在于固定反射鏡支架的底座底部為平面，底座的周邊為圓形并帶有鎖向定位栓。
專利摘要本實用新型公開了一種容器整流防堵塞小壓損易維護的超聲波流量計基表，特征在于管段殼體兩端部的頂上方分別裝有換能器、換能器正下方垂直裝有反射鏡支架，反射鏡支架處的管段殼體增大內(nèi)部空間和對應(yīng)的外形尺寸，被擴大殼體內(nèi)部空間相當于一個“容器”，能消除不穩(wěn)定水場及因反射鏡支架檔阻水流所引起的擾流、波紋等，對測量流場起到了一個整流穩(wěn)流作用；使得流量介質(zhì)含有的線狀污物不被掛、卡、纏繞在反射鏡支架上，保障了測量流場不受其線狀污物的干擾，另外，反射鏡支架易于維護，降低了運營成本，本實用新型當有循環(huán)介質(zhì)流過時，在外部電路的作用下，通過換能器發(fā)出的超聲波脈沖信號測量出順水流和逆水流的時間差來反映流體的流速，從而測量出流體的流量、質(zhì)量。
文檔編號G01F15/18GK201707082SQ201020118869
公開日2011年1月12日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者姜福敏, 李書勝, 許兆福 申請人:威海米特智能儀表有限公司