[发明专利]一种超声波热量表

说明书

技术领域

本发明涉及热交换领域，更具体的说，涉及一种超声波热量表。

背景技术

超声波热量表的测量原理是利用超声波在顺逆流的时间差，测量流速。具体使用时是用两个超声波换能器，一个超声波换能器发射超声波，另外一个换能器接收超声波，超声波在管段中穿过，超声波穿过管段中的流体的不同位置，携带的流速信号不同。

现有技术中，超声波热量表在具体使用的过程中存在以下缺陷：

现有技术中，超声波热量表在具体使用的过程中存在以下缺陷：

1）超声波热量表在其量程范围内的流体一般处于层流、混合流和紊流状态。层流状态是实际测量中所不希望出现的流体状态，量程范围内流体出现层流状态会影响测量结果的准确性；

2）超声波热量表的管壁上容易结垢，而且声程短，影响测量结果的准确性；

3）超声波热量表一般采用电池供电，受成本及空间的限制，电池的容量一般不大，一般通过积分仪的设计不断的降低功耗，积分仪的线路板上采用低功耗的芯片，不工作时，使积分仪处于休眠模式，减少信号发射采集的频率等。而过分的从线路板上降低功耗， 会给热量表的使用带来不方便。例如减少信号发射采集的频率，会降低测量结果的准确性。

发明内容

本发明的目的之一在于：为解决上述现有技术所述的缺陷提供一种测量准确性较高的超声波热量表。

本发明为解决上述现有技术的缺陷，提供了一种超声波热量表，包括密封连接的基表和管段，所述管段的进口端和出口端与供热系统的管道连接，所述管段的中部内部通径小于其进口端的内径，所述超声波热量表还包括固定安装在管段内腔进口端的整流器，所述整流器上设有至少一个通孔。

优选地，所述管段设有两个外接端口，所述端口内分别设有密封安装的换能器，所述管段中部每个换能器正对的位置分别设有固定安装的超声波反射器，所述超声波反射器具有与水平面保持一定角度的反射面，所述两个超声波反射器的反射面正对设置。

本发明的超声波热量表通过使用具有反射面的超声波反射器，且反射面位于量程管段的中心位置，反射面的使用增加了一定量程内的超声波传递路径的长度，提高了测量数据的精度；而且在管段中，越靠近中心位置的流体流速越大，出现层流状态的几率越低，且不易结垢，进一步提高了测量数据的准确性。

优选地，所述超声波反射器为空心的柱状体，两个超声波反射器的反射面的中心连线与管段中部内腔轴线重合。

本发明的超声波热量表通过使用空心柱状体的超声波反射器，使得超声波信号在超声波反射器中的能量损失大为降低，后期接收到的超声波信号能量较高，信号准确率得以提高，提高了测量数据的准确性。

优选地，所述超声波反射器与跟其对应的换能器同轴，同轴度在±0.05mm的范围内， 两个超声波反射器的反射面的中心连线与管段中部内腔轴线重合度在±0.05mm的范围内。

优选地，所述超声波反射器的反射面为椭圆反射面，所述两个反射面的短轴与两个超声波反射器的反射面的中心连线大致垂直，所述两个反射面的长轴与两个超声波反射器的反射面的中心连线所成的锐角的角度相等。

优选地，所述反射面的长轴与两个超声波反射器的反射面的中心连线所成的锐角大致为45度。

优选地，所述管段的中部内部通径与其进口端的内径的比值为缩颈比S，则S的取值范围为0.5≤S≤0.8。

本发明的超声波热量表的缩颈比S的取值范围为05~0.8，既在一定范围内降低了量程管段内流体出现层流状态的几率，又使得缩颈带来的管段压损保持在标准范围内而不会破坏整个供暖系统的流体压力平衡，进一步提高了测量数据的准确性。

优选地，所述整流器为圆柱状部件，其外轮廓尺寸与所述管段进口端的内径相匹配，所述整流器上的通孔在整流器的横截面上对称分布。

优选地，所述端口与所述管段内腔的连接处设有台阶状的肩部，所述换能器与所述肩部压紧接触，所述超声波反射器的轴线垂直于所述换能器与肩部的安装接触面所在的平面，且所述两个端口的肩部分别与换能器的安装接触面所在的平面大致保持在同一平面内，所述肩部的安装接触面的加工精度在±0.05mm的范围内。

本发明的超声波换能器在具体使用的过程中具有以下有益效果：

本发明的超声波热量表通过缩颈提高量程范围的管段内流体流速以减少量程范围的管段内流体为层流状态的几率，并配合使用整流器增加量程范围的管段内流体的扰动进一步降低了量程范围的管段内流体为层流状态的几率，使得实际测得的流体流速更接近真实流速，提高了测量数据的准确性。

附图说明