[发明专利]超声波计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及流量计量领域，具体而言，涉及一种超声波计量装置。

背景技术

为节约采暖成本及降低能耗，中国北方地区冬季供暖系统管网中水流通常具有水质低及高温度变化范围的特点。针对供暖管网中热水流量测量，采用现有技术的叶轮式流量计通常由于水质较低且含有杂质等因素，容易造成管网堵塞。此外，由于水温变化范围较大，温度给流量测量带来的影响也不易消除，加之叶轮式流量计自身的压损较大，不利于节能降耗。为此，基于超声流量测量原理的超声波计量装置正成为采暖系统管网中热水流量测量的发展趋势。

超声波计量装置由于具有压损小，不受测量水质影响，精度高等优点，正在成为供热管网用热水流量表研发领域中新的焦点。其基本原理是通过安装在管道上下游两侧的超声波收发器向管道内流体发射超声波，由于流体的调制作用可以测算出超声波顺流传播和逆流传播的时间差，得到管道内的流速信息并进而计算出流量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超声波计量装置，该超声波计量装置测量精度较高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超声波计量装置，包括：流路管道，用于输送待计量的流体；两个超声波收发器，沿流路管道的轴向间隔设置；两个反射元件，设置在流路管道的内部，其中，两个反射元件与两个超声波收发器一一对应设置，一个超声波收发器发射的超声波在两个反射元件之间的传播路径与流路管道的中心轴线平行或者重合。

进一步地，一个超声波收发器发射的超声波分别经两个反射元件反射后被另一个超声波收发器接收以使超声波在流路管道内形成N型传播路径。

进一步地，两个超声波收发器相对于流路管道的中心轴线呈180°对称设置。

进一步地，两个反射元件相对于流路管道的中心轴线呈180°对称设置。

进一步地，一个超声波收发器发射的超声波与一个反射元件的反射面之间具有第一入射夹角α，另一个超声波收发器接收的超声波与另一个反射元件的反射面之间具有第二入射夹角β。

进一步地，第一入射夹角α和第二入射夹角β均为45°。

进一步地，流路管道包括第一管段和分别对应设置在第一管段两端的两个第二管段，其中，第一管段的内径小于第二管段的内径，两个反射元件分别对应设置在两个第二管段的内部。

进一步地，反射元件包括反射面和与反射面连接的紊流部。

进一步地，超声波计量装置还包括设置在流路管道上的两个第一安装通孔，第一安装通孔与流路管道的内部连通，两个超声波收发器分别对应设置在两个第一安装通孔的内部。

进一步地，超声波计量装置还包括设置在流路管道上的两个第二安装通孔，第二安装通孔与流路管道的内部连通。

进一步地，超声波计量装置还包括：传播时间计量部件，用于计量两个超声波收发器之间的超声波传播时间；流量计算部件，根据传播时间计量部件传递的信号计算待计量流体的流量。

应用本发明的技术方案，由于一个超声波收发器发射的超声波在两个反射元件之间的传播路径与流路管道的中心轴线平行或者重合，使得流路管道内的流场变化更加顺畅，有利于获得更加平稳的流场分布，从而提高了超声波计量装置的测量精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的超声波计量装置的实施例的主视结构示意图；

图2a示出了图1的超声波计量装置的待测流体流量为0.05m³/h时位于流路管道中心轴线上的流体的速度分布图；

图2b示出了图1的超声波计量装置的待测流体流量为2.5m³/h时位于流路管道中心轴线上的流体的速度分布图；

图3a示出了图1的超声波计量装置的待测流体流量为0.05m³/h时一个方向的纵截面上的流场分布示意图；

图3b示出了图1的超声波计量装置的待测流体流量为0.05m³/h时另一个方向的纵截面上的流场分布示意图；

图4a示出了图1的超声波计量装置的待测流体流量为2.5m³/h时一个方向的纵截面上的流场分布示意图；

图4b示出了图1的超声波计量装置的待测流体流量为2.5m³/h时另一个方向的纵截面上的流场分布示意图；以及