[实用新型]一种内置式斜反射多声道超声波流量测量模块及流量计

说明书

本实用新型公开了一种内置式斜反射多声道超声波流量测量模块及流量计，属于流量测量技术领域，测量模块包括测量管以及与测量管的内部流道连通的超声波换能器，测量管为多边形棱体，其内部流道与被测管道同径；超声波换能器成对安装在测量管上，每对超声波换能器通过斜反射的方式经内部流道的壁面反射声波能量；当气体进入到所述内部流道时，通过测量成对的超声波换能器之间的传输时间，根据测得的声波传输时间确定气体流量。通过多组超声波换能器一体化设计，模块外部无可拆卸部分。由于测量管为多边形棱体，使换能器安装位置较多，且整体体积变小。换能器安装在多边形棱体的表体棱面上，棱面为平面。

技术领域

本实用新型涉及流量测量技术领域，具体地说，涉及一种内置式斜反射多声道超声波流量测量模块及流量计。

背景技术

随着超声波流量计技术的快速发展，超声波流量计已广泛应用于天然气、石油气和煤气等气体的测量。由于超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。

目前市场上的超声波流量计普遍采用在表体管径两侧安装单组或多组超声波换能器，利用对射式声波测量并计算流量。而采用这种方式测量流体截面单一，声程距离短，无法解决流态分布变化造成的测量精度误差。

外置式安装超声波换能器(如公布号为CN105264339A的中国专利文献公开的一种超声波流量计)，特别是对于多组超声波换能器安装，由于要保证产品气密安全性和换能器安装角度空间等要求，容易造成流量计主体长度尺寸和体积偏大不适用于较小口径。

此外，公布号为CN109579925A的中国专利文献公开的一种内置式多声道超声波流量计计量模块，包括气体流道、计量模块和运算模块，气体流道为球形腔体，该球形腔体上成对设置多个超声波探头；球形腔体的前端开设开口，在开口处填充设置蜂窝状整流器；蜂窝状整流器包括多个平行设置的整流管，多个整流管填满开口；还包括用于束紧整流管的卡簧，卡簧卡设于开口处。球形腔体上开设多个探头安装孔；超声波探头装入探头安装孔内，并以压紧螺母固定。球形腔体的后端设置安装开口；安装开口处设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈。在开口外部还设置有导流半球罩；导流半球罩固定安装于球形腔体上，且该导流半球罩的中心正对开口的中心。当气体流经导流半球罩和蜂窝状整流器而进入到球形腔体内时，由计量模块测量成对的超声波探头声波之间的传输时间；运算模块根据计量模块测得的声波传输时间确定气体流量。

上述专利的内置式多声道超声波流量计计量模块占用空间大，安装复杂，测量精度低。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种内置式斜反射多声道超声波流量测量模块及流量计，测量模块体积小，安装方便，可根据需要设置多组超声波换能器，以提高测量精度。

为了实现上述目的，一方面，本实用新型提供的内置式斜反射多声道超声波流量测量模块，包括测量管以及与所述测量管的内部流道连通的超声波换能器，所述测量管为多边形棱体，其内部流道与被测管道同径；

所述超声波换能器成对安装在所述测量管上，每对超声波换能器通过斜反射的方式经所述内部流道的壁面反射声波能量；

当气体进入到所述内部流道时，通过测量成对的超声波换能器之间的传输时间，根据测得的声波传输时间确定气体流量。

上述技术方案中，通过多组超声波换能器一体化设计，模块外部无可拆卸部分。测量模块整体安装，针对每颗超声换能器进行单独密封。由于测量管为多边形棱体，使换能器安装位置较多，且整体体积变小。换能器安装在多边形棱体的表体棱面上，由于棱面为平面，安装时可以使超声换能器更好地定位。将每对超声换能器采用斜反射的方式，在安装相同数量的探头下，斜反射式的声波传播路径穿过更多测量截面流体速度，能适用于多种流态分布，精度更高。即相同的测量截面，所需要的探头更少，探头的布局更加合理，整个模块体积更小安装更加方便。