多声道超声波流量计的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种多声道超声波流量计。该专利由青岛海威茨仪表有限公司申请，并于2017年9月5日获得授权公告。

内容说明

本实用新型属于液体流体计量技术领域，具体涉及一种多声道超声波流量计。

发明背景

超声波流量计和传统的机械式流量仪表、电磁式流量仪表相比具有计量精度高、量程比更大，更能适应被测流体温度、压力、密度等参数的变化，对管径及其管道水平、垂直走向的适应性强，使用方便，易于数字化管理等优点。目前，超声波流量计已经广泛的应用到市政供热、水务、工业、矿山、发电厂等流量测量领域，技术日益成熟。在实际应用中，对超声波流量计的量程范围和计量精度有了更高的需求。对于提高测量精度，其中一个方向是通过换能器的安装设置，增大发射和接收超声波的换能器在管段轴线上的投影距离，即，增大超声波在管段轴线上的声程，来提高超声波流量计的量程比和计量精度。

中国专利CN 202092694 U公开了一种超声波水表，换能器安装在管段的倾斜孔中，由于倾斜孔的加工需要的空间较大以及换能器安装在斜孔中也需要与管段两端的法兰留出足够的空间，所以换能器只能设置在距离法兰较远处。这就限制了超声波的有效声程以及流量计的量程比的提高。

中国专利CN 205785594 U公开了一种多声道超声波热量表基表，换能器通过支架设置在垂直于管段的安装孔中，垂直孔的结构更加简单，便于加工，增大了两个换能器之间的距离，提高了计量精度。但是，也存在诸多缺陷，换能器支架设置有定位孔，通过螺钉与管段固定连接，限制其旋转移动，由于螺钉与安装孔之间存在的间隙较大，所以角度定位精度不高，影响计量精度；通过支架上设置台阶，在台阶处设置O型圈来密封，密封寿命一般为6年左右，定时更换费时费力。

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种多声道超声波流量计，改进了换能器安装座的定位方式以及密封方式，使得定位准确，密封寿命长。

一种多声道超声波流量计，包括管段、安装座和换能器，所述管段两端设置有法兰，所述管段上垂直于管段设置有定位管，在管段和定位管上开设安装孔，所述安装座设置于安装孔中，包括固定部、紧固件和密封件，所述换能器设置于安装座中，其特征在于：所述固定部由第一圆柱体、第二圆柱体和第三圆柱体构成，所述第二圆柱体的直径最大，所述三个圆柱体之间形成第一台阶面和第二台阶面，所述第一圆柱体两侧去除材料形成两个平面，所述第二圆柱体上开设环形槽。

所述安装孔由直径由小到大的第一孔、第二孔和第三孔构成，所述三个孔之间形成第一定位面和第二定位面，所述第一孔形状与第一圆柱体相适配，所述第二孔与第二圆柱体相配合，所述第一定位面与第一台阶面相贴合时第二定位面与第二台阶面相平齐，所述密封件包括密封垫二和密封圈三，所述密封圈三设置于环形槽中，所述紧固件与定位管可拆卸连接将密封垫二压紧于第二定位面与第二台阶面上。

在上述方案基础上，所述紧固件由垫片和压紧环组成，所述压紧环与第三孔螺纹连接，所述垫片设置于密封垫二上方。所述安装座开设安装孔二，所述换能器设置于安装孔二中，所述换能器与安装孔二的底面之间设有密封垫一，所述换能器发射端有凸台，圆环形压片通过螺钉与安装座可拆卸连接，将换能器固定并压紧在安装孔二中。所述第三圆柱体上开设穿线孔一，所述穿线孔一与安装孔二连通。所述定位管上设置有顶盖，所述顶盖和定位管可拆卸连接。所述管段外部设置有电路盒和穿线管，所述电路盒中设置有积分仪，所述穿线管一端连接定位管的侧壁，另一端连接电路盒。

本实用新型的有益效果：1 。安装座的旋转定位通过特定形状的第一圆柱体和第一孔配合实现，二者的特定形状由机加工来保证精度，二者之间的间隙很小，所以定位精度高，配对使用的换能器定位准确，收发信号稳定，提高了计量精度。2 。安装座采用聚四氟密封垫和硅胶圈两级密封方式，聚四氟垫的使用寿命可达几十年，密封的可靠性高、耐久度好，解决了要定期更换密封件的困扰。