CN205861133U - 文丘里双差压超声流量测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种文丘里双差压超声流量测量装置，通过在经典文丘里管上设置取压环、阿牛巴取压管和超声波探头，分别对应超高速流体、高速流体和低速流体的流量检测，可拓宽流速检测范围，克服了单一种类流量计流量量程比小的问题，可将量程比扩大到1：40甚至更高，并且准确度更高；本实用新型的文丘里双差压超声流量测量装置内无大型机械构建，压力损失小，体积小、携带方便。

Description

文丘里双差压超声流量测量装置

技术领域

本实用新型涉及超声流量测量装置，尤其涉及一种文丘里双差压超声流量测量装置。

背景技术

文丘里流量计用于测量封闭管道中单相稳定流体的流量，常用于测量空气、天然气、煤气、水等流体的流量。其基本测量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。内文丘里管由一圆形测量管和置入测量管内并与测量管同轴的特型芯体所构成。特型芯体的径向外表面具有与经典文丘里管内表面相似的几何廓形，并与测量管内表面之间构成一个异径环形过流缝隙。流体流经内文丘里管的节流过程同流体流经经典文丘里管、环形孔板的节流过程基本相似。内文丘里管的这种结构特点，使之在使用过程中不存在类似孔板节流件的锐缘磨蚀与积污问题，并能对节流前管内流体速度分布梯度及可能存在的各种非轴对称速度分布进行有效的流动调整，从而实现了高精确度与高稳定性的流量测量。

超声流量计是通过检测流体流动时对超声束或超声脉冲的作用，以测量体积流量的仪表。这里主要讨论用于测量封闭管道液体流量的超声流量计。

20世纪70年代随着电子技术的发展，性能日益完善的各种型号超声流量计投入市场。有人预言由于超声流量计测量原理是长度与时间两个基本量的结合，其导出量溯源性较好，有可能据此建立流量基准。

封闭管道用超声流量计按测量原理分类有：①传播时间法；②多普勒效应法；③波束偏移法；④相关法；⑤噪声法。其中，用得最多的是传播时间法和多普勒效应法的超声流量计。

声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间。利用传播速度之差与被测流体流速之关系求 取流速，称之传播时间法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种流速检测范围宽、精度高的文丘里双差压超声流量测量装置。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种文丘里双差压超声流量测量装置，其包括一经典文丘里管，所述经典文丘里管包括第一圆管段、圆锥变径收缩段和第二圆管段，还包括取压环、超声波探头、阿牛巴取压管、处理器和显示器，取压环嵌套在第一圆管段上，超声波探头嵌套在第二圆管段外侧，包括相对设置的上换能器和下换能器，第二圆管段径向嵌有阿牛巴取压管，其中，

取压环，检测第一圆管段内流体压力信号；

上换能器和下换能器，分别发射和检测超声波信号；

阿牛巴取压管，检测第二圆管段内流体压力信号；

处理器分别与取压环、上换能器、下换能器和阿牛巴取压管信号连接，根据取压环检测到的压力信号计算流量数据Qv1并发送给显示器；测量超声波信号自上换能器发出并到达下换能器的时间T1，超声波信号自下换能器发出并到达上换能器的时间T2，根据T1和T2计算流量数据Qv2并发送给显示器；根据阿牛巴取压管检测到的压力信号计算流量数据Qv3；

显示器，与处理器信号连接，并显示流量数据Qv1、Qv2和Qv3。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一圆管段内径为80～120mm，第二圆管段内径为60～100mm。

在以上技术方案的基础上，优选的，圆锥变径收缩段圆锥角为20.5～21.5°。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述超声波探头与第二圆管段中心轴的夹角为45°。

本实用新型的文丘里双差压超声流量测量装置相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过在经典文丘里管上设置取压环、阿牛巴取压管和超声波探头，分别对应超高速流体、高速流体和低速流体的流量检测，可拓宽流速检测范围，克服了单一种类流量计流量量程比小的问题，可将量程比扩大到1：40甚至更高，并且准确度更高；

(2)本实用新型的文丘里双差压超声流量测量装置内无大型机械构建，压力损失小，体积小、携带方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型文丘里双差压超声流量测量装置的正剖视图；

图2为本实用新型文丘里双差压超声流量测量装置的连接关系示意图；

图3为本实用新型文丘里双差压超声流量测量装置的取压环的剖面图；

图4为本实用新型文丘里双差压超声流量测量装置的阿牛巴取压管的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，结合图2，本实用新型的文丘里双差压超声流量测量装置，其包括一经典文丘里管1，所述经典文丘里管1包括第一圆管段11、圆锥变径收缩段12和第二圆管段13。具体的，所述第一圆管段11内径为80～120mm，第二 圆管段13内径为60～100mm。具体的，圆锥变径收缩段12圆锥角为20.5～21.5°。

还包括取压环2，如图3所示，取压环2嵌套在第一圆管段上，检测第一圆管段11内流体压力信号，并传递给处理器4，由处理器4根据取压环2检测到的压力信号计算流量数据Qv1并发送给显示器5。

还包括超声波探头3，包括相对设置的上换能器21和下换能器22，上换能器31和下换能器32分别发射和检测超声波信号。处理器4测量超声波信号自上换能器31发出并到达下换能器32的时间T1，超声波信号自下换能器32发出并到达上换能器31的时间T2，根据T1和T2计算流量数据Qv2。超声波通过上换能器31发出，到达下换能器32，速度会被流体流速加快，传播时间更短；反之，超声波通过下换能器32发出，到达上换能器31，速度会被流体流速减慢，传播时间更长。如此，传播时间与流体流速存在线性关系，通过检测测量超声波信号自上换能器31发出并到达下换能器32的时间T1，超声波信号自下换能器32发出并到达上换能器31的时间T2，根据T1、T2计算流体流速，并根据第二圆管段13直径计算流量数据。优选的，所述超声波探头3与第二圆管段13中心轴的夹角为45°。

还包括阿牛巴取压管4，如图4所示，沿第二圆管段13径向嵌入，检测第二圆管段13内流体压力信号并传递给处理器4，由处理器4根据阿牛巴取压管4检测到的压力信号计算流量数据Qv3并发送给显示器5。

处理器5，分别与取压环2、上换能器31、下换能器32和阿牛巴取压管4信号连接。

显示器6，与处理器4信号连接，并显示流量数据Qv1、Qv2和Qv3。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种文丘里双差压超声流量测量装置，其包括一经典文丘里管(1)，所述经典文丘里管(1)包括第一圆管段(11)、圆锥变径收缩段(12)和第二圆管段(13)，其特征在于：还包括取压环(2)、超声波探头(3)、阿牛巴取压管(4)、处理器(5)和显示器(6)，取压环(2)嵌套在第一圆管段(11)外侧，超声波探头(3)嵌套在第二圆管段(13)上，包括相对设置的上换能器(31)和下换能器(32)，第二圆管段(13)径向嵌有阿牛巴取压管(4)，其中，

取压环(2)，检测第一圆管段(11)内流体压力信号；

上换能器(31)和下换能器(32)，分别发射和检测超声波信号；

阿牛巴取压管(4)，检测第二圆管段(13)内流体压力信号；

处理器(5)分别与取压环(2)、上换能器(31)、下换能器(32)和阿牛巴取压管(4)信号连接，根据取压环(2)检测到的压力信号计算流量数据Qv1并发送给显示器(6)；测量超声波信号自上换能器(31)发出并到达下换能器(32)的时间T1，超声波信号自下换能器(32)发出并到达上换能器(31)的时间T2，根据T1和T2计算流量数据Qv2并发送给显示器(6)；根据阿牛巴取压管(4)检测到的压力信号计算流量数据Qv3；

显示器(6)，与处理器(5)信号连接，并显示流量数据Qv1、Qv2和Qv3。

2.如权利要求1所述的文丘里双差压超声流量测量装置，其特征在于：所述第一圆管段(11)内径为80～120mm，第二圆管段(13)内径为60～100mm。

3.如权利要求1所述的文丘里双差压超声流量测量装置，其特征在于：圆锥变径收缩段(12)圆锥角为20.5～21.5°。

4.如权利要求1所述的文丘里双差压超声流量测量装置，其特征在于：所述超声波探头(3)与第二圆管段(13)中心轴的夹角为45°。