具有采集切向速度測量流量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種具有采集切向速度測量流量裝置，其特征在于通過測量管體內流體進入端設有的切向流生成器將沿測量管體軸向直線流動的流體經過切向流生成器產生變向形成周向旋轉流動的流體，通過超聲波測速部件采集旋轉流動的流體的切向流速度信號信息，并上傳至計算器中進行計算，使相對應的超聲波測速部件在短于最短的標準軸向安裝距離時，其收發路徑能夠根據需要任意加長，具有結構新穎、測量精度高、抗表前干擾、拆裝更換部件方便、維護成本低、結構緊湊、模塊化程度高、施工成本低等優點。

Flow measuring device with collecting tangential speed

The utility model discloses a cutting device to measure the flow of acquisition speed, which is characterized in that the entry end is provided with a pipe body fluid by measuring the tangential flow of fluid along the axial line of the generator will flow through the measuring tube cutting fluid to produce variable form circumferential rotation flow to flow through the ultrasonic generator, speed components acquisition the flow of fluid rotary tangential flow velocity signal information, and upload them to the calculator in the calculation, the ultrasonic velocity components corresponding to the short distance to the standard axial installation shortest when the transceiver path according to the needs of any longer, has the advantages of novel structure, high measuring precision, anti disturbance, disassembly and replacement of the table before convenient parts and low cost, compact structure, high degree of modularization construction, low maintenance costs.

【技術實現步驟摘要】
具有采集切向速度測量流量裝置
本專利技術涉及流量測量
，具體地說是一種具有采集切向速度測量流量裝置。
技術介紹
目前，超聲波測量技術在流體流量測量方面的應用越來越廣泛，超聲波水表、超聲波熱量表、超聲波燃氣表、超聲波流量計逐步成為市場的主流產品，超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據對信號檢測的原理，目前超聲波流量計大致可分傳播速度差法(包括：直接時差法、時差法、相位差法、頻差法)、波束偏移法、多普勒法、相關法、空間濾波法及噪聲法等類型。為了準確獲取流體的流速信息，傳統的超聲波流量計都是沿著管體軸向方向布置換能器，從而獲取流體的流速信息，推算出流體流量。眾所周知，上述現有的超聲波流量計的換能器之間的距離必須保證足夠的有效長度，才能達到測量精度，現有的超聲波流量計儀表有效測量距離最小為45mm，儀表表體的最小長度在200mm，對于小流量的測量，為了達到更精確的測量精度，一是采用在測量管段上沿軸向加長測量間距，使得有效測量距離大于45mm，而為了達到加長有效測量間距，通常采用將換能器安裝座傾斜設置，使得沿軸向設置的相對應的超聲波換能器組的延伸線的夾角變大，占用空間大，使得測量管段上的超聲波換能器組的安裝數量受到了限制，不但使測量的精度受到影響，而且還導致超聲波換能器的拆裝和維護非常困難，大大提高了生產制造的成本，令超聲波流量計價格較高；二是在測量管段上沿軸向設有至少兩組相交叉或平行的超聲換能器組，不但使超聲波換能器的安裝數量增多，而且，在維護或更換時，需要將安裝在測量管段上的超聲波換能器連同測量管段整體拆卸，還大大增加了更換和維護成本。因此工程現場基本上仍然采用機械式流量計，以節約施工與運行成本，這種機械式流量計的工作原理是流體流動帶動葉輪機械的旋轉，這種結構的實質性不足是：一是由于較小流動不能推動葉輪旋轉，因此，極小流量流速下的數據誤差很大，影響了計量精度；二是由于機械零件的相互摩擦，長時間運動導致葉輪軸磨損或結垢，也同樣影響計量的準確度；三是由于機械表采用數字盤計數，只能顯示累計流量，不能顯示瞬時流速，很難實現無人抄表和遠程控制。為了解決上述技術問題，CN204788528U公開了一種具有導流十字架的超聲波熱量表用流量傳感器，包括管體、進水端超聲波換能器和出水端超聲波換能器，管體的管腔由進水流腔、中部流腔和出水流腔構成，所述進水流腔的中心軸線處的水平截面為矩形，其寬度與中部流腔的中心軸線處的水平截面的寬度相等；進水流腔的中心軸線處的垂直截面為梯形，其前端寬度與中部流腔的中心軸線處的垂直截面的寬度相等，其后端寬度與中部流腔的中心軸線處的水平截面的寬度相等。這種結構的實質性不足是：為了保證測量精度，超聲波流量計的換能器之間的距離必須保證足夠的有效長度，無形中加長了測量管段的長度，導致在年檢或故障檢測時，必須將測量管段連同整表從管路上拆卸，才能檢定或維修、更換，導致更換成本增大。而為了使得更換成本降到最低，雖然專利號：ZL200420111534.3/ZL200520086674.3/ZL200820102881.8公開了幾種可拆式機械表，可在不拆卸管路上的表體管件的條件下，直接拆裝機械表的機芯進行調校和更換機芯，一定程度的降低了使用維護成本。但機械表不能測量極小的流量；數據處理、傳輸不能滿足智能化無人化的需求；目前常規的方式還是整表更換電磁式或超聲波式儀表，但是更換成本高，安裝成本高。到目前為止，制造成本高、維護操作難與計量精度低、準確度低這幾個問題還無法在一種流量計上得到解決。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決現有技術的不足，提供一種結構新穎、結構緊湊、測量精度高、抗表前干擾、拆裝更換部件方便、維護成本低、模塊化程度高、安裝成本低的具有采集切向速度測量流量的裝置。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種具有采集切向速度測量流量的裝置，包括測量管體，所述測量管體內設有超聲波測速部件，其特征在于所述測量管體內流體的進入端設有切向流生成器，以使進入測量管體內軸向直線流動的流體經過切向流生成器產生變向形成周向旋轉流動，所述切向流生成器是由葉片軸環、切向流固定環和葉片旋翼組成，所述切向流固定環固定在測量管體端部，所述葉片軸環和切向流固定環同心設置，所述葉片軸環和切向流固定環間圓周陣列設有葉片旋翼，所述葉片旋翼的導流面與流體的進入方向相傾斜，以利于通過傾斜的葉片旋翼將流體的軸向流動轉變成周向旋轉流動，使相對應的超聲波測速部件在短于最短的標準軸向安裝距離時，其收發路徑能夠根據需要任意加長，不但具有占用空間小、制造成本低的作用，而且，還顯著提高了測量精度高。本專利技術所述葉片旋翼的導流面與測量管體內流體進入方向的傾斜角度在15°~75°，以利于通過葉片旋翼將軸向直線流動的流體轉變成周向旋轉流動的流體，以達到改變流體方向的作用。本專利技術所述葉片旋翼可以采用扭曲曲面，即所述葉片旋翼的葉片根部與測量管體軸線的傾斜角度為5°~45°，葉片旋翼的外端與測量管體軸線的傾斜角度為35°~75°，所述葉片旋翼1由葉片根部的5°~45°逐漸向葉片外部的35°~75°圓滑扭曲過渡而成，所述葉片旋翼迎流端c邊緣圓滑突起，且導流面和背流面經圓角過渡連接，所述葉片后端d邊緣圓滑凹線，葉片的背流面e后端為升角f，以達到在低壓力損失的條件下，將軸向流動的流體導流產生相同切向圓周運動的作用。本專利技術可在所述葉片軸環的流體進入端設有分流錐體，所述分流錐體的軸向剖面呈拋物線形，以利于對軸向流動的流體進行分流，并通過相鄰葉片旋翼間隙進入到流量測量安裝環體內，達到分流的作用。本專利技術可在所述分流錐體后端沿所述測量管體軸心軸向延伸形成穩流軸，以利于通過穩流軸將葉片旋翼導流后變向的流體進行穩流，使穩流軸兩側的超聲波換能器測得的精度更為精確。本專利技術所述測量管體可以呈環狀，也可以呈管狀，所述測量管體兩側分別經卡扣與切向流生成器的切向流固定環固定連接，以達到不拆卸管路，即可檢定或更換超聲波機芯的作用。當所述測量管體呈環狀時，本專利技術所述超聲波測速部件中的反射面可沿測量管體內壁周向設置，所述反射鏡可以采用鏡面沿測量管體內壁周向設置，也可以在測量管體內壁周向通過機械加工成鏡面，所述超聲波測速部件的超聲波換能器在測量管體上周向設置，使所述超聲波換能器和反射面反射的收發路徑在測量管體的同一橫斷面上，以達到對經過切向流生成器變向后周向旋轉的流體通過超聲波換能器將超聲波信號在反射面反射或多次反射后到達另一超聲波換能器中，使收發路徑根據需要任意加長，達到顯著提高測量精度的作用，再通過測量與流體旋轉方向順向或逆向流動的時間差來推算出流體的流速和流量，不但解決了小流量難以精確計量的實質性技術問題，而且還大大節約了現有技術中在測量管體上軸向設置多組換能器測量的設備成本和安裝成本。當所述測量管體呈管狀時，所述測量管體內的超聲波測速部件的安裝方式為現有技術，此不再贅述。本專利技術由于采用上述結構，具有結構新穎、結構緊湊、測量精度高、抗表前干擾、拆裝更換部件方便、維護成本低、模塊化程度高、安裝成本低等優點。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是圖1的一種實施例的左視圖。圖3是圖1的另一種實施例的左視圖。圖4是本專利技術實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有采集切向速度測量流量的裝置，包括測量管體，所述測量管體內設有超聲波測速部件，其特征在于所述測量管體內流體的進入端設有切向流生成器，以使進入測量管體內軸向直線流動的流體經過切向流生成器產生變向形成周向旋轉流動，所述切向流生成器是由葉片軸環、切向流固定環和葉片旋翼組成，所述切向流固定環固定在測量管體端部，所述葉片軸環和切向流固定環同心設置，所述葉片軸環和切向流固定環間圓周陣列設有葉片旋翼，所述葉片旋翼的導流面與流體的進入方向相傾斜。

【技術特征摘要】
1.一種具有采集切向速度測量流量的裝置，包括測量管體，所述測量管體內設有超聲波測速部件，其特征在于所述測量管體內流體的進入端設有切向流生成器，以使進入測量管體內軸向直線流動的流體經過切向流生成器產生變向形成周向旋轉流動，所述切向流生成器是由葉片軸環、切向流固定環和葉片旋翼組成，所述切向流固定環固定在測量管體端部，所述葉片軸環和切向流固定環同心設置，所述葉片軸環和切向流固定環間圓周陣列設有葉片旋翼，所述葉片旋翼的導流面與流體的進入方向相傾斜。2.根據權利要求1所述的一種具有采集切向速度測量流量的裝置，其特征在于所述葉片旋翼的導流面與測量管體內流體進入方向的傾斜角度在15°~75°。3.根據權利要求2所述的一種具有采集切向速度測量流量的裝置，其特征在于所述葉片旋翼采用扭曲曲面，即所述葉片旋翼的葉片根部與測量管體軸線的傾斜角度為5°~45°，葉片旋翼的外端與測量管體軸線的傾斜角度為35°~75°，所述葉片旋翼由葉片根部的5°~45°逐漸向葉片外部的35°~75°圓滑扭曲過渡而成，所述葉片旋翼迎流端c邊緣圓滑突起，且導流面和背...

【專利技術屬性】
技術研發人員：付濤，姜曉峰，戚清，
申請(專利權)人：威海市天罡儀表股份有限公司，
類型：新型
國別省市：山東,37