测量通过盘旋式输送机的气流的设备和方法技术

一种全向风速计和一种使用所述风速计测量沿输送路径的气流的方法，所述输送路径例如是通过处理腔室的螺旋路径。所述风速计是具有最小的气流闭塞结构的低剖面全向三轴线风速计。由于所述风速计的低剖面，所述风速计可适合于具有较小层间距的盘旋式输送机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测量通过盘旋式输送机的气流的设备和方法
技术介绍
本专利技术一般涉及气流的测量，且具体地，涉及测量通过盘旋式输送机的气流的设备和方法。在盘旋式输送机中，围绕中心滚筒以螺旋路径驱动输送带。由于螺旋路径包含围绕滚筒的许多层或环绕，因此带较长，但与等长线性路径上的带相比，螺旋路径的带所局限于的空间更为紧凑。盘旋式输送机空间紧凑并且占地面积小，这使它们在冷冻机、炊具、发酵器和其他处理腔室的使用中颇受欢迎。但盘旋式输送机的紧凑会影响冷却或加热空气通过带的流动，并且产品在沿螺旋路径行进期间会经受特殊的热处理。气流还会影响产品热处理的质量。通过合理地放置风扇，调节风扇方向和速度获得最优的气流，可对产品进行均匀或适宜的热处理。使用风速计测量气流。超声风速计，例如美国密歇根州特拉弗斯市的R.M.Young公司制造和销售的81000V型超声风速计，使用三对超声换能器，从飞行时间开始以三个维度测量每一对的换能器之间的超声脉冲的气流。换能器安装在某一结构上，所述结构在某些方向上遮挡的气流远多于其他方向。因此，风速计并不是均匀全向的。
技术实现思路
体现本专利技术特征的一种测量气流的超声风速计的一个形式包括至少一对相对的超声换能器，所述超声换能器由限定中心开放区域的基座支撑。相对的超声换能器通过公共空间沿多条传输路径相互传输和接收超声脉冲，所述多条传输路径在所述公共空间内部的一点处相交，所述中心开放区域通向所述公共空间。每一对的第一超声换能器设置在距基座第一距离处，并且每一对的第二超声换能器设置在距基座小于第一距离的第二距离处。一种测量气流的超声风速计的另一形式包括限定中心开放区域的基座和在间隔开的位置由所述基座支撑的三对相对的超声换能器。每一对的超声换能器通过公共空间沿传输路径相互传输和接收超声脉冲，所述传输路径与其他两对的传输路径在所述公共空间内部的一点处相交，所述中心开放区域通向所述公共空间。每一对的第一超声换能器以距基座的第一距离安装到基座，并且每一对的第二超声换能器以距基座小于第一距离的第二距离安装到基座。体现本专利技术特征的一种测量通过腔室内盘旋式输送机的气流的方法包括：(a)将气流测量装置放置在盘旋式输送带的输送表面上，所述盘旋式输送带沿腔室内盘旋式输送机向上或向下的螺旋路径输送所述气流测量装置；(b)当气流测量装置沿螺旋路径随盘旋式输送带前进时，用气流测量装置进行周期性的气流测量；以及(c)记录或显示周期性的气流测量值，或进行这两者。附图说明图1是体现本专利技术特征的低剖面超声风速计的等距视图。图2是如图1中的风速计在盘旋式输送带上的透视图。图3是图1的风速计的电力系统的框图。图4是示出由三对换能器中的一对进行的超声脉冲双向传输的时序图。图5是表示笛卡尔坐标和球面坐标的气流速度矢量的图。图6是可与图3中的风速计系统一起使用的显示系统的框图。图7A和7B示出超声脉冲的折射如何影响成对传输器的最小仰角。图8是能够确定沿多个传输路径的飞行时间的超声风速计的另一形式的等距视图，外壳示出为部分打开。图9A是可以由图6的显示系统显示的气流对比方位角显示的实例，图9B是可由图6的显示系统显示的气流对比仰角和方位角的3D图的实例。具体实施方式图1示出体现本专利技术特征的超声风速计。风速计10具有限定中心开放区域14的细环形基座12。基座12具有顶部13和相对的底部15，并且形成窄带。替代如图所示的圆环形，基座12可以是椭圆形的或其他弯曲的，或者可以是多边形。替代如图所示的环形带，基座12可以是分段式的。三个基座换能器支架16A、16B、16C在基座12的顶部15向上成角度地延伸。换能器支架16A-C示出为围绕基座每120°等距间隔开。但是它们不一定等距间隔开。超声换能器A1、B1、C1安装在对应的支架16A、16B、16C中。换能器A1、B1、C1分别位于距基座12第一距离处。在此实例中，三个换能器A1、B1、C1距基座的距离相同。但它们可位于距基座12的不同距离处。并且，在此实例中，换能器A1、B1、C1的传输轴线都从基座12向上倾斜相同的角度。每个基座换能器A1、B1、C1与对应的上部换能器A2、B2、C2配对。上部换能器A2、B2、C2与基座换能器A1、B1、C1在直径上相对，并且升高到基座换能器A1、B1、C1上方距基座12的距离比到下部基座换能器更远处。上部换能器A2、B2、C2安装在上部换能器支架17A、17B、17C中。换能器支架位于细弯臂18A、18B、18C的远侧末端处，所述细弯臂从基座12的近端向上延伸。在此实例中，C形臂18A、18B、18C从基座12向外弯曲，然后在其远端向内弯回，但是其他臂形状也是可能的。类似于基座换能器A1、B1、C1，上部换能器A2、B2、C2每120°等距间隔。上部和下部换能器支架16A-C、17A-C将每一对换能器定向为成角度地面向上或面向下，以使它们的传输轴线重合，并为每一对换能器限定传输路径20A、20B、20C。每个换能器沿其传输路径20A、20B、20C向其成对的换能器传输超声脉冲并从其成对的换能器接收超声脉冲。三个传输路径20A-C在换能器A1-C1、A2-C2之间的公共空间24中间的点P处相交。图1中三个传输路径相互正交以获得最佳的全向结果，但也可以不是正交的。基座12的开放区域14通向公共空间24。细臂18A-C和具有充分开放区域14的细而窄的底座12通过最小化阻挡气流的结构元素，使风速计具有更均匀的全向性。为稳定上部换能器支架17A-C，可在示出的周向相邻换能器之间提供可选的稳定部件22。臂18A-C是中空的，以容纳连接到上部换能器A2-C2的电线。臂18A-C中的空洞通向基座12的底部15中的通道(未示出)。通道形成电缆线，用于上部和下部换能器A1-C1、A2-C2的电线的延伸。电线连接到电子设备外壳26中的电子电路，所述电子设备外壳向基座12的外部延伸。外壳26尤其容纳用于换能器的驱动器和传输/接收开关。电缆通道可通往基座的底部15，或可由底部封闭。例如，电子设备外壳26沿其与基座12相交的径向对称轴线任意限定风速计轴线28，所述风速仪轴线可用作将风速仪10定向在输送带上的参考，其中轴线28平行于输送带的输送方向。风速仪轴线26还可用于限定3-D笛卡尔坐标系，其中x轴平行于风速计轴26，y轴正交于与底座12的平面平行的平面中的x轴，而竖直z轴垂直于x-y平面。图2示出冷冻机、发酵器、炊具或其他腔室32中的盘旋式输送机30。盘旋式输送机30包含具有从底部38延伸到顶部39的圆柱形外周36的驱动塔34或滚筒。平行驱动部件40在长度上沿驱动滚筒34的外周36从底部38延伸到顶部39。驱动部件40从外周36径向向外延伸。一对平行的耐磨条42(仅示出外部耐磨条)安装到层支撑44上，围绕驱动滚筒34形成螺旋传送道。所述螺旋传送道围绕驱动滚筒34的外周36限定多层螺旋路径，用于支撑在耐磨条42上的侧弯输送带46。如图2所示，驱动滚筒34被驱动以在平行于驱动部件40的段的竖直轴线48上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量气流的超声风速计，其包括：/n基座，所述基座限定中心开放区域；/n由所述基座支撑的至少一对相对的超声换能器，其中：/n所述至少一对相对的超声换能器通过公共空间沿多条传输路径相互传输和接收超声脉冲，所述多条传输路径在所述公共空间内部的一点处相交，所述中心开放区域通向所述公共空间；并且/n所述至少一对中的每一对的第一超声换能器设置在距所述基座第一距离处，并且所述至少一对中的每一对的第二超声换能器设置在距所述基座小于所述第一距离的第二距离处。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180119 US 62/619,2351.一种测量气流的超声风速计，其包括：
基座，所述基座限定中心开放区域；
由所述基座支撑的至少一对相对的超声换能器，其中：
所述至少一对相对的超声换能器通过公共空间沿多条传输路径相互传输和接收超声脉冲，所述多条传输路径在所述公共空间内部的一点处相交，所述中心开放区域通向所述公共空间；并且
所述至少一对中的每一对的第一超声换能器设置在距所述基座第一距离处，并且所述至少一对中的每一对的第二超声换能器设置在距所述基座小于所述第一距离的第二距离处。


2.根据权利要求1所述的超声换能器，其中所述至少一对相对的超声换能器包括三对固定的风速计，限定三条相互正交的传输路径。


3.根据权利要求1所述的超声换能器，其中所述至少一对相对的超声换能器包括单对相对的超声换能器，和用于移动所述单对以限定所述多个传输路径中的不同传输路径的移动构件。


4.根据权利要求3所述的超声换能器，其中所述移动构件包括电机和耦合到所述基座以使所述基座和所述单对超声换能器旋转的齿轮。


5.一种测量气流的超声风速计，其包括：
基座，所述基座限定中心开放区域；
在间隔开的位置由所述基座支撑的三对相对的超声换能器，其中：
每一对超声换能器通过公共空间沿传输路径传输和接收超声脉冲，所述传输路径与其他两对的传输路径在所述公共空间内部的一点处相交，所述中心开放区域通向所述公共空间；并且
每一对的第一超声换能器以距所述基座的第一距离安装到所述基座，且所述对的第二超声换能器以距所述基座小于所述第一距离的第二距离安装到所述基座。


6.根据权利要求5所述的超声风速计，其中所述基座为环形。


7.根据权利要求5所述的超声换能器，其中从所述基座到所述第一超声换能器的所述第一距离小于5cm。


8.根据权利要求5所述的超声风速计，其另外包括连接在所述第一超声换能器之间的稳定部件。


9.根据权利要求5所述的超声风速计，其包括三个臂，所述三个臂从所述基座上的间隔开的位置延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·S·默里，大卫·W·博格尔，
申请(专利权)人：莱特拉姆有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US