一种超声波流量传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超声波流量传感器，包括流量腔体（20），流量腔体（20）设有入口（21）和出口（22），在流量腔体（20）的入口端设有第一电子超声波换能器（40）和第一超声波反射镜（50），在流量腔体（20）的出口端设有第二电子超声波换能器（41）和第二超声波反射镜（51），第一电子超声波换能器（40）传送的超声波依次经过第一超声波反射镜（50）、内流管道（30）以及第二超声波反射镜（51）被第二电子超声波换能器（41）接收，所述内流管道（30）设有消除寄生多模分散波束的齿状内表面（31）。本实用新型专利技术由于在内流管道设有消除寄生多模分散波束的齿状内表面，抑制了寄生多模超声波，大大增加了测量精度和可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种超声波流量传感器
本技术涉及一种超声波流量传感器，尤其是涉及一种用于测量液体和气体介质平均流速的超声波流量传感器。
技术介绍
超声波流量传感器是依靠超声波换能器，其基于换能器发射机发射出超声波传送到相应接收器的传送时间，取决于液体流速和超声波传播方向的原则，测量液体或气体媒介的平均流速。通常使用一对换能器，分别安装在上游和下游。各换能器可用作发射机也可用作接收器。一个超声波脉冲从上游换能器传送到下游换能器。第二个超声波脉冲从下游换能器传送到上游换能器。电子控制仪精确测量各方向的传送时间。两个传送时间的数值差与流速成正比。然后用于计算流体平均流速。以下三要素是客户选择适合其应用的超声波流量传感器时，最重要的标准:(1)测量精度；(2)测量可靠性；以及(3)购置成本。大多数客户会选择高测量精度和可靠性及低购置成本的超声波流量传感器。超声波流量传感器的测量精度和可靠性主要受以下因素影响:(1)待测流体流速；(2)流速分布均匀性；(3)所测超声波信号强度；以及(4)内反射产生的寄生多模声波。流速、流速分布均匀性和超声波信号强度对超声波流量传感器的测量精度和可靠性有积极影响。更快流速、更少干扰、更好流速分布均匀性和更强超声波信号，可产生更高的测量精度和更好的可靠性。另一方面，内反射产生的寄生多模声波对测量精度和可靠性具有消极影响。寄生多模声波越强，测量精度和可靠性越低。此外，超声波流量传感器的购置成本取决于初始产品价格和产品的寿命周期。具有竞争力的超声波流量传感器必须易于生产、便于组装、并在其寿命周期中能保持性能稳定。这就要求超声波流量传感器，必须尽可能简单，并有最少个数的组件和零件。
技术实现思路
本技术设计了一种超声波流量传感器，其解决的技术问题是电子超声波换能器产生的寄生多模分散波束无法进行消除，影响了测量精度。为了解决上述存在的技术问题，本技术采用了以下方案:一种超声波流量传感器，包括流量腔体(20)，流量腔体(20)设有入口(21)和出口(22)，在流量腔体(20)的入口端设有第一电子超声波换能器(40)和第一超声波反射镜(50)，在流量腔体(20)的出口端设有第二电子超声波换能器(41)和第二超声波反射镜(51),第一电子超声波换能器(4 0 )传送的超声波依次经过第一超声波反射镜(5 0 )、内流管道(30)以及第二超声波反射镜(51)被第二电子超声波换能器(41)接收，所述内流管道(30 )设有消除寄生多模分散波束的齿状内表面(31)。进一步，第一超声波反射镜(50)和/或第二超声波反射镜(51)设有水平顶面(500)或凸顶面(501)。进一步，第一超声波反射镜(50)通过第一反射镜支撑夹具(60)固定在流量腔体(20)内壁上。进一步，第二超声波反射镜(51)通过第二反射镜支撑夹具(61)固定在流量腔体(20)内壁上。该超声波流量传感器与传统超声波流量传感器相比，具有以下有益效果:(I)本技术由于在内流管道设有消除寄生多模分散波束的齿状内表面，齿状内表面不但减少了从湍流区到层流区的流量转变点，还抑制了寄生多模超声波，大大增加了测量精度和可靠性。(2)本技术由于超声波反射镜带有水平顶面或凸顶面，而不是凹面，可以起到防止颗粒物沉积在镜面上的作用。【附图说明】图1:本技术超声波流量传感器的结构示意图；图2:本技术超声波流量传感器的工作原理图；图3:本技术超声波流量传感器的超声波反射镜第一种结构示意图；图4:本技术超声波流量传感器的超声波反射镜第二种结构示意图。附图标记说明:10—超声波流量传感器；20—流量腔体；21—入口 ；22—出口 ；30—内流管道；31一齿状内表面；40—第一电子超声波换能器；41一第二电子超声波换能器；50—第一超声波反射镜；51—第二超声波反射镜；60—第一反射镜支撑夹具；61—第二反射镜支撑夹具；80—主测量波束；81—寄生多模分散波束。【具体实施方式】下面结合图1和图4,对本技术做进一步说明:如图1所示，本技术超声波流量传感器10包括流量腔体20，流量腔体20 —侧设有入口 21，另一侧设有出口 22，液体或气体媒介流过入口或出口。内流管道30具有粗糙表面或齿状内表面31，其不但减少了从湍流区到层流区的流量转变，还抑制了寄生多模超声波。一对第一电子超声波换能器40和第二电子超声波换能器41用于传送和接收超声波信号。第一超声波反射镜50和第二超声波反射镜51用于引导超声波从一个换能器到另一个换能器；第一反射镜支撑夹具60和第二反射镜支撑夹具61使反射镜与内流管道30中心线对齐。一反射镜支撑夹具60和第二反射镜支撑夹具61固定第一超声波反射镜50和第二超声波反射镜51与内流管道30入口或出口间的距离，从而在维持超声波信号强度的同时，最小化反射镜对内流管道内流量的干扰。如图2所示，本技术超声波流量传感器工作原理如下:第一电子超声波换能器40传送的超声波，包括两个部分:主测量波束80和寄生多模分散波束81。主测量波束80穿过内流管道30，而不与内流管道30的齿状内表面31相交。经过第二超声波反射镜51反射，其到达接收器，即第二电子超声波换能器41。寄生多模分散波束81路径完全不同于主测量波束80路径。其在入口处首次撞击齿状内表面31，并在内流管道30内多次被齿状内表面31反射。若齿状内表面31是一个光滑表面，寄生多模分散波束81在离开内流管道30出口后，将与主测量波束80结合，由第二超声波反射镜51反射，到达第二电子超声波换能器41处。最终出现在第二电子超声波换能器41的电子信号内，影响测量的精度。但是，本技术采用齿状内表面31具有适当粗糙度的粗糙表面，寄生多模分散波束81在被内流管道30内多次反射后，将完全被齿状内表面31吸收。其不会到达第二超声波反射镜51和超声波换能器41处。结果是其不会出现在超声波换能器41的电子信号内，使得测量精度进一步得到提高。此外，齿状内表面31在内流管道30的分布特征如下:内流管道30入口端的齿数量和高度都大于位于内流管道30出口端的齿数量和高度，有利于进一步消减寄生多模分散波束81。如图3和图4所示，第一超声波反射镜50和第二超声波反射镜51由不锈钢或涂有薄金属薄膜层的塑料制成。第一超声波反射镜50和第二超声波反射镜51带有水平顶面500或凸顶面501。于现有技术中使用的凹顶面相比，水平顶面500和凸顶面501具有防止颗粒物在镜面沉积的优势，从而防止了超声波信号强度的降低。此外，于带有凹顶面的反射镜相比，带有凸顶面的第一超声波反射镜50和第二超声波反射镜51对内流管道30内的流量产生较小干扰。为避免弯曲导致的重大超声速发散，第一超声波反射镜50和第二超声波反射镜51的弯曲度保持足够小。上面结合附图对本技术进行了示例性的描述，显然本技术的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本技术的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波流量传感器，包括流量腔体（20），流量腔体（20）设有入口（21）和出口（22），在流量腔体（20）的入口端设有第一电子超声波换能器（40）和第一超声波反射镜（50），在流量腔体（20）的出口端设有第二电子超声波换能器（41）和第二超声波反射镜（51），第一电子超声波换能器（40）传送的超声波依次经过第一超声波反射镜（50）、内流管道（30）以及第二超声波反射镜（51）被第二电子超声波换能器（41）接收，其特征在于：所述内流管道（30）设有消除寄生多模分散波束的齿状内表面（31）。

【技术特征摘要】
1.一种超声波流量传感器，包括流量腔体(20)，流量腔体(20)设有入口(21)和出口(22)，在流量腔体(20)的入口端设有第一电子超声波换能器(40)和第一超声波反射镜(50)，在流量腔体(20)的出口端设有第二电子超声波换能器(41)和第二超声波反射镜(51),第一电子超声波换能器(4 O )传送的超声波依次经过第一超声波反射镜(5 O )、内流管道(30)以及第二超声波反射镜(51)被第二电子超声波换能器(41)接收，其特征在于:所述内流管道(30)设有消...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈畅，
申请(专利权)人：成都声立德克技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51