專利名稱：：超聲波水表、熱量表流量傳感器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及聲學、傳感器技術流量測量
技術領域：
，特別涉及超聲波水表、熱量表流量傳感器。(二)
背景技術：
：目前，國內(nèi)外現(xiàn)有超聲波水表、熱量表流量傳感器一般由傳感器殼體、換能器、反射器組成。兩個反射器中間的內(nèi)孔壁為光滑管壁，不做處理。以上情況的水流形態(tài)比較混亂，規(guī)律不明顯。且水流速度不同，水流的形態(tài)差別很大。很難對檢測到的數(shù)據(jù)進行修正，所以很難達到一個比較高的準確度，而且校表難度大。如要開發(fā)出高質(zhì)量且實用的超聲波水表、熱量表流量傳感器應滿足以下條件l、流體形態(tài)在各流量點的一致性要好。2流體速度盡量快，有利于小流量的測量。3、壓力損失小。本發(fā)明針對上述特點優(yōu)化設計。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種測量準確、組裝方便的超聲波水表、熱量表的流量傳感器。本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種超聲波水表、熱量表的流量傳感器包括傳感器殼體，超聲波換能器，超聲波反射器。本發(fā)明更優(yōu)的技術方案是所述的傳感器殼體置有換能器安裝平臺，反射器安裝平臺，溫度傳感器安裝孔和位于超聲波反射器之間的整流管，所述的整流管內(nèi)壁加工有整流波紋。所述的反射器包括工作面和安裝面，所述的工作面與安裝面的夾角為45度。，所述的反射器工作面和反射器安裝面只通過一個小于反射面直經(jīng)的連接支點支撐連接。超聲波反射器安裝方法是用螺釘固定在傳感器殼體的底部。所述的換能器周圍環(huán)繞有密封圈，超聲波換能器上端設置有壓蓋用來壓住換能器和密封圈。所述溫度傳感器安裝孔，溫度傳感器安裝孔軸線在傳感器殼體的對稱面內(nèi)。所述的超聲波換能器包括鋼片、和壓電陶瓷振子，所述壓電陶瓷振子為圓片狀，所述鋼片為圓片狀，鋼片和壓電陶瓷振子為平面同心圓片，其直徑大于壓電陶瓷振子的直徑。本發(fā)明的有益效果是測量精確，換能器安裝密封性好，壓力損失小而且結(jié)構(gòu)簡單。(四)說明書附圖附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明反射器的結(jié)構(gòu)示意附圖3為超聲波換能器的結(jié)構(gòu)示意附圖4為本發(fā)明螺紋形整流波紋的波紋橫剖示意圖。附圖5為光滑管和粗糙管內(nèi)水流速度分布系數(shù)ct同水流速度U的變化關系趨勢圖。圖中l(wèi)換能器壓蓋，2超聲波換能器，3密封圈，4反射器，5整流管及整流波紋，6溫度傳感器安裝孔，7反射器工作面，8反射器安裝面，9壓電陶瓷振乎，IO鋼片。具體實施方式附圖為本發(fā)明的一種具體實施例，本實施例超聲波水表、熱量表流量傳感器包括傳感器殼體，超聲波換能器2，超聲波反射器4和位于超聲波換能器2之間的整流管，其特征在于所述的超聲波反射器4用螺絲固定在傳感器殼體的底部，所述的整流直管帶有整流波紋5，可根據(jù)機械加工設備的功能，將整流直管內(nèi)壁加工成內(nèi)螺紋狀或其他粗糙的內(nèi)表面形狀，在本實例中我們將其加工成雙線內(nèi)螺紋。整流波紋5，包括多種加工成型方式一、整流管內(nèi)表面為一個個的連續(xù)的溝槽；二、在整流管內(nèi)表面加工出內(nèi)螺紋；三、在整流管內(nèi)表面加工出一個個突起。還包括其他有助于提高內(nèi)表面粗糙程度的形態(tài)，其波紋的寬度和深度與測量管內(nèi)徑之比在0.05-0.2之間。所述的超聲波換能器2只有兩部分組成鋼片IO、和壓電陶瓷振子9。使用時將本傳感器串接入需要進行流量計量的管道。有兩個換能器及兩個反射器4，首先由一個換能器發(fā)出超聲波，經(jīng)兩個反射器后，在另一個換能器收到超聲波，通過電子技術測出傳播時間。然后反向發(fā)送超聲波并測出傳播時間。最后CPU會計算出時間差，并最后計算出管體內(nèi)的水的瞬時流量。所述的反射器4有兩部分組成工作面7和安裝面8，所述的工作面7與安裝面8的夾角為45度，工作面7和安裝面8只有一個連接支點支撐連接，故對流動水的阻力小，這樣壓力損耗就小。采用管內(nèi)安裝工藝，將反射器安裝在傳感器殼體底部。安裝反射器時，螺絲從換能器安裝孔進入管體，將反射器固定在傳感器殼體的底部反射器安裝平臺上。反射器阻礙水流的面積小，反射器迎著水流方向的造型為圓弧或斜面，所以對流動水的阻力很小。所述的超聲波換能器2周圍用密封圈密封，換能器上端設置有壓蓋1用于壓住換能器密封圈和固定超聲波換能器。所述的超聲波換能器包括不銹鋼片IO、和壓電陶瓷振子9，所述壓電陶瓷振子9為圓片狀，鋼片10和壓電陶瓷振子9為同心圓片，其直徑大于壓電陶瓷振子9的直徑。將所述的壓電陶瓷固定在所述的不銹鋼片上。只需通過不銹鋼片的邊緣，將超聲波換能器安裝在換能器安裝平臺，不銹鋼片的下面與換能器安裝平臺接觸面用密封材料密封.超聲波換能器2的結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，而且密封性和聲波傳導性的效果都非常好。本發(fā)明的一個特征是在兩個反射器間的整流管(內(nèi)孔)的內(nèi)壁加工有整流波紋，當水在管內(nèi)流動時，由于內(nèi)壁波紋結(jié)構(gòu)的存在，所以流動面積和流速方向不斷變化，使水受到了強烈的擾動，就會使水很大的速度范圍內(nèi)處于高度湍流狀態(tài)，所以在不同流速的情況下，水的速度分布系數(shù)變化不大，易于對檢測到的數(shù)據(jù)進行修正。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l光滑管和粗糙管內(nèi)水流速度分布系數(shù)a在表1中Re是雷諾數(shù)其計算公式為式中，P是流體的平均流速(m/s);〖流束的特征尺寸(m);P是流體密度(kg/m3);il是流體的動力黏度(Pas)有公式1可得，在其他條件不變時，水的平均流速li越大，其雷諾系數(shù)Re越大。結(jié)合表l可得出，光滑管和粗糙管內(nèi)水流速度分布系數(shù)a同水流速度U的變化關系。我們可以清晰的看到，管壁粗糙程度越大，其速度分布系數(shù)a越穩(wěn)定。所以整流波紋的存在，會非常有利于數(shù)據(jù)的修正，可以把誤差降到比較小的范圍。常用流量和大流量時，由于波紋的存在，整流管(內(nèi)孔)內(nèi)的空間會有所增大，這樣壓力損失就會有所減小。另外一個顯著的效果是由于內(nèi)壁波紋結(jié)構(gòu)的存在，使水受到了強烈的擾動，所以水中的雜質(zhì)就很難沉淀下來，減少對整流管的污染。所述的整流波紋5可以有多種實現(xiàn)方法，比如把整流管內(nèi)表面加工出一個個溝槽；在整流管內(nèi)表面加工出內(nèi)螺紋；在整流管內(nèi)表面加工出一個個突起，以及其他提高內(nèi)孔管壁粗糙程度的方法。其波紋的寬度和深度與測量管內(nèi)徑之比在0.05-0.2之間。所述的整流管的內(nèi)徑小于傳感器入口和傳感器出口的直徑，整流直管與傳感器入(出)口之間有一段連接管段，所述連接管段的直徑是連續(xù)變化的，其變化曲線是流線型。所述連接管段的長度大于入(出)口與整流直管的半徑差值。所述傳感器殼體設置有溫度傳感器安裝孔6。溫度傳感器安裝孔軸線在傳感器殼體的對稱面內(nèi)，所以安裝溫度傳感器后，溫度傳感器和反射器在管段橫截面上的投影重合，這樣不會因為安裝溫度傳感器帶來太大的水阻。權利要求1.一種超聲波水表、熱量表的流量傳感器包括傳感器殼體，超聲波換能器(2)，超聲波反射器(4)，其特征在于所述的傳感器殼體置有換能器安裝平臺、反射器安裝平臺，溫度傳感器安裝孔和位于兩個超聲波反射器(4)之間的整流管，所述的超聲波反射器包括工作面和安裝面，所述的反射器工作面和反射器安裝面只通過一個小于反射面直經(jīng)的連接支點支撐連接，所述的超聲波反射器是用螺釘固定在傳感器殼體底部的反射器安裝平臺上，所述的超聲波換能器只有鋼片(10)和壓電陶瓷振子(9)兩部分組成，所述壓電陶瓷振子(9)為圓片狀，所述鋼片(10)為圓片狀，鋼片(10)和壓電陶瓷振子(9)為平面同心圓片，鋼片(10)直徑大于壓電陶瓷振子(9)的直徑，所述的整流管內(nèi)壁加工有整流波紋(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的超聲波水表、熱量表流量傳感器，其特征在于所述的反射器包括工作面(7)和安裝面(8)，所述的工作面(7)與安裝面(8)的夾角為45度，所述的反射器工作面(7)和反射器安裝面(8)只通過一個小于反射面直經(jīng)的連接支點支撐連接。3.根據(jù)權利要求1所述的超聲波水表、熱量表流量傳感器，其特征在于所述的換能器周圍環(huán)繞有密封圈(3)，超聲波換能器(2)上端設置有壓蓋(1)用來壓住換能器和密封圈。4.根據(jù)權利要求1所述的超聲波水表、熱量傳感器，其特征在于所述溫度傳感器安裝孔(6)，溫度傳感器安裝孔軸線在傳感器殼體的對稱面內(nèi)。5.根據(jù)權利要求3所述的超聲波水表、熱量表流量傳感器，其特征在于所述的不銹鋼片(10)的下表面與換能器安裝平臺接觸面有密封材料密封。全文摘要本發(fā)明涉及聲學、傳感器
技術領域：
，特別涉及一種超聲波水表、熱量表流量傳感器。超聲波水表、熱量表流量傳感器包括傳感器殼體，超聲波換能器，位于超聲波換能器下部的反射器，其特征在于所述的傳感器殼體中心置有整流管，整流管內(nèi)表面有整流波紋。本發(fā)明的有益效果是測量精確，換能器安裝密封性好，壓力損耗小，而且組裝操作簡單。文檔編號G01F15/06GK101576399SQ20091001520公開日2009年11月11日申請日期2009年5月8日優(yōu)先權日2009年5月8日發(fā)明者鄧魯堅申請人:鄧魯堅