今天為大家介紹一項國家發明專利——一種對射式小口徑超聲波流量計。該專利由青島海威茨儀表有限公司申請，并于2019年1月1日獲得授權公告。

內容說明

本發明屬于管道傳輸流體流量計量技術領域，具體涉及對射式小口徑超聲波流量計。

發明背景

超聲波流量計和傳統的機械式流量儀表、電磁式流量儀表相比具有計量精度高、量程比更大，更能適應被測流體溫度、壓力、密度等參數的變化，對管徑及其管道水平、垂直走向的適應性強，使用方便，易于數字化管理等優點。目前，超聲波流量計已經廣泛的應用到市政供熱、水務、工業、礦山、發電廠等流量測量領域，技術日益成熟。

然而，對于小口徑管道，由于其管道直徑本身較小，對于標準給定的管段長度，換能器設置在如此小的管徑的通道中是個技術難題，制約著超聲波流量計在小口徑管道流量計量的應用，例如，生活用水領域等。

發明內容

針對現有技術中小口徑超聲波流量計存在的問題，提供了一種對射式小口徑超聲波流量計。

一種對射式小口徑超聲波流量計，包括管段外層、管段內層、換能器組件，所述管段內層的端部形成有換能器安裝座，所述換能器組件安裝于安裝座中，兩對換能器組件成對設置，所述管段內層安裝在管段外層內部。

所述管段內層中間部管段直徑小于兩端。所述管段內層包括通過卡扣相連接的管段第一內層和管段第二內層，所述管段第一內層和管段第二內層的非卡扣連接端沿徑向向外凸出形成環形凸臺邊緣，所述環形凸臺邊緣上沿軸向向內凸出形成矩形凸臺，所述管段外層兩端擴孔加工得到與環形凸臺邊緣相適配的第一孔，并在內壁上開設與矩形凸臺相適配的第一槽，所述矩形凸臺可設置多處，

所述管段第一內層卡扣連接端設置有扣件，扣件上開設環形扣槽，管段第二內層卡扣連接端設置有卡件，所述卡件上沿徑向方向向外凸出形成環形第二凸起，所述扣件和卡件卡合連接，第二凸起固定在扣槽中。

還包括第一密封圈，第二密封圈，所述管段第一內層和管段第二內層的端部開設第一環形槽，所述第一密封圈設置于第一環形槽中，所述第二密封圈設置于扣槽與卡件形成的腔體中。

所述換能器組件包括由內到外依次設置在安裝座中的換能器、密封墊、壓片和防護帽，所述安裝座包括與管段軸線平行的安裝孔、將安裝孔與外部連通的穿線孔，所述安裝孔端部沿徑向向內凸出形成邊緣凸起，沿軸向凸出形成第二卡件，所述防護帽包括與第二件相適配的第二扣件和壓緊部，防護帽通過第二扣件和第二卡件扣合緊密，壓緊部進一步壓緊壓片。

本發明的有益效果：1 。超聲波采用對射式發射與接收，在得到相同的信號接收能量時，可以降低換能器的發射能量，延長電池使用壽命。以DN20為例，換能器接收到的首波能量比反射式大4倍，所以換能器尺寸由Φ17mm適當減小為Φ12mm。

2 。換能器設置于管段兩端外螺紋的正下方，更靠近管段兩端口，其引出線是通過管段中間出口引出，不會干擾活接安裝，按照時差公式及推算可知，增大了流量計的量程比。以DN20為例，兩換能器之間的距離，由反射式的60mm，提升到85mm。

3 。整個管體內部管段外層與管段內層之間的腔體是無水的，這樣有效解決金屬管段內部腐蝕及結垢問題，金屬管段接口處有塑料翻邊保護，也不接觸水，因此，這種設計可以采用銅、不銹鋼以及之外的標準管件，例如，鍍鋅鋼管，鋁管等，在保證強度情況下，可以大大降低成本。

4 。小型無臺階形換能器設計，既解決了小管徑內無法安裝換能器的問題，又不會增加壓損，通過軟件分析優化，使水流得到整流，減少紊流，使計量更準確，以DN20為例，其固定換能器部分的通水面積是中間縮頸部分面積的1 .3倍。

5 。流量計管段結構簡單，不需要以往的鍛壓制造，外層可以選用標準管材，金屬管段接口處有塑料翻邊保護，整體金屬管都不接觸水。因此，這種設計可以采用銅、不銹鋼以及之外的標準管件，例如，鍍鋅鋼管，鋁管等，在保證強度情況下，可以大大降低成本。

6 。管段內層結構組裝方便快捷，定位準確，卡扣牢靠，外圈密封良好。

7 。管段內層與管段外層內壁有預留空間，整個腔體是無水的，這樣有效防止換能器連線泡水，還可以有效抗凍。即在冰點附近時，管段內套在冰膨脹時的微變形能有效克服冰凍破壞管段。

8 。管段外層為金屬制造，所以，安裝活接不會破壞螺紋。