一种轴向对射式超声波气体流量测量气路的制作方法

本实用新型涉及一种轴向对射式超声波气体流量测量气路，属于测量装置技术领域。

背景技术：

现有技术中的超声波气体流量测量装置有两个特点：其一是测量管段的横截面为矩形，内置多片纵向导流片，上游超声波换能器与下游超声波换能器之间的距离短。该种结构不易加工制作，且测量精度受限；其二是超声波气体流量测量装置内的气路为半开放式的，即测量管段的一端与其装置接口相连，而测量管段的另一端是开放式的。该种结构，气体充盈于装置壳体内被壳体封闭，其对壳体的密封性要求高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种测量精度高、对密封性要求低的轴向对射式超声波气体流量测量气路。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：、一种轴向对射式超声波气体流量测量气路，其特征是：包括气体流量测量管段、进气管段、出气管段、轴向对射式上游超声波换能器、轴向对射式下游超声波换能器，所述轴向对射式上游超声波换能器和轴向对射式下游超声波换能器分别同轴相对安装在所述气体流量测量管段的两端构成轴向对射式气体流量测量结构，所述进气管段和所述出气管段分别垂直连接在所述气体流量测量管段的两端上并形成凹字形结构，所述进气管段和所述出气管段均上端开口，下端为封闭结构，所述进气管段、气体流量测量管段、出气管段的内腔连通形成凹字形气流通道，所述轴向对射式上游超声波换能器和轴向对射式下游超声波换能器均位于所述气流通道内，所述气流通道的横截面均为圆形，在所述出气管段上设有气体阀门，在所述气体流量测量管段上设有用于测量气路中的气体压力的压力传感器、用于测量气路中的温度的温度传感器。

本实用新型使用时，被测气流自进气管段的端口进入进气管段，垂直向下流至底部，然后流经气体流量测量管段，即沿水平方向从气体流量测量管段的一端流至另一端，然后垂直向上进入出气管段，即为凹形气流通路。气流通道为凹字形路径，并被完全密封在凹字形腔内，故对外壳的密封性要求低。本实用新型中，气体流量测量管段与轴向对射式上游超声波换能器及轴向对射式下游超声波换能器组合构成长距离、轴向对射式气体流量测量结构，可使测量精度更高。压力传感器用于测量气路中的气体压力，温度传感器用于测量气路中的温度。气体阀门用于控制气体通路的关闭和开启。进气管段和出气管段的开口端用于与用气装置和供气管道连接。

进一步的，为便于与用气装置和供气管道连接，所述进气管段和出气管段的开口端均设有连接头。

为进一步提高测量精度，所述轴向对射式上游超声波换能器和所述轴向对射式下游超声波换能器均包括换能器壳体、装配在换能器壳体内的换能器内核、同轴设置在换能器壳体一端可与气体流量测量管段连接的圆筒状的连接结构部、沿轴向设置在换能器壳体外表面和连接结构部的内侧壁之间的多个导流栅，所述导流栅与换能器壳体、连接结构部的内侧壁之间形成多个气流通道，所述连接结构部的外侧壁上设有用于与气体流量测量管段密封的密封结构。连接结构部的设计可使其与气体流量测量管段连接并可对其进行定位及使其与测量管路之间密封，保证上游换能器和下游换能器的轴线对准，使超声波信号强度最佳，避免偏离后信号减弱，影响测量的正常进行，有利于提高测量精度，同时密封结构的设计可防止气流泄漏。导流栅的设计可将测量管路内的气流进行导流，可有效降低测量管路中换能器主体引起的气流不均匀性，提高测量精度。

进一步的，所述密封结构为至少一个的凹凸槽结构，所述凹凸槽结构内设有O形密封圈。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，气路横截面均为圆形，气流通道为凹字形路径，并被完全密封在凹字形腔内，故对外壳的密封性要求低。气体流量测量管段与轴向对射式上游超声波换能器及轴向对射式下游超声波换能器组合构成长距离、轴向对射式气体流量测量结构，可使测量精度更高。此外，本实用新型通过采用特殊结构设计的超声波换能器，既减小了换能器本身对气流均匀性的影响，提高了测量精度，又保证了超声波换能器与测量管段之间的良好对接与定位，确保上游超声波换能器及下游超声波换能器的对准，保证超声波信号强度最佳，避免偏离后信号减弱，影响测量的正常进行。

附图说明

图1是本实用新型的主视示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1中的A-A剖视示意图；

图4是本实用新型的立体结构示意图；

图5是本实用新型中的进气管段的结构示意图；

图6是本实用新型中的出气管段的结构示意图；

图7是本实用新型中的轴向对射式超声波换能器的主视图；

图8是图7中的B-B剖视示意图；

图9是图7的左视图；

图10是本实用新型中的超声波换能器的立体结构示意图；

图中，1、进气管段，2、气体流量测量管段，3、出气管段，4、轴向对射式上游超声波换能器，5、轴向对射式下游超声波换能器,6、压力传感器，7、温度传感器，8、气体阀门，9、气体出口，10、气体入口，11、连接头，12、换能器壳体，13、换能器内核，14、导流栅，15、连接结构部，16、O形密封圈。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如附图所示，一种轴向对射式超声波气体流量测量气路，其包括气体流量测量管段2、进气管段1、出气管段3、轴向对射式上游超声波换能器4、轴向对射式下游超声波换能器5。在所述气体流量测量管段2上设有压力传感器6、温度传感器7。所述轴向对射式上游超声波换能器4和轴向对射式下游超声波换能器5分别同轴相对安装在所述气体流量测量管段2的两端，构成轴向对射式气体流量测量结构。所述进气管段1和所述出气管段3均上端开口，下端为封闭结构，其管壁上设有连接部分17，所述进气管段1和所述出气管段3分别通过其连接部分17垂直连接在所述气体流量测量管段2的两端上，从而形成凹字形结构，所述进气管段1和所述出气管段3与气体流量测量管段2的连接部分均设有O形密封圈密封。所述进气管段1、气体流量测量管段2、出气管段3的内腔相连通形成凹字形气流通道，所述轴向对射式上游超声波换能器4和轴向对射式下游超声波换能器5均位于所述气流通道内，且所述气流通道的横截面均为圆形。在所述出气管段3上设有气体阀门8。在所述进气管段1和所述出气管段3的开口端均设有连接头11，用于与用气装置和供气管道连接。

本实用新型中的轴向对射式上游超声波换能器4和轴向对射式下游超声波换能器5可采用现有技术。为提高测量精度，本实施例中的轴向对射式超声波换能器采用如下结构：所述轴向对射式上游超声波换能器4和所述轴向对射式下游超声波换能器5均包括换能器壳体12、装配在换能器壳体12内的换能器内核13、同轴设置在换能器壳体12一端可与气体流量测量管段连接的圆筒状的连接结构部15、沿轴向设置在换能器壳体12外表面和连接结构部15的内侧壁之间的多个导流栅14，所述导流栅14与换能器壳体12、连接结构部15的内侧壁之间形成多个气流通道，所述连接结构部15的外侧壁上设有用于与气体流量测量管段密封的密封结构。优选的是，所述密封结构为至少一个的凹凸槽结构，所述凹凸槽结构内设有O形密封圈16。安装时，轴向对射式超声波换能器的连接结构部15与气体流量测量管段连接，并通过该连接结构部15进行定位，保证上下游的两个轴向对射式超声波换能器对准。该连接结构部15上设置的密封结构可使连接结构部15与气体流量测量管段之间密封，防止气流泄漏。

本实用新型使用时，被测气流自进气管段1的进气体入口10进入进气管段1，垂直向下流至底部，然后流经气体流量测量管段2，即沿水平方向从气体流量测量管段2的一端流至另一端，然后垂直向上进入出气管段3，即为凹形气流通路。气流通道为凹字形路径，并被完全密封在凹字形腔内，故对外壳的密封性要求低。本实用新型中，气体流量测量管段2与轴向对射式上游超声波换能器4及轴向对射式下游超声波换能器5组合构成长距离、轴向对射式气体流量测量结构，可使测量精度更高。压力传感器6用于测量气路中的气体压力，温度传感器7用于测量气路中的温度。气体阀门8用于控制气体通路的关闭和开启。进气管段1和出气管段3的开口端用于与用气装置和供气管道连接。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。