本技術涉及超聲波計量檢測領域，具體地涉及一種超聲波計量管段。

背景技術：

1、超聲波計量管段是通過檢測超聲波聲束在流體中順流逆流傳播時因速度發生變化而產生的時差，分析處理得出流體的流速從而進一步計算出流體的流量的一種新式計量裝置。其主要由與流體輸送管道拼接連通的計量管道和其上的超聲波換能器組成。安裝在管道的上下游對稱位置相向交替的兩個超聲波換能器收發超聲波信號，在一個時刻，上游的超聲波換能器發射超聲波信號，下游的超聲波換能器接收超聲波信號；而在另外一個時刻，下游的超聲波換能器發射超聲波信號，上游的超聲波換能器接收超聲波信號，通過測量超聲波在介質中的順流或逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，再結合管道的截面參數來間接測量流量。

2、常規應用中，對于管徑較小的計量管道來說，其上通常對向安裝一組換能器裝置，即兩個分別負責收發的換能器。但是對于管徑較大的計量管道來說，一組換能器往往不能準確的完成計量任務，其不能反應管道內流場的全部信息，需要安裝多組換能器，組成多聲道計量形式，增加計量的精準性。如公開號為cn114543950?a?的中國專利文件公開了一種基于多聲道超聲波水表正交測量方法及多聲道超聲波水表，其中的多聲道超聲波水表主要包括表殼和換能器安裝架，表殼上設有兩對聲道夾角垂直、聲道距離相等，且關于表殼中心軸對稱的換能器安裝孔，換能器安裝在換能器安裝孔內部，以此形成的兩個聲道中超聲波信號的傳遞方向彼此垂直。其在一定程度上提升了計量的精準性。

3、上述的多聲道超聲波水表的兩個聲道相互垂直，因此存在超聲波信號的空間傳輸交點，當超聲波換能器發生故障導致兩個聲道信號的傳遞時間段發生重合時，即兩個聲道中的超聲波信號會發生重疊，造成干擾，嚴重影響超聲波水表的計量準確性。

技術實現思路

1、本實用新型的目的是為了提供一種四聲道超聲波計量管段，其通過設置相互平行的四組超聲波空間聲道，結合超聲波換能器的特定安裝位置，即使超聲波換能器發生故障，也可以保證超聲波信號不會相互干擾，可以保證超聲波計量管段在多種使用工況下均具備良好的計量準確度和可靠度。

2、為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案具體如下：

3、一種四聲道超聲波計量管段，包含計量管段和固定在所述計量管段上的換能器，其特征在于，還包含連接在所述計量管段上的固定組件，所述固定組件上設置有四個平行排布的裝配位，每個所述裝配位均包含兩個對稱分布的裝配孔；所述換能器安裝在所述裝配孔中；每個所述裝配位上安裝的兩個換能器之間形成一個空間聲道；四個所述空間聲道關于所述計量管段沿軸向的水平剖面兩兩對稱分布且相互平行；所述計量管段沿軸向的水平剖面任意一側的兩個所述空間聲道與所述計量管段沿軸向的水平剖面的距離均占所述計量管段橫截面半徑的30%~70%。

4、由此，計量管段與流體輸送管道直接相連，當流體流過該計量管道時，其上安裝的換能器將發出和接收超聲波信號，并通過飛行時間來計算流體流量。該種計量管段可以用于例如水體流量測量等領域。

5、在計量管段上，設置有固定組件，該固定組件用于將換能器以特定的排列方向和間距固定在計量管段上，每個固定組件上均設置有四個平行間隔排布的裝配位，每個裝配位又由兩個對稱分布的裝配孔組成，換能器安裝在裝配孔中。每個裝配位中的兩個換能器之間形成一個超聲波信號傳輸的空間聲道，四個空間聲道相互平行，且存在一定間隔。該計量管段上存在一個沿軸向的水平剖面，四個空間聲道均平行于該沿軸向的水平剖面分布。四個空間聲道的分布高度與該計量管段橫截面半徑存在關系。

6、由水體流量測試數據可知，在不同的管道流量下，不同高度分布位置的空間聲道對于流量數據的檢測結果存在差異，因此為了保證四個空間聲道的換能器均能發揮工作一致性，需要設置合適的分布位置，具體地，計量管段上的沿軸向的水平剖面兩側各布置兩個空間聲道，其關于水平剖面對稱分布，因此相互對稱的兩個空間聲道距離水平剖面的垂直距離占半徑的比例是相同的。由圖可知，在不同的流量測試下，當四個空間聲道與上述水平剖面的距離占計量管段橫截面半徑的30%~70%時，其計量數據的一致性最高。可以保證四個聲道正常工作時的精準度。

7、作為本實用新型的優選，所述計量管段沿軸向的水平剖面任意一側的兩個所述空間聲道與所述計量管段沿軸向的水平剖面的距離分別占所述計量管段橫截面半徑的35%和65%。

8、作為本實用新型的優選，該種四聲道超聲波計量管段還包含與所述固定組件連接的穿線管，所述穿線管包含有中空內腔，所述中空內腔與所述裝配孔連通。

9、作為本實用新型的優選，所述計量管段上設置有與所述穿線管連接的表頭固定組件，所述表頭固定組件用于為電表表頭提供安裝位置。

10、作為本實用新型的優選，所述計量管段包含主管段和用于與其他輸水管段固定連接的法蘭。

11、作為本實用新型的優選，所述主管段側壁開設有用于供所述換能器前端探出的容納孔，所述容納孔與所述裝配孔對應設置。

12、作為本實用新型的優選，所述空間聲道與所述計量管段延伸方向之間的夾角度數為45°~60°。

13、作為本實用新型的優選，所述換能器上設置有外螺紋，所述裝配孔中設置有與所述換能器上設置的外螺紋相配合的內螺紋。

14、綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

15、1.通過設置合適的空間聲道分布位置，可以使得四個聲道計量數據的一致性達到最高，可以保證整個超聲波計量管段正常工作時的精準度達到最高。

16、2.通過設置其中空內腔與裝配孔連通的穿線管，可以將八個換能器的多條連接線纜收納至穿線管，穿線管與表頭固定組件連接，可以避免與電表表頭連接的線纜外露，達到保護的目的。

17、3.計量管段沿軸向的水平剖面任意一側的兩個空間聲道與計量管段沿軸向的水平剖面的距離分別占計量管段1橫截面半徑的35%和65%，可以保證四個空間通道的計量一致性，由此增強整個超聲波計量管段的數據可靠性。

技術特征：

1.一種四聲道超聲波計量管段，包含計量管段(1)和固定在所述計量管段(1)上的換能器(2)，其特征在于，還包含連接在所述計量管段(1)上的固定組件(3)，所述固定組件(3)上設置有四個平行排布的裝配位(4)，每個所述裝配位(4)均包含兩個對稱分布的裝配孔(41)；所述換能器(2)安裝在所述裝配孔(41)中；每個所述裝配位(4)上安裝的兩個換能器(2)之間形成一個空間聲道；所述計量管段(1)沿軸向的水平剖面任意一側的兩個所述空間聲道與所述計量管段(1)沿軸向的水平剖面的距離分別占所述計量管段(1)橫截面半徑的35％和65％；空間聲道與計量管段(1)延伸方向之間的夾角度數為55°。

2.根據權利要求1所述的一種四聲道超聲波計量管段，其特征在于，該種四聲道超聲波計量管段還包含與所述固定組件(3)連接的穿線管(5)，所述穿線管(5)包含有中空內腔，所述中空內腔與所述裝配孔(41)連通。

3.根據權利要求2所述的一種四聲道超聲波計量管段，其特征在于，所述計量管段(1)上設置有與所述穿線管(5)連接的表頭固定組件(6)，所述表頭固定組件(6)用于為電表表頭提供安裝位置。

4.根據權利要求1所述的一種四聲道超聲波計量管段，其特征在于，所述計量管段(1)包含主管段(11)和用于與其他輸水管段固定連接的法蘭(12)。

5.根據權利要求4所述的一種四聲道超聲波計量管段，其特征在于，所述主管段(11)側壁開設有用于供所述換能器(2)前端探出的容納孔(13)，所述容納孔(13)與所述裝配孔(41)對應設置。

6.根據權利要求1所述的一種四聲道超聲波計量管段，其特征在于，所述換能器(2)上設置有外螺紋，所述裝配孔(41)中設置有與所述換能器(2)上設置的外螺紋相配合的內螺紋。

技術總結
本技術涉及超聲波計量檢測領域，具體地涉及一種超聲波計量管段。其主要包含計量管段和固定在計量管段上的換能器，其特征在于，還包含連接在計量管段上的固定組件，固定組件上設置有四個平行排布的裝配位，每個裝配位均包含兩個對稱分布的裝配孔；換能器安裝在裝配孔中；每個裝配位上安裝的兩個換能器之間形成一個空間聲道；四個空間聲道關于計量管段沿軸向的水平剖面兩兩對稱分布且相互平行。其通過設置相互平行的四組超聲波空間聲道，結合超聲波換能器的特定安裝位置，即使超聲波換能器發生故障，也可以保證超聲波信號不會相互干擾，可以保證超聲波計量管段在多種使用工況下均具備良好的計量準確度和可靠度。

技術研發人員：項家祺,張丹,童景順
受保護的技術使用者：寧波澤聯科技有限公司
技術研發日：20231229
技術公布日：2025/4/28