(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202122937031.8 (22)申请日 2021.11.27 (73)专利权人 觉隆传感技 术 （深圳） 有限公司 地址 518067 广东省深圳市宝安区新 安街 道新安湖社区建安一路8 0号香缤广场 香缤阁17D (72)发明人 不公告发明人 　 (51)Int.Cl. G01F 1/667(2022.01) G01F 15/00(2006.01) G01F 15/18(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明 专利 (54)实用新型名称 一种立柱式换能器分层安装的多声道大口 径超声波水表 (57)摘要 本实用新型隶属流量计量设备技术领域， 具 体为一种立柱式换能器分层安装的多声道大口 径超声波水表， 旨在解决现有超声波立柱式结 构， 因换能器结构不合理、 安装柱较粗、 安装柱位 置不妥等因素， 导致在水表流道内壁声通道较 宽， 产生紊流导致小流量不稳、 对射换能器间距 小等致使水表量程比降低。 本实用新型采取： 8mm 陶瓷片封装10mm小型等径筒形结构换能器以及 适配较细的换能器安装柱； 调整安装柱与管内壁 位置间距； 根据声波发声实验结果， 将对射换能 器在流道内壁上的声道宽度等同陶瓷片直径； 换 能器按高度分层布局； 采用焊接模式制造流量计 基表等措施， 达到了立柱模式流量计的小流量稳 定、 扩大了声程及将流道流速分层计算， 量程比 得以大幅提升的目标。 权利要求书1页 说明书10页 附图4页 CN 216791293 U 2022.06.21 CN 216791293 U 1.一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波水表， 其特征是:包括进水口法 兰(11)和出水口法兰(12)、 金属套管(21)、 安装柱固定座一(22)及安装柱固定座二(23)、 换 能器安装柱(31)、 换能器(32)、 线管固定头三(313)及信 号线护管(41)、 压力传感器固定座 (24)、 温度传感器固定座(25)及仪表盒(51)； 所述的安装柱固定座一(22)及安装柱固定座 二(23)位于 法兰内侧、 金属套管(21)外侧， 以相同编号两两斜着对称的形式排布； 所述安装 柱固定座一(22)有 上、 下安装口， 其上安装口内有两个 半圆形凹槽(228)与换能器安装柱端 帽(36)上对应的两个定位凸头(316)配合， 再由中空内六角外螺纹堵(222)及其下部的弹性 垫圈(223)压紧； 安装柱固定座一(22)的下安装口安装有内六角外螺纹帽(225)和铜垫圈三 (224)。 2.根据权利要求1所述一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波水表， 其特 征是:所述换能器安装柱(31)上安装有多个换能器(32)， 每个换能器安装于不同高度上； 编 号相同、 斜着对称排布的两个安装柱固定座一(22)内， 各自安装有换能器高度布局相同的 换能器安装柱(31)。 3.根据权利要求2所述一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波水表， 其特 征是:所述换能器(32)为 等径筒形。 4.根据权利要求1所述一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波水表， 其特 征是:所述的换能器安装柱(31)外径所处的位置与流量计金属套管内壁间的位置间距 (212)为1～ 2mm。 5.根据权利要求3所述一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波水表， 其特 征是:所述换能器内封装有陶瓷片(321)， 金属套管(21)内壁上有声波对射的切口通道 (211)， 其宽度等于陶瓷片(321)的直径。 6.根据权利要求1所述一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波水表， 其特 征是:所述的安装柱固定座一(22)和安装柱固定座二(23)与金属套管(21)之间由激光焊接 连接。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 216791293 U 2一种立柱式换能器分层安装的多声道大口径超声波 水表 技术领域 [0001]本实用新型隶属流量计量设备的技术领域， 具体涉及一种立柱式换能器分层 安装 的多声道大口径超声 波水表。 背景技术 [0002]在步入物联 网大数据及人工智能与工业自控时代， 对于工业及民生水、 热、 燃气供 给计量领域， 由全电子模式流量计逐步取代机械式或机电组合模式流量计， 已成不可逆转 的大趋势。 [0003]按照实际应用所需， 流体计量行业或场合期待兼容各口径规格范围、 低压损、 高精 度、 高可靠性、 无磨损器件、 耐久性及经济性的标准流量计量器具。 目前， 在世界范围内全电 子流量计量应用最广的为电磁流 量计以及后起之秀的超声 波流量计。 [0004]超声波流量计是伴随其时差计时芯片(2012～2017年， 国际上AMS、 D ‑ FLOW、 TI等 公司先后推出了较先进的时差计时芯片， 目前， 其分辨率 都已达到5～  10ps， 完全满足了水 计量应用需求)的技术突破而崛起的。 对比 电磁流量计， 超声波流量计是通过时差数字信号 进行采样的(而电磁流量计则是通过模拟信号采样的)。 以水表为例， 它 具有突出的技术优 势： 更小的始动流量(如可测量流速0.8～1mm/s  的液体)、 更宽的量程比、 能 以声波主动测 量过程时差、 换算成流体流速及温度并同步对计量的体积 变化进行补偿(对此， 电磁流量计 则需要安装温度计)、 大口径多声道的测量具有 更高精度及安全性(而电磁流量计只有一对 线圈和相应电极， 有线圈故障即得报废)、 可测量各种低粘度液体(电磁流量计不能测量低 电导率液体， 如纯净水)， 另外， 对于燃气等气体亦可测量/计量(电磁流量计则不能测量气 体流量)。 [0005]超声波水表升级改进的技术发展方向与原则需要明确界定。 通常， 流量计的性能 指标为计量精度和量程比， 计量精度为流量计流量计量值与流量实际值之比， 提高流体流 动稳定性和批量生产一致性是决定计量精度的重要条件； 量程比为在流量计计量精度保证 下， 常用流量与最小流量之比， 体现了可精确计量的范围， 增大超声波 换能器间的有效距离 是提高量 程比的必要条件。 显然， 计量精度越高、 量 程比越大， 则流 量计的计量 性能就越好。 [0006]近几年， 计量行业对于超声波流量计的实践应用有较大的提升。 超声波流量计的 构成， 除了时差积算电路， 还有换能器、 换能器安装方式及流道结构等， 前者性能决定着可 测流量的最小量值， 后者整体架构决定着超声波流量计的综合性能和品质。 以水表为例， 特 别是按照水表新标准的约束， 业内明确了超声波水表的技术发展方向， 其最优化的解决方 案应遵循以下原则， 归纳为如下十条： [0007](1)声程最大化原则： 为使超声波水表具有大的量程比， 对于大口径流量计， 特别 是水表， 应采用超声波 换能器之 间声程最大化模式。 因为对水表而言， 大量程比是贸易结算 极其重要的指标， 也是水表最主要的技术指标， 这点与工业流量计截然不同。 例如， 某生产 厂， 白天生产时间的用水量是夜晚用水量的500倍， 如果流量计量程比低(比如量程比R＝ 200)， 那么， 要兼顾白天大流量段的计量， 就必然舍去对夜间小流量用水量段的计量。 换句说　明　书 1/10 页 3 CN 216791293 U 3