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CN107505016B - 气体流量计量气室及气体流量计量表 - Google Patents

气体流量计量气室及气体流量计量表 Download PDF

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CN107505016B CN201710824205.5A CN201710824205A CN107505016B CN 107505016 B CN107505016 B CN 107505016B CN 201710824205 A CN201710824205 A CN 201710824205A CN 107505016 B CN107505016 B CN 107505016B
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Abstract

本发明提供一种气体流量计量气室及设有气体流量计量气室的气体流量计量表，该气体流量计量气室包括腔体、进气口、出气口及两个超声波探测器，通过将气室腔体的横截面设置为圆形，将超声波信号在第一探测器安装孔和第二探测器安装孔之间的传播路径设置为“L”形路线；克服了现有技术中的气体流量计量气室的体积较大，成本较高的问题，还克服了两个超声波探测器之间的传播距离较短，气室管道的横截面积较大，降低了测量结果的准确性的问题，而且避免了被测气体中的污染物污染超声波探测器，从而影响检测结果的准确性的问题；达到了减小气体流量计量气室体积，降低成本，避免超声波探测器被被测气体污染，提高测量结果准确度的技术效果。

Description

气体流量计量气室及气体流量计量表
技术领域
本发明属于气体分析领域，尤其涉及气体流量计量气室及气体流量计量表。
背景技术
燃气流量计量表(简称燃气表)、沼气流量计表作为计量气体体积数量的计量器具，可以直观的显示流过的气体流量，因此使用起来非常方便,并且得到迅速普及。然而由于安装环境要求，需要将气体流量计量表如燃气表设计得体积小巧。
如专利文献CN103471671B中所揭示的燃气流量计量表的N型对射单通单流道，现有技术中通常通过超声波原理进行气体流量的测量，其测量原理是：在气体流量计量气室两侧斜向设置两组超声波探测器，首先从流量计气室的进气口处的超声波探测器向下发送超声波到流量计气室的出气口处的超声波探测器，并测出超声波的传播时间T1，然后从流量计气室的出气口处的超声波探测器向上发送超声波到流量计气室的进气口处的超声波探测器，并测出超声波的传播时间T2；由于燃气的流动影响两个传播时间，使得两个传播时间不同，通过设定的公式就可以得出气体的流速，气体流速乘以流量计气室管道的横截面积就可以算出气体的流量。
根据测量公式可知测量精度与超声波探测器沿气流方向上的有效传播距离成正比，与气室管道的横截面积成反比。但目前的气体流量计量气室的管道横截面一般为矩形结构，这种结构的气室的体积较大，成本较高，安装的适应性差。而且两个超声波探测器之间的传播距离较短，气室管道的横截面积较大，降低了测量结果的准确性。
如专利文献CN205333131U中揭示的一种超声波燃气表的L型气体流道装置，为了提高测量精度，并且减小气体流量计量气室的体积，有部分公司设计出了L型的对射式气室结构，即通过直接将两个超声波探测器直接设置在气室管道的同一水平线上，但是这种对射式气室结构会使被测气体中的污染物污染超声波探测器的探头，从而影响检测结果的准确性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种体积小巧，测量结果准确度高的气体流量计量气室及气体流量计量表。
第一方面，本发明提供一种气体流量计量气室,包括一腔体,所述腔体的一端设置有进气口，另一端设置有出气口，在所述进气口处设置了第一探测器安装孔，在所述出气口的侧壁上设置了第二探测器安装孔,所述第一探测器安装孔和所述第二探测器安装孔用于安装超声波探测器，所述第一探测器安装孔的设置方向为与所述腔体的气流方向平行，所述第二探测器安装孔的设置方向为与所述腔体的气流方向相交，在所述出气口处设置了一反射装置,所述反射装置的反射面与气流方向之间设有夹角，所述反射装置的反射面与所述第二探测器安装孔相对，以使从所述第一探测器安装孔发射出来的超声波信号经过所述反射面反射后能够到达所述第二探测器安装孔并被其中的超声波探测器所接收。
作为一种可选的实施方式，所述腔体垂直于气流方向的横截面为圆形。
作为一种可选的实施方式，反射装置的反射面与气流方向之间的夹角的角度范围为15°≤α≤75°。
作为一种可选的实施方式，所述反射面具有反射功能，所述反射面为平面镜。
作为一种可选的实施方式，所述进气口处的管径设置为大于或等于所述腔体的中间部位的管径，将所述出气口处的管径设置为大于所述腔体的中间部位的管径。
作为一种可选的实施方式，所述进气口的形状为圆形。
作为一种可选的实施方式，所述进气口的形状为喇叭状。
作为一种可选的实施方式，在所述进气口处设置了一整流罩，所述整流罩的大小和形状与所述进气口的大小和形状相匹配，所述整流罩包括一遮挡盖及环绕所述遮挡盖的若干进气孔，所述第一探测器安装孔安装于所述遮挡盖与所述进气口之间，被测气体通过若干所述进气孔进入所述进气口，以避免位于所述第一探测器安装孔内的探测器被被测气体直接冲击。
作为一种可选的实施方式，所述第二探测器安装孔的设置方向为与所述腔体的气流方向垂直，超声波信号在所述第一探测器安装孔和所述第二探测器安装孔之间的传播路径为“L”形路线。
综上所述，本实施例提供的气体流量计量气室包括腔体、进气口、出气口及两个超声波探测器，通过将气室腔体的横截面设置为圆形，将超声波信号在第一探测器安装孔和第二探测器安装孔之间的传播路径设置为“L”形路线，克服了现有技术中的气体流量计量气室的体积较大，成本较高的问题，还克服了两个超声波探测器之间的传播距离较短，气室管道的横截面积较大，降低了测量结果的准确性的问题，而且避免了被测气体中的污染物污染超声波探测器，从而影响检测结果的准确性的问题，达到了减小气体流量计量气室体积，降低成本，避免超声波探测器被被测气体污染，提高测量结果准确度的技术效果。
第二方面，提供一种气体流量计量表，所述气体流量计量表包括显示装置、壳体及本发明第一方面及其可选实施方式中任一气体流量计量表。
综上所述，本实施例提供的气体流量计量表，包括气体流量计量气室、显示装置及壳体；克服了现有技术中的气体流量计量表的体积较大，成本较高的问题，还克服了两个超声波探测器之间的传播距离较短，气室管道的横截面积较大，降低了测量结果的准确性的问题，而且避免了被测气体中的污染物污染超声波探测器，从而影响检测结果的准确性的问题；达到了减小气体流量计量表体积，降低成本，避免超声波探测器被被测气体污染，提高测量结果准确度的技术效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
图1是实施例1示出的一种气体流量计量气室的整体装配图；
图2是实施例1示出的另一种气体流量计量气室的整体装配图；
图3是实施例1示出的进气口为圆形的气体流量计量气室的主视图；
图4是实施例1示出的进气口为喇叭形的气体流量计量气室的主视图；
图5是实施例1示出的一种气体流量计量气室的主视图；
图6是实施例1示出的一种整流罩的气体流向图；
图7是实施例1示出的一种整流罩的立体图；
图8是实施例1示出的另一种整流罩的气体流向图；
图9是实施例1示出的另一种整流罩的立体图；
图10是实施例1示出的一种整流罩的气体流向图；
图11是实施例1示出的另一种整流罩的立体图；
图12是实施例2示出的气体流量计量表的模块图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
腔体10 进气口110 出气口120 第一探测器安装孔110a 第二探测器安装孔120a反射面120b 整流罩110b 遮挡盖130 进气孔140
实施例一：请参考图1和图2，一种气体流量计量气室包括一腔体10，腔体10的一端设置有进气口110，另一端设置有出气口120。被测气体从进气口110进入后流经腔体10，然后从出气口120流出。腔体10垂直于气流方向的横截面为圆形，在进气口110处设置了第一探测器安装孔110a，在出气口120的侧壁上设置了第二探测器安装孔120a。如图1所示，第二探测器安装孔120a的设置位置可以处于出气口120的外侧壁，如图2所示，第二探测器安装孔120a的设置位置也可以位于出气口120的内侧壁，第一探测器安装孔110a和第二探测器安装孔120a均用于安装超声波探测器。第一探测器安装孔110a的设置方向为与腔体10的气流方向平行，第二探测器安装孔120a的设置方向为与腔体10的气流方向相交，在本实施例中，第二探测器安装孔120a的设置方向为与腔体10的气流方向垂直。在出气口120处设置了一反射装置,反射装置的反射面120b与气流方向之间设有夹角，反射装置的反射面120b与第二探测器安装孔120a相对，以使从第一探测器安装孔110a发射出来的超声波信号经过反射面120b反射后能够到达被第二探测器安装孔120a并被其中的探测器所接收。反射装置的反射面120b与气流方向之间的夹角的角度范围为15°≤α≤75°，最佳为45°。在本实施例中仅以α为45°进行举例说明。
其测量过程为：在一个时刻，第一探测器安装孔110a内的探测器发射超声波信号，超声波信号顺着气流方向传播然后到达反射面120b，并经反射面120反射到达第二探测器安装孔120a，并被位于第二探测器安装孔120a内的探测器所接收。同样，在另一个时刻，第二探测器安装孔120a内的探测器发射的超声波到达反射面120b，并经反射面120反射后逆着气流方向传播然后到达第一探测器安装孔110a，并被位于第一探测器安装孔110a内的探测器所接收。超声波信号在第一探测器安装孔110a和第二探测器安装孔120a之间的传播路径为“L”形路线。反射面120b具有反射功能，其可以是平面镜，也可以是凹面镜。反射面120b优选为平面镜，可以防止被测气体中的灰尘、污染物等在反射面上形成覆盖，影响反射面的反射角度。在本实施例中仅以其为平面镜进行举例说明。然后根据超声波信号在两个探测器之间的有效传播路径、腔体10的横截面积以及超声波信号逆着气流方向传播的时间与顺着气流方向传播的时间差即可计算出流过腔体的气体流量。
请参考图3和图4，为了降低气流变化和减少压损，将进气口110处的管径设置为大于腔体10的中间部位的管径，将出气口120处的管径设置为大于腔体10的中间部位的管径。进气口110处的形状可以为圆形(图3)，也可以为喇叭状(图4)。
请参考图5，由于在进气口110的前端设置了整流罩110b(请参阅图1)，也可以仅仅将出气口120处的管径设置为大于腔体10的中间部位的管径，而将进气口110处的管径设置为与腔体10的中间部位的管径相等(图5)。
请参阅图1和图6，为了在腔体10内形成稳定的流速，提高检测结果的准确度，在进气口110处设置了一整流罩110b，整流罩110b的大小和形状与进气口110的大小和形状相匹配。整流罩110b包括一遮挡盖130及环绕遮挡盖130的若干进气孔140。第一探测器安装孔110a安装于遮挡盖130与进气口110之间，被测气体通过若干进气孔140进入进气口110，能够避免位于第一探测器安装孔110a内的探测器被被测气体直接冲击，能够有效保持探测器的洁净，进而提高检测结果的准确性。
请参考图6和图7，示出了一种整流罩110b的结构，该整流罩110b的形状与图2中示出的进气口110处的形状为圆形的气体流量计量气室相匹配。
请参考图8和图9，示出了另一种整流罩110b的结构，该整流罩110b的形状与图3中示出的进气口110处的形状为喇叭状形的气体流量计量气室相匹配。
请参考图10和图11，示出了另一种整流罩110b的结构，该整流罩110b的形状与图4中示出的气体流量计量气室相匹配。
综上所述，本实施例提供的气体流量计量气室包括腔体、进气口、出气口及两个超声波探测器，通过将气室腔体的横截面设置为圆形，将超声波信号在第一探测器安装孔和第二探测器安装孔之间的传播路径设置为“L”形路线；克服了现有技术中的气体流量计量气室的体积较大，成本较高的问题，还克服了两个超声波探测器之间的传播距离较短，气室管道的横截面积较大，降低了测量结果的准确性的问题，而且避免了被测气体中的污染物污染超声波探测器，从而影响检测结果的准确性的问题；达到了减小气体流量计量气室体积，降低成本，避免超声波探测器被被测气体污染，提高测量结果准确度的技术效果。
实施例二：请参考图12，一种气体流量计量表包括显示装置401及实施例一中的气体流量计量气室402，以及壳体403。
显示装置401能够显示流过气体流量计量表的累计气体流量。
综上所述，本实施例提供的气体流量计量表，包括气体流量计量气室、显示装置及壳体；克服了现有技术中的气体流量计量表的体积较大，成本较高的问题，还克服了两个超声波探测器之间的传播距离较短，气室管道的横截面积较大，降低了测量结果的准确性的问题，而且避免了被测气体中的污染物污染超声波探测器，从而影响检测结果的准确性的问题；达到了减小气体流量计量表体积，降低成本，避免超声波探测器被被测气体污染，提高测量结果准确度的技术效果。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种气体流量计量气室,其特征在于:包括
一腔体,所述腔体的一端设置有进气口，另一端设置有出气口；
在所述进气口处设置了第一探测器安装孔，在所述出气口的侧壁上设置了第二探测器安装孔,所述第一探测器安装孔和所述第二探测器安装孔用于安装超声波探测器，所述第一探测器安装孔的设置方向为与所述腔体的气流方向平行，所述第二探测器安装孔的设置方向为与所述腔体的气流方向相交，在所述出气口处设置了一反射装置,所述反射装置的反射面与气流方向之间设有夹角，所述反射装置的反射面与所述第二探测器安装孔相对，以使从所述第一探测器安装孔发射出来的超声波信号经过所述反射面反射后能够到达所述第二探测器安装孔并被其中的超声波探测器所接收；所述进气口处的管径设置为大于或等于所述腔体的中间部位的管径，将所述出气口处的管径设置为大于所述腔体的中间部位的管径，在所述进气口处设置了一整流罩，所述整流罩的大小和形状与所述进气口的大小和形状相匹配，所述整流罩包括一遮挡盖及环绕所述遮挡盖的若干进气孔，可让所述整流罩外部的气流通过这些进气孔扩散流入所述整流罩，所述第一探测器安装孔安装于所述遮挡盖与所述进气口之间，被测气体通过若干所述进气孔进入所述进气口，以避免位于所述第一探测器安装孔内的探测器被被测气体直接冲击。
2.如权利要求1所述的气体流量计量气室，其特征在于：所述腔体垂直于气流方向的横截面为圆形。
3.如权利要求1所述的气体流量计量气室，其特征在于：反射装置的反射面与气流方向之间的夹角的角度范围为15°≤α≤75°。
4.如权利要求1所述的气体流量计量气室，其特征在于：所述反射面具有反射功能，所述反射面为平面镜。
5.如权利要求1所述的气体流量计量气室，其特征在于：所述进气口的形状为圆形。
6.如权利要求1所述的气体流量计量气室，其特征在于：所述进气口的形状为喇叭状。
7.如权利要求1所述的气体流量计量气室，其特征在于：所述第二探测器安装孔的设置方向为与所述腔体的气流方向垂直，超声波信号在所述第一探测器安装孔和所述第二探测器安装孔之间的传播路径为“L”形路线。
8.一种气体流量计量表，其特征在于：所述气体流量计量表包括显示装置、壳体及权利要求1-7中任一所述的气体流量计量气室。
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