一种内嵌式气体超声流量计

技术领域

本发明涉及超声流量计技术领域，具体为一种内嵌式气体超声流量计。

背景技术

气体超声流量计是指一种基于超声波在气体介质中传播速度等于被测介质的平均流速与声波在静止介质中速度的矢量和的原理开发的流量计，主要由换能器和转换器组成，根据其工作原理有多普勒法、速度差法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型。

而根据实际应用的需要则可将气体超声流量计分类为外夹式、管段式和内嵌式，其中外夹式是将探头通过套索、钢带等方式捆扎在管道外侧对管道内气体进行流量检测的，其优点在于无需管道断流、即贴即用、安装简单、使用方便；管段式则是把换能器和丈量管组成一体，相比外夹式提高了测量精度，但要求切开管道安装换能器；内嵌式则是介于上述二者中间，在安装上可以不断流，利用专门工具在管道上打孔，把换能器插进管道内，即可完成安装。

现有的内嵌式气体超声流量计在安装时需要经过精密计算至少存在的两个探头安装的角度所需考虑的各种因素，如测量管道的管径，由于超声流量计的测量精度与声波在介质内传播的距离正相关，因此较细的管道在安装时因尽量扩大两个探头间的距离，相应的就需要调整两个探头对准管道的角度，造成了内嵌式气体超声流量计安装的不便。

发明内容

本发明提供了一种内嵌式气体超声流量计，具备将外夹式与内嵌式超声流量计的安装方式结合，首先通过外夹式的安装座在依据管径粗细捆绑捆扎带时自动调整两个探头的间距以及安装角度，然后再根据定位在管道上钻孔完成内嵌式探头的安装，从而极大的提高了安装的便捷性的有益效果，解决了上述背景技术中所提到的现有的内嵌式气体超声流量计在安装时需要安装工人考虑到管径大小等各种因素对内嵌式探头的安装角度进行计算和调试，十分不便，降低了安装作业的效率的问题。

本发明提供如下技术方案：一种内嵌式气体超声流量计，包括超声流量计表盘和至少一对内嵌式探头，所述内嵌式探头通过数据线与所述超声流量计表盘电性连接，还包括安装装置，所述安装装置用于将至少一对所述内嵌式探头安装在输气管道上；

所述安装装置包括至少一对承载机构，所述承载机构包括第一安装座和支撑组件，所述内嵌式探头通过所述支撑组件安装在所述第一安装座上，所述第一安装座通过第一捆扎带安装在输气管道上，所述第一安装座上开设有安装槽，所述第一捆扎带的一端连接在所述第一安装座上，所述第一捆扎带的另一端滑动连接于所述安装槽内；

所述承载机构还包括第一调节组件和第二调节组件，在安装至少一对所述内嵌式探头时，根据输气管道的直径控制一对所述内嵌式探头的安装间距，并通过所述第一调节组件控制所述第一捆扎带捆扎在输气管道表面，以及通过所述第二调节组件控制所述内嵌式探头的安装角度。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述支撑组件包括第一转杆和第一安装筒，所述第一转杆转动设置于所述第一安装座上，所述第一安装筒与所述第一转杆连接，所述第一安装筒上螺纹连接有第二安装筒，所述内嵌式探头设置于所述第二安装筒上。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述第一调节组件包括转动设置于所述第一安装座内的第一转轴，所述第一转轴上设置有拨齿，所述第一捆扎带上等距开设有若干个齿槽，若干个所述齿槽均与所述拨齿适配。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述第二调节组件包括转动设置于所述第一安装座内的第二转轴，所述第二转轴上设置有第一皮带轮，所述第一转杆上设置有第二皮带轮，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过皮带传动连接，且所述第一皮带轮和所述第二皮带轮间的传动比不等于一。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述安装装置还包括设置在一对所述承载机构中间位置的第二安装座，所述第二安装座通过第二捆扎带安装在输气管道上；

所述承载机构还包括驱动组件，在推动所述第一安装座远离所述第二安装座时，通过所述驱动组件驱动所述第一调节组件和所述第二调节组件运行。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述驱动组件包括转动设置于所述第一安装座上的第二转杆，所述第二转杆上设置有第一锥形齿轮，第一转轴和第二转轴上均设置有第二锥形齿轮，两个所述第二锥形齿轮均与所述第一锥形齿轮啮合。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述第二安装座内设置有卷线辊，所述驱动组件还包括连接绳，所述连接绳的两端分别缠绕设置于所述第二转杆和所述卷线辊上，且所述连接绳在所述第二转杆和所述卷线辊上缠绕的方向相反；

在所述第一安装座向远离所述第二安装座方向位移时，通过所述连接绳带动所述第二转杆旋转，进而驱动所述第一转轴转动以带动所述第一捆扎带捆扎在输气管道上，以及驱动所述第二转轴转动以带动所述内嵌式探头向所述第二安装座方向偏转。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述支撑组件还包括设置于所述第一安装筒上的套筒，所述第一转杆螺纹连接于所述套筒内。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述承载机构还包括控制组件，所述控制组件用于解除所述第一锥形齿轮和两个所述第二锥形齿轮的啮合；

所述控制组件包括转动设置于所述第一安装座上的转筒，所述转筒内开设有两个滑槽，两个所述滑槽内均滑动设置有插销，所述第二转杆上开设有插槽，所述插槽与两个所述插销均契合，两个所述插销分别通过两个弹簧与两个所述滑槽的内壁弹性连接。

作为本发明所述一种内嵌式气体超声流量计的一种可选方案，其中：所述控制组件还包括开设在所述转筒上的两个通孔，两个所述通孔分别与两个所述滑槽连通，两个所述插销上均设置有拉杆，两个所述拉杆分别滑动连接于两个所述通孔内。

本发明具备以下有益效果：

1、该内嵌式气体超声流量计，对外夹式气体超声流量计和内嵌式气体超声流量计进行了结合，均可作为二者使用，无需在安装内嵌式探头时，需要人工进行复杂的计算、测量和调试，极大地提高了便捷性。首先将第二安装座和至少两个第一安装座放置到输气管道上，然后只需向相远离的方向拉动两个第一安装座，即可使得两个第一安装座上的两个第一捆扎带自动捆紧在输气管道上，并且捆紧使得第一安装座固定时两个内嵌式探头的间距，可通过装置设计的计算，无需现场再对输气管道进行测量，而是自动依据输气管道的管径大小，完成对两个内嵌式探头间距的调试。在输气管道较细时，则两个内嵌式探头的间距较长，从而可以以最佳距离避免因声波在介质中传播距离过短造成的测量精度下降。

2、该内嵌式气体超声流量计，在两个第一安装座拉远的过程中，随着两个内嵌式探头的间距增加，两个呈V字形的内嵌式探头的角度也随着移动自动旋转调整。从而进一步的提高了便捷性。且传动过程仅通过连接绳在外部的连接来实现，结构简单，外置仅有一根绳体来实现传动。

3、该内嵌式气体超声流量计，实现两个内嵌式探头的距离依据输气管道管径大小调整、第一捆扎带依据输气管道的管径大小捆扎和两个内嵌式探头依据间距调整角度这三种运动间的传动关系还可控制进行解除。通过控制组件中拉动拉杆即可解除传动关系，使得内嵌式探头的角度、两个内嵌式探头的间距以及第一捆扎带的捆扎可以各自独立的进行微调，从而进一步提高了安装的精度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明输气管道的剖视结构示意图。

图3为本发明图2中A处的局部放大结构示意图。

图4为本发明图3中B处的局部放大结构示意图。

图5为本发明第一安装座的剖视结构示意图。

图6为本发明图5中C处的局部放大结构示意图。

图7为本发明安装装置的爆炸结构示意图。

图8为本发明承载机构的爆炸结构示意图。

图中：100、输气管道；200、超声流量计表盘；210、内嵌式探头；220、数据线；300、安装装置；310、第二安装座；320、承载机构；321、第一安装座；322、支撑组件；3221、第一转杆；3222、第一安装筒；3223、第二安装筒；3224、套筒；323、第一捆扎带；324、安装槽；325、第一调节组件；3251、第一转轴；3252、拨齿；3253、齿槽；326、第二调节组件；3261、第二转轴；3262、第一皮带轮；3263、第二皮带轮；3264、皮带；327、驱动组件；3271、第二转杆；3272、第一锥形齿轮；3273、第二锥形齿轮；3274、连接绳；328、控制组件；3281、转筒；3282、滑槽；3283、插销；3284、插槽；3285、弹簧；3286、通孔；3287、拉杆；330、第二捆扎带；340、卷线辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

现有的气体超声流量计，采用外夹式安装方法时，具体安装便捷、无需断流的优点，但管道若因材质疏、导声不良，或者锈蚀严重等原因，以及衬里和管道内空间有间隙时，会导致超声波信号衰减严重，用夹贴式超声波流量计无法正常测量；而内嵌式安装方法，则需要考虑到管径的粗细来计算至少一对内嵌式探头210安装的间距以及角度，再由工人在现场测量、调试等等，最后钻孔安装，也十分不便，因此，为在使用内嵌式气体超声流量计时，安装探头定位过程能够提高便捷性以及安装的稳定性，提出实施例1。

请参阅图1-图8，一种内嵌式气体超声流量计，包括超声流量计表盘200和至少一对内嵌式探头210，内嵌式探头210通过数据线220与超声流量计表盘200电性连接，还包括安装装置300，安装装置300用于将至少一对内嵌式探头210安装在输气管道100上；

安装装置300包括至少一对承载机构320，承载机构320包括第一安装座321和支撑组件322，内嵌式探头210通过支撑组件322安装在第一安装座321上，第一安装座321通过第一捆扎带323安装在输气管道100上，第一安装座321上开设有安装槽324，第一捆扎带323的一端连接在第一安装座321上，第一捆扎带323的另一端滑动连接于安装槽324内；

承载机构320还包括第一调节组件325和第二调节组件326，在安装至少一对内嵌式探头210时，根据输气管道100的直径控制一对内嵌式探头210的安装间距，并通过第一调节组件325控制第一捆扎带323捆扎在输气管道100表面，以及通过第二调节组件326控制内嵌式探头210的安装角度；

支撑组件322包括第一转杆3221和第一安装筒3222，第一转杆3221转动设置于第一安装座321上，第一安装筒3222与第一转杆3221连接，第一安装筒3222上螺纹连接有第二安装筒3223，内嵌式探头210设置于第二安装筒3223上。

本实施例中：首先选择图1中所示一对内嵌式探头210作为示例，实际生产中可设置更多组内嵌式探头210，以提高气体流量测量的精准度。以及选择图1中所示的反射型安装方法，即两个内嵌式探头210所发出的声波是经管壁反射呈V字形互相接收的。

在安装时，首先将两个第一安装座321贴在输气管道100的同一水平线上放置，然后向相远离的方向拉动两个第一安装座321，在此过程中，会根据输气管道100的直径大小，通过第一调节组件325自动控制第一捆扎带323沿着安装槽324内如图1中所示方向向后侧滑动，直到第一捆扎带323捆扎在输气管道100表面，从而将第一安装座321固定在输气管道100上。

同时依据第一捆扎带323所在安装槽324内滑动的具体距离与输气管道100的管径大小相关，还自动控制好两个内嵌式探头210的间距，使其与输气管道100的管径粗细符合，在输气管道100管径越细时，两个内嵌式探头210的间距越大，从而增大声波在介质内的传播距离，提高测量准确的。

并且在上述过程中，还通过第二调节组件326自动控制内嵌式探头210向水平方向偏转，以配合两个内嵌式探头210的间距。

需要进行补充说明的是，第一捆扎带323可以是套索、钢带等，在捆扎完成后，可通过绑带、套环等各种方式固定第一捆扎带323，从而完成进一步加固。

实施例2

为控制第一捆扎带323的捆扎以及内嵌式探头210的角度调整，提出实施例2；

本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图8，第一调节组件325包括转动设置于第一安装座321内的第一转轴3251，第一转轴3251上设置有拨齿3252，第一捆扎带323上等距开设有若干个齿槽3253，若干个齿槽3253均与拨齿3252适配；

第二调节组件326包括转动设置于第一安装座321内的第二转轴3261，第二转轴3261上设置有第一皮带轮3262，第一转杆3221上设置有第二皮带轮3263，第一皮带轮3262和第二皮带轮3263通过皮带3264传动连接，且第一皮带轮3262和第二皮带轮3263间的传动比不等于一。

本实施例中：在安装时，将第一安装座321放置在输气管道100上后，将第一捆扎带323绕过输气管道100一圈从安装槽324插入后，通过拨齿3252转动可使其各个齿一一与第一捆扎带323上的各个齿槽3253啮合，并推动第一捆扎带323向图1中所示后侧方向移动。

内嵌式探头210则是首先安装在第二安装筒3223内，具体可以是滑动安装也可以是可拆卸的固定安装，首先不直接将第二安装筒3223安装到第一安装筒3222上，一方面减少了第一安装筒3222随着第一安装座321移动定位时的负载。

另一方面，在通过第二转轴3261转动经过第一皮带轮3262、皮带3264以及第二皮带轮3263的传动后，带动第一转杆3221转动，进而可以带动第一安装筒3222旋转至适应角度。此时可以先利用第一安装筒3222作为钻孔时的定位套环，令钻头穿过第一安装筒3222作为定位对输气管道100进行钻孔，然后再螺纹安装上第二安装筒3223，使得内嵌式探头210安装到钻孔内，完成安装。

需要进行补充说明是，本装置除作为内嵌式超声流量计外，也可作为常规的外夹式超声流量计，此时就无需将第二安装筒3223后置安装，可以先行安装到第一安装筒3222上，作为外夹式超声流量计的探头使用。

实施例3

为提高安装的便捷性，使得两个第一安装座321在安装时，仅需向两侧拉动，即可自动带动第一捆扎带323的捆紧以及内嵌式探头210的角度调整，并且依据输气管道100的管径大小，在两个第一捆扎带323捆紧时，两个内嵌式探头210的距离和角度自动调整到合适位置，提出实施例3；

本实施例是在实施例2的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图8，安装装置300还包括设置在一对承载机构320中间位置的第二安装座310，第二安装座310通过第二捆扎带330安装在输气管道100上；

承载机构320还包括驱动组件327，在推动第一安装座321远离第二安装座310时，通过驱动组件327驱动第一调节组件325和第二调节组件326运行；

驱动组件327包括转动设置于第一安装座321上的第二转杆3271，第二转杆3271上设置有第一锥形齿轮3272，第一转轴3251和第二转轴3261上均设置有第二锥形齿轮3273，两个第二锥形齿轮3273均与第一锥形齿轮3272啮合；

第二安装座310内设置有卷线辊340，驱动组件327还包括连接绳3274，连接绳3274的两端分别缠绕设置于第二转杆3271和卷线辊340上，且连接绳3274在第二转杆3271和卷线辊340上缠绕的方向相反；

在第一安装座321向远离第二安装座310方向位移时，通过连接绳3274带动第二转杆3271旋转，进而驱动第一转轴3251转动以带动第一捆扎带323捆扎在输气管道100上，以及驱动第二转轴3261转动以带动内嵌式探头210向第二安装座310方向偏转。

本实施例中：首先增加了一个第二安装座310与两个第一安装座321处于同一水平线上放置在输气管道100上。第二安装座310内的卷线辊340上缠绕安装的两个连接绳3274对称设置，通过两个连接绳3274与两个第一安装座321连接。

以图8中所示位于左侧的一组承载机构320为例，随着第一安装座321向左侧移动，连接绳3274延长，会自动带动第二转杆3271转动，第二转杆3271再带动第一锥形齿轮3272和两个第二锥形齿轮3273转动，进而带动第一转轴3251转动以带动第一捆扎带323捆紧，以及带动第二转轴3261转动带动内嵌式探头210旋转调整角度。

而第一皮带轮3262与第二皮带轮3263间的传动比就可通过具体设置第一皮带轮3262和第二皮带轮3263的直径来控制第二转轴3261被第一安装座321的位移带动旋转的角度以多少传动比带动内嵌式探头210转动至合适角度。

需要进行补充说明的是，两个内嵌式探头210同样可以选择透射形的安装方法，即两个内嵌式探头210是分别位于输气管道100两侧的。由于连接方式是采用了可为钢丝绳等的连接绳3274，因此在旋转其中一个内嵌式探头210一圈时也不受影响。

第二捆扎带330可以是与第一捆扎带323一样的结构，只需能够相对的固定第二安装座310即可。

实施例4

在第一捆扎带323捆紧到输气管道100上后，第一安装筒3222和内嵌式探头210的安装角度自动旋转调整，此时可进行一定的调试，若内嵌式探头210在实际调试时角度存在一定的微差，则需要对其进行一定的微调，为此提出实施例4；

本实施例是在实施例3的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图8，支撑组件322还包括设置于第一安装筒3222上的套筒3224，第一转杆3221螺纹连接于套筒3224内。

本实施例中：第一转杆3221与第一安装筒3222并非完全固定，第一安装筒3222侧部安装的套筒3224，其内开设有内螺纹，第一转杆3221表面有外螺纹，二者为螺纹连接。

通过螺纹连接的紧固力度，可使得第一转杆3221转动时带动第一安装筒3222转动。

而在需要进行微调时，则可捏住第一转杆3221避免其转动，然后拧动第一安装筒3222带动套筒3224旋转一定角度，从而使得第一安装筒3222可以在不反向带动第一转杆3221的情况下微调旋转。

需要进行补充说明的是，为避免第一安装筒3222在微调时由于相对静止的第一转杆3221发生旋转而产生沿着螺纹方向的位移，套筒3224可以是滑动安装在第一安装筒3222上的，二者间的连接形状可以是第二转杆3271与转筒3281间的多边形等，从而可以使得套筒3224既可沿着第一安装筒3222滑动，也可带动第一安装筒3222转动。

实施例5

在需要对内嵌式探头210的角度进行调整、第一捆扎带323进行拆卸或重新捆扎、第一安装座321的间距重新调整时，这三种运动由于第一锥形齿轮3272和第二锥形齿轮3273的啮合会互相传动影响，如直接令第一捆扎带323反向滑动出安装槽324外解除对第一安装座321的固定，则会带动内嵌式探头210旋转，为解决该问题，提出实施例5；

本实施例是在实施例3的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图8，承载机构320还包括控制组件328，控制组件328用于解除第一锥形齿轮3272和两个第二锥形齿轮3273的啮合；

控制组件328包括转动设置于第一安装座321上的转筒3281，转筒3281内开设有两个滑槽3282，两个滑槽3282内均滑动设置有插销3283，第二转杆3271上开设有插槽3284，插槽3284与两个插销3283均契合，两个插销3283分别通过两个弹簧3285与两个滑槽3282的内壁弹性连接；

控制组件328还包括开设在转筒3281上的两个通孔3286，两个通孔3286分别与两个滑槽3282连通，两个插销3283上均设置有拉杆3287，两个拉杆3287分别滑动连接于两个通孔3286内。

本实施例中：第一锥形齿轮3272和两个第二锥形齿轮3273的啮合可解除，从而使得上述三种运动可独立调试、互不影响。

具体的，在啮合时，第二转杆3271上的插槽3284是插接有位于下侧的插销3283的，此时第二转杆3271固定在原地旋转。而通过拉动下侧的拉杆3287带动下侧的插销3283从插槽3284内拔出后，则可向上拉动第二转杆3271，使得第一锥形齿轮3272和两个第二锥形齿轮3273解除啮合。

此时可继续拉动第二转杆3271向上，使得上侧的插销3283卡接入插槽3284内暂时固定，需要重新啮合时，在同样的先解除上侧的插销3283，再与下侧的插销3283固定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。