一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计的制作方法

本发明涉及超声水表，尤其涉及一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计。

背景技术：

1、超声水表利用超声波渡越时间法，经过计量算法对超声信号处理得出顺逆流时间差，实现流量准确计量，其具有始动流量低，高量程比，计量精度高等优点。若超声水表上下游存在弯管或阀门会造成流体扰动产生旋转流场或不均匀流场，影响超声信号采集区域，即计量区域的流场稳定性，产生计量误差。为获得准确的流量计量，一般在水表入/出水口放置整流器或缩小计量区域的管段截面积，这导致产生较大的压力损失，增加输水能耗。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，在减小压力损失的同时还拥有较高的抗流体扰动能力，实现了低输水能耗和精确的流量计量。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

3、一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，包括流量稳定计量区域、整流过渡区域、直管段区域。

4、流量稳定计量区域的两端各连接一个整流过渡区域；两个整流过渡区域的另一端各连接一个直管段区域。

5、优选地，所述流量稳定计量区域的纵截面形状采用矩形或矩形、梯形与弧形组合形成的形状。

6、纵截面截面积根据流体力学中不可压缩流体的连续性方程及超声水表量程比确定。

7、优选地，所述整流过渡区域内采用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面，实现直管段区域与流量稳定计量区域间的平滑渐缩与曲率连续过渡。

8、优选地，所述维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面上放置用于减小压力损失、抗扰流的流线型整流叶片。

9、所述维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面上放置用于减小压力损失和抗扰流的导流通道。

10、优选地，可通过调整整流过渡区域长度与流量稳定计量区域截面径向高度来调节超声水表流场的压损与抗流体扰动性能。

11、本发明的有益技术效果：将超声水表流道主要分为流量稳定计量区域、整流过渡区域，利用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面实现未收缩的直管段区域与流量稳定计量区域间的平滑渐缩与曲率连续过渡，通过引入整流过渡区域长度、流量稳定计量区域截面径向高度、流线型整流叶片、导流通道这4个自由度，使超声水表兼具压力损失小及抗流体扰动能力强的优势，从而实现了低输水能耗和精确的流量计量。

技术特征：

1.一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，包括流量稳定计量区域（10）、整流过渡区域（20）、直管段区域（30）；

2.根据权利要求1所述的一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，所述流量稳定计量区域（10）的纵截面形状采用矩形或矩形、梯形与弧形组合形成的形状；

3.根据权利要求1所述的一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，所述整流过渡区域（20）内采用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面（201、202、203），实现直管段区域（30）与流量稳定计量区域（10）间的平滑渐缩与曲率连续过渡。

4.根据权利要求3所述的一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，所述维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面（201、202）上放置用于减小压力损失、抗扰流的流线型整流叶片（204、205）；

5.根据权利要求1所述的一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，其特征在于，可通过调整整流过渡区域（20）长度与流量稳定计量区域（10）截面径向高度来调节超声水表流场的压损与抗流体扰动性能。

技术总结
本发明涉及超声水表技术领域，公开了一种压力损失小、抗流体扰动性强的超声水表流场设计，包括流量稳定计量区域、整流过渡区域、直管段区域；流量稳定计量区域的两端各连接一个整流过渡区域；两个整流过渡区域的另一端各连接一个直管段区域。本发明将超声水表流道主要分为流量稳定计量区域、整流过渡区域，利用维托辛斯基曲线形水平拉伸曲面实现未收缩的直管段区域与流量稳定计量区域间的平滑渐缩与曲率连续过渡，通过引入整流过渡区域长度、流量稳定计量区域截面径向高度、流线型整流叶片、导流通道这4个自由度，使超声水表兼具压力损失小及抗流体扰动能力强的优势，从而实现了低输水能耗和精确的流量计量。

技术研发人员：陈治国,沈华刚,宋冠锋,毕晨家,刘天扬,高鹏飞,范建华,王建华,陈维广,赵磊
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16