一种防堵自适应管道液体智能流量计的制作方法

本发明涉及流量测量，具体为一种防堵自适应管道液体智能流量计。

背景技术：

1、管道液体流量计是工业过程控制、水务管理、石油化工、食品医药等领域的关键测量仪表。随着工业应用场景的不断拓展，被测液体的性质日趋复杂，常常含有固体颗粒、悬浮物、纤维物质或具有高粘度、易结垢等特性，对流量计的可靠性和适应性提出了严峻挑战。

2、现有技术中，常用的管道液体流量计主要包括涡轮流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计和差压式流量计等。传统流量计多采用平直管作为整流段，仅能小幅稳定流速，无法彻底消除管路弯头、变径、阀门产生的螺旋旋流、偏心流与流速分层现象，流场规整度低，直接干扰传感单元的信号采集，造成测量偏差。针对上述问题，现有技术提出了一些改进方案，部分方案增设固定式蜂窝整流结构提升消旋能力，但这些方法只能在一定程度上缓解问题，无法从根本上解决问题，蜂窝孔道易沉积悬浮物、形成结垢堵塞，长期运行反而加剧流场畸变，形成积垢和测量失准的恶性循环，致使整流效果不足，流场畸变影响测量精度；

3、因此，开发一种防堵自适应管道液体智能流量计，具有重要的工程应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防堵自适应管道液体智能流量计，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防堵自适应管道液体智能流量计，包括测量管体、传感单元、清洁防堵单元以及智能处理单元；

3、所述测量管体的入口端与出口端对称设置有整流段，所述整流段沿流体流向依次分为渐变引流缓冲段、蜂窝整流消旋段和平直稳流匀流段，三段一体成型；

4、所述传感单元设置于测量管体的外壁，包括超声传感组件和可调安装机构；

5、所述超声传感组件包括超声换能器；

6、所述可调安装机构包括套装在测量管体中部外侧的调环组件以及轴向滑动装配于调环组件上的可锁止定位基座；

7、所述超声换能器装配于定位基座上，通过滑动定位基座调整轴向间距，配合更换超声换能器切换声路夹角；

8、所述清洁防堵单元包括超声波清洁换能器；所述超声波清洁换能器可替换超声换能器装配于定位基座上，用于对测量管体内壁进行超声空化清洁；

9、所述智能处理单元与传感单元信号连接，用于传感数据融合计算流量。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述渐变引流缓冲段采用圆弧平滑渐缩结构；

11、所述蜂窝整流消旋段的内端内部固定连接有环形的装配圈；

12、所述蜂窝整流消旋段内部设置浮动式蜂窝整流组件，所述蜂窝整流组件可拆卸式安装于装配圈；

13、所述平直稳流匀流段的管径与测量管体的管径一致。

14、作为本发明的一种优选技术方案，所述蜂窝整流组件包含内外两组大孔径蜂窝栅格，两组所述蜂窝栅格的蜂窝孔交错排布，所述蜂窝栅格的蜂窝孔轴向与测量管体的轴线平行；

15、所述蜂窝整流组件包含无源旋流激振结构，所述无源旋流激振结构捕获流体旋流动能并传递至蜂窝栅格，使其产生机械振动以剥离沉积物，同时耗散旋流能量以辅助消旋。

16、作为本发明的一种优选技术方案，所述无源旋流激振结构包括外格框和内格框；

17、外端的所述蜂窝栅格通过外格框与蜂窝整流消旋段转动套接；所述外格框的外端面等距均匀地固定连接有旋流激振叶条，旋流驱动旋流激振叶条并带动外端的蜂窝栅格转动；所述外格框的内端面固定连接有环轨；

18、内端的所述蜂窝栅格固定套接内格框，所述内格框与蜂窝整流消旋段留有周向间隙，所述内格框和装配圈之间固定连接有用于浮动装配的弹性支撑环，所述弹性支撑环内等距均匀地支撑有弹簧；

19、所述内格框的外端面等距均匀地固定连接有柔性传力杆，所述柔性传力杆的外端固定连接有悬浮插入环轨的球头，旋流驱动内格框浮动并通过柔性传力杆和球头带动外格框振动。

20、作为本发明的一种优选技术方案，所述调环组件包括固定套接在测量管体的中部外侧的导向环，所述导向环的侧壁刻有周向角度刻度；

21、所述导向环两侧活动对接有转环，所述转环适配活动套接测量管体；所述转环上分别轴向贯穿开设有点孔和线孔；

22、每个所述转环对应一个定位基座。

23、作为本发明的一种优选技术方案，所述定位基座包括适配套接在测量管体外侧的锁止圈，所述锁止圈的一边配置手动锁紧螺栓，所述锁止圈的另一边开设有缺口，所述缺口与同侧的转环的线孔相对应；

24、所述锁止圈的一侧固定嵌接有扇形的终板，所述终板的内面一边底部固定连接有尺座，所述尺座的内端固定连接有尺条，所述尺条上刻有轴向距离刻度；所述尺条穿插同侧的转环的点孔，所述尺条滑插不同侧的转环的线孔；

25、所述终板和尺座的底部之间固定连接有柔性防腐密封挡圈，用于隔绝粉尘水汽并约束耦合剂留存于贴合区域。

26、作为本发明的一种优选技术方案，所述密封挡圈上表面装配超声传感组件，所述超声传感组件适配贴合终板和尺座；

27、所述超声传感组件顶部设置压紧组件，所述压紧组件包括固定连接终板内面顶部的面板，所述面板中部贯穿螺接压杆，所述压杆的下端固定连接有适配压持超声传感组件的压盘；

28、所述压盘底部设置耦合剂储料囊，所述耦合剂储料囊固定连通有囊管，所述囊管端头伸入密封挡圈内；压紧组件压紧时，耦合剂储料囊压缩，使耦合剂通过囊管渗出至超声传感组件贴合界面。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、（1）一种防堵自适应管道液体智能流量计，整流段采用三段式一体化整流结构，由渐变引流缓冲段、蜂窝整流消旋段和平直稳流匀流段构成，三段协同作用可彻底消除流速畸变，输出标准一维轴向流场，适配超声智能传感器，降低算法补偿误差，提升测量精度。

31、（2）一种防堵自适应管道液体智能流量计，采用渐变引流缓冲段搭配内置浮动式蜂窝整流组件的蜂窝整流消旋段，能够全覆盖消除管路弯头、变径、阀门节流产生的螺旋旋流、偏心流与局部紊流；蜂窝栅格的蜂窝孔轴向与测量管体的轴线平行,通过其切割破碎三维紊乱流体，提升消旋效果，大幅提升流场规整度。

32、（3）一种防堵自适应管道液体智能流量计，通过外格框上的旋流激振叶条捕获旋流富余动能，将旋流能量转化为机械振动能，旋流激振叶条持续耗散、衰减流体旋流强度，辅助整流段消除旋流、修正流速分布畸变，提升测量段流场均匀度。

33、（4）一种防堵自适应管道液体智能流量计，内端的蜂窝栅格捕获后续旋流动能产生振动，振动继续通过柔性传力杆和球头传递至外端的蜂窝栅格，进而使得两组蜂窝栅格均产生振动，持续剥离蜂窝栅格的蜂窝孔内壁附着的悬浮物、粘性垢层，提高自洁工作效能。

34、（5）一种防堵自适应管道液体智能流量计，蜂窝整流组件具备被动自适应特性,测量管体内流体平稳无旋流时，旋流激振叶条几乎不产生摆动，当测量管体内流体出现强旋流、高含固、高粘度介质工况时，旋流冲击力增大，旋流激振叶条摆动幅度同步提升，提高工作工况适应性。

35、（6）一种防堵自适应管道液体智能流量计，测量管体外壁设置传感单元，包括超声传感组件和可调安装机构；可调安装机构包括套装在测量管体中部外侧的调环组件以及轴向滑动装配于调环组件上的可锁止定位基座，导向环的侧壁刻有周向角度刻度，尺条上刻有轴向距离刻度，配合手动锁紧螺栓实现高精度快速定位。

36、（7）一种防堵自适应管道液体智能流量计，超声传感组件顶部设置压紧组件，该压紧力能够自适应补偿测量管体加工带来的圆度公差、壁厚偏差，同时抵消测量管体介质长期输送振动、温度冷热伸缩引发的管壁微小形变，稳定超声波声传导效率，保障超声流速采集数据的连续性与精准度。

37、（8）一种防堵自适应管道液体智能流量计，压盘锁止产生的轴向挤压力可同步作用于压盘底部设置的耦合剂储料囊，挤压力推动耦合剂储料囊内部介质通过囊管向密封挡圈内输送，自动填充超声传感组件与测量管体贴合界面的缝隙；大幅降低现场人工维护频次，适配工业管道长期不间断运行工况。

38、（9）一种防堵自适应管道液体智能流量计，通过密封挡圈可隔绝测量管体周边粉尘、水雾、腐蚀性水汽侵入超声传感组件与测量管体的耦合接触面，避免污染耦合层，防止杂质堆积阻隔超声波传播；密封挡圈形成环形围挡结构，兜住从囊管渗出的耦合剂，约束耦合剂仅留存于超声传感组件贴合区域，避免耦合剂受流体振动、高温作用向外挥发、流淌流失，有效延长耦合剂的有效使用周期，长期维持稳定、均匀的声耦合效果。

39、（10）一种防堵自适应管道液体智能流量计，超声传感组件具备可更换特性，可将测量用超声换能器替换为超声波清洁换能器，定位基座通用，通过可调安装机构可灵活调整超声波清洁换能器的布置位置，实现测量管体全域覆盖清洁；能够针对性清除管壁积垢，有效避免管壁结垢干扰流量检测精度，降低设备堵塞故障概率。