專利名稱：超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及超聲波流速或流量計，具體涉及超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超聲波流速計或者流量計中一種常用的原理為時差法。使用時差法測量時常用的結(jié)構(gòu)方案為收發(fā)一體傳感器的對射方案，此方案原理如圖1。在此結(jié)構(gòu)中，超聲波從傳感器Dl發(fā)射，經(jīng)過媒介傳播后進入傳感器D2，在此過程中飛行時間為t12。然后收發(fā)互換，超聲波再從傳感器D2發(fā)射，經(jīng)過媒介傳播后進入傳感器D1，在此過程中飛行時間為t21。當(dāng)流體從媒質(zhì)中以速度V流過時，通過這兩個時間的時差就可以計算出流體在傳感器方向上的流速V*cos Θ。此方案的具體實現(xiàn)方法一般有兩種:對射結(jié)構(gòu)(見圖2)或者反射結(jié)構(gòu)(見圖3)。此方案雖然比較簡單，但是由于兩個超聲波傳感器都是收發(fā)一體的，既要用作超聲波發(fā)射，又要用作超聲波接收。這對后面驅(qū)動電路和信號調(diào)理部分要求很高，增加了電路的難度和硬件成本。

實用新型內(nèi)容本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)一改傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中傳感器收發(fā)一體的方式，將每一個超聲波傳感器僅用于單獨發(fā)射或單獨接收，簡化了檢測電路的復(fù)雜性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，包括至少三個超聲波傳感器，所述的每個超聲波傳感器僅單獨為超聲波發(fā)射器T或單獨為超聲波接收器R。所述的超聲波傳感器有三個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外兩個為超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2。所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2呈對射結(jié)構(gòu)排布，具體為超聲波發(fā)射器T在上方，超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2在發(fā)射器T的斜下方；超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2的接收面與水平方向成銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向；超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2在發(fā)射器T兩端對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2。所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2呈反射結(jié)構(gòu)排布，所述的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)還包括超聲波反射面，具體排布為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方；兩個超聲波接收器Rl與R2在發(fā)射器T的兩側(cè)；兩個超聲波接收器Rl與R2的接收面與水平方向成一定銳角，正對超聲波反射面反射聲波的正方向；兩接收器在發(fā)射器兩端對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過超聲波反射面反射后進入超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2。所述的超聲波傳感器有四個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外三個為超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3。所述的超聲波發(fā)射器T，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3呈反射結(jié)構(gòu)排布，所述的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)還包括超聲波反射面，排布方式具體為:超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3圍繞于發(fā)射器T的周圍；所述的三個超聲波接收器的接收面與水平方向成一定銳角，正對超聲波反射面反射聲波的正方向；三個超聲波接收器以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3。所述的超聲波發(fā)射器T，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3呈對射結(jié)構(gòu)排布；具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3在發(fā)射器T的斜下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R的接收面與水平方向成一定銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3。所述的超聲波傳感器有五個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外四個為超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4。所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4呈反射結(jié)構(gòu)排布；所述的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)還包括超聲波反射面，具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方；超聲波接收器RU超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4圍繞于發(fā)射器T的周圍；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4的接收面與水平方向成一定銳角，正對反射面反射聲波的正方向；超聲波接收器RU超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4。所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4呈對射結(jié)構(gòu)排布；具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正上方，超聲波接收器RU超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4在發(fā)射器T的斜下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4的接收面與水平方向成一定銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入超聲波接收器RU超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:由于超聲波發(fā)射器和接收器是分體的，因此大大降低了調(diào)理電路的難度。同時也就減少了電路部分的成本。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中超聲波流速計或流量計時差法原理圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中超聲波流速計或流量計時差法中應(yīng)用的具體的對射結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中超聲波流速計或流量計時差法中應(yīng)用的具體的反射結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型的原理圖；圖5為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型實施例3和實施例4的原理圖；圖8為本實用新型實施例5和實施例6的原理圖。
具體實施方式
先來介紹一下本實用新型的基本結(jié)構(gòu)和原理。本實用新型是一種超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，包括至少三個超聲波傳感器，上述的每個超聲波傳感器僅單獨為超聲波發(fā)射器T或單獨為超聲波接收器R。本實用新型中的每個超聲波傳感器由只用于單獨發(fā)射或者單獨接收，簡化了檢測電路的復(fù)雜性。具體方案如圖4:此圖中超聲波由超聲波發(fā)射器T發(fā)射出，經(jīng)過被測媒質(zhì)傳播一段時間后，到達(dá)兩個接收器Rl和R2，超聲波傳播時間分別為h和t2。當(dāng)流體從媒質(zhì)中以速度V流過時，通過這兩個時間的時差就可以計算出流體在傳感器方向上的流速V*cos Θ。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例作進一步闡述。實施例1如圖5所示，超聲波傳感器有三個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外兩個為超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2。在本實施例中，超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2呈對射結(jié)構(gòu)排布，具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，兩個超聲波接收器Rl與R2在發(fā)射器T的斜下方。接收器的接收面與水平方向成一定銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向。兩接收器在發(fā)射器兩端對稱放置。聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入接收器Rl與R2。實施例2如圖6所示，超聲波傳感器有三個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外兩個為超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2。在本實施例中，超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2呈反射結(jié)構(gòu)排布，具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正下方。兩個超聲波接收器Rl與R2在發(fā)射器T的兩側(cè)。接收器的接收面與水平方向成一定銳角，正對反射面反射聲波的正方向。兩接收器在發(fā)射器兩端對稱放置。聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入接收器Rl與R2。。實施例1和實施例2都是使用兩個超聲波接收器與一個發(fā)射器，兩個實施例均可以測量一維方向上的流速。實施例3如圖7所示，本實施例中的超聲波傳感器有四個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外三個為超聲波接收器RU超聲波接收器R2和超聲波接收器R3。在本實施例中，超聲波發(fā)射器T，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3呈反射結(jié)構(gòu)排布。具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方。三個超聲波接收器Rl、R2和R3圍繞于發(fā)射器T的周圍。接收器的接收面與水平方向成一定銳角，正對反射面反射聲波的正方向。三個接收器以發(fā)射器為中心在其周圍對稱放置。聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入接收器Rl、R2與R3。實施例4如圖7所示，本實施例中的超聲波傳感器有四個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外三個為超聲波接收器RU超聲波接收器R2和超聲波接收器R3。在本實施例中，超聲波發(fā)射器T，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3呈對射結(jié)構(gòu)排布。具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，三個超聲波接收器R1、R2與R3在發(fā)射器T的斜下方。接收器的接收面與水平方向成一定銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向。三個接收器以發(fā)射器為中心在其周圍對稱放置。聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入接收器R1、R2與R3。實施例3和實施例4均是使用三個接收傳感器圍繞發(fā)射器放置，就可以測量二維方向上的流速V與流向Θ。實施例5如圖8所示，超聲波傳感器有五個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外四個為超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4。在本實施例中，超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4呈反射結(jié)構(gòu)排布。具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方。四個超聲波接收器R1、R2、R3和R4圍繞于發(fā)射器T的周圍。接收器的接收面與水平方向成一定銳角，正對反射面反射聲波的正方向。四個接收器以發(fā)射器為中心在其周圍對稱放置。聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入接收器Rl、R2、R3與R4實施例6如圖8所示，超聲波傳感器有五個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外四個為超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4。在本實施例中，超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4呈對射結(jié)構(gòu)排布。具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正上方，四個超聲波接收器R1、R2、R3與R4在發(fā)射器T的斜下方。接收器的接收面與水平方向成一定銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向。四個接收器以發(fā)射器為中心在其周圍對稱放置。聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入接收器Rl、R2、R3與R4。實施例5和實施例6均是使用四個接收傳感器圍繞發(fā)射器放置，就可以測量二維方向上的流速V與流向Θ。使用四個接收器可以比三個接收器獲得更高測量精度。
權(quán)利要求1.一種超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，包括至少三個超聲波傳感器，其特征在于:所述的每個超聲波傳感器僅單獨為超聲波發(fā)射器T或單獨為超聲波接收器R。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波傳感器有三個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外兩個為超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2呈對射結(jié)構(gòu)排布，具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的上方，超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2在發(fā)射器T的斜下方；超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2的接收面與水平方向成銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向；超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2在發(fā)射器T兩端對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器Rl和超聲波接收器R2呈反射結(jié)構(gòu)排布，所述的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)還包括超聲波反射面，具體排布為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方；兩個超聲波接收器Rl與R2在發(fā)射器T的兩側(cè)；兩個超聲波接收器Rl與R2的接收面與水平方向成銳角，正對超聲波反射面反射聲波的正方向；兩接收器在發(fā)射器兩端對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過超聲波反射面反射后進入超聲波接收器Rl與超聲波接收器R2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波傳感器有四個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外三個為超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波發(fā)射器T，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3呈反射結(jié)構(gòu)排布，所述的發(fā)射接收結(jié) 構(gòu)還包括超聲波反射面，排布方式具體為:超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3圍繞于發(fā)射器T的周圍；所述的三個超聲波接收器的接收面與水平方向成銳角，正對超聲波反射面反射聲波的正方向；三個超聲波接收器以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波發(fā)射器T，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2和超聲波接收器R3呈對射結(jié)構(gòu)排布；具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正上方，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3在發(fā)射器T的斜下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R的接收面與水平方向成銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2與超聲波接收器R3以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入超聲波接收器RU超聲波接收器R2與超聲波接收器R3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波傳感器有五個，其中一個為超聲波發(fā)射器T，另外四個為超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4呈反射結(jié)構(gòu)排布；所述的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)還包括超聲波反射面，具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正上方，超聲波反射面放置于發(fā)射接收結(jié)構(gòu)的正下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4圍繞于發(fā)射器T的周圍；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4的接收面與水平方向成銳角，正對反射面反射聲波的正方向；超聲波接收器RU超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后經(jīng)過反射面反射后進入超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的超聲波發(fā)射器T、超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3和超聲波接收器R4呈對射結(jié)構(gòu)排布；具體為超聲波發(fā)射器T在發(fā)射接收結(jié)構(gòu)正上方，超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4在發(fā)射器T的斜下方；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接 收器R3與超聲波接收器R4的接收面與水平方向成銳角，并正對發(fā)射器T所發(fā)聲波的正方向；超聲波接收器R1、超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4以發(fā)射器T為中心在其周圍對稱放置；聲波從發(fā)射器T發(fā)出后直接進入超聲波接收器RU超聲波接收器R2、超聲波接收器R3與超聲波接收器R4。
專利摘要本實用新型公開了一種超聲波流速或流量計的發(fā)射接收結(jié)構(gòu)，包括至少三個超聲波傳感器，所述的每個超聲波傳感器僅單獨為超聲波發(fā)射器T或單獨為超聲波接收器R。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是由于超聲波發(fā)射器和接收器是分體的，因此大大降低了調(diào)理電路的難度。同時也就減少了電路部分的成本。
文檔編號G01F1/66GK203069222SQ20132006219
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者姜雨廷, 羅鈞周, 朱小波 申請人:成都成電電子信息技術(shù)工程有限公司