本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件測(cè)量設(shè)備，尤其涉及一種超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

超聲波技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用，超聲波水表正逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械式水表，需求量也在逐年增長(zhǎng)。在u型反射式超聲波水表中，超聲波反射片作為在超聲波水表的速度計(jì)算、流量計(jì)量等技術(shù)中的重要光學(xué)結(jié)構(gòu)件，它的重要性對(duì)于u型反射式超聲波水表是至關(guān)重要的。

目前，超聲波水表在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中，由于水流不斷的沖擊，環(huán)境、溫度、壓力變化等因素的影響，會(huì)造成超聲波反射片支柱、支架等發(fā)生形變，甚至超聲波反射片發(fā)生形變，導(dǎo)致超聲波反射片角度發(fā)生改變，影響超聲波的傳播，會(huì)導(dǎo)致超聲波的傳播方向改變，接收端接收強(qiáng)度減弱，甚至接收不到超聲波，影響計(jì)量精度。但由于反射片固定于于管道內(nèi)，不易拆卸，鑒定反射片角度是否發(fā)生變化有一定的難度，所以，一種便捷的、易操作的超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置就顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是能夠測(cè)量超聲波水表反射片的傾斜角度，與設(shè)定角度對(duì)比是否有角度變化，在不損壞反射片的前提下能夠準(zhǔn)確測(cè)量?jī)A斜角，測(cè)量精度小于0.1度，提供了一種簡(jiǎn)易超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置，具體技術(shù)方案如下：

一種簡(jiǎn)易超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置，包括用于支撐測(cè)量裝置和保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的支撐外殼、整個(gè)裝置的支撐座、旋轉(zhuǎn)把手、旋轉(zhuǎn)把手連接桿、角度刻度盤、刻度盤指針、氣泡水平裝置、蝸桿連接桿、主動(dòng)蝸桿、從動(dòng)渦輪、從動(dòng)渦輪連接桿、角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿、照明燈、平面反射鏡。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，支撐外殼整體呈l形狀，由兩個(gè)長(zhǎng)方體構(gòu)成，整體密封，在較長(zhǎng)長(zhǎng)方體內(nèi)部有一圓柱孔，用于放置連接桿；另一長(zhǎng)方體為空心，在與較長(zhǎng)長(zhǎng)方體連接處，圓柱孔的延長(zhǎng)線上各有一孔，另外在渦輪兩側(cè)各有一長(zhǎng)方形孔。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，外部旋轉(zhuǎn)把手通過連接桿與主動(dòng)蝸桿連接，主動(dòng)蝸桿與從動(dòng)渦輪軸交角為90度，緊密嚙合，其中蝸桿為單頭蝸桿，蝸桿與渦輪模數(shù)相等、壓力角相等、螺旋線旋向相同，傳動(dòng)比為18；連接桿與傳動(dòng)輪之間通過軸鍵結(jié)構(gòu)連接。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，角度刻度盤一圈為0到20度，刻度盤指針和蝸桿連接桿相連，當(dāng)蝸桿旋轉(zhuǎn)一圈，刻度盤指針旋轉(zhuǎn)一圈，在角度刻度盤上走過20度；當(dāng)渦輪旋轉(zhuǎn)一圈，蝸桿旋轉(zhuǎn)18圈，角度刻度盤走過20度*18圈＝360度。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，氣泡水平裝置由氣泡水平裝置外殼、混合液體、氣泡三部分構(gòu)成；氣泡水平裝置外殼為透明塑料外殼，平面形狀為圓形；混合液體由乙二醇、酒精、水、甘油按照一定比例混合組成，配比后，這種液體防凍、潤(rùn)滑、流動(dòng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性能好；氣泡存在混合液體中，用于觀察裝置是否平衡；在透明外殼表面有一與外殼同圓心，半徑約為外殼三分之一大小的圓形軌跡線，當(dāng)氣泡位于該范圍內(nèi)，認(rèn)為裝置平衡。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，平面反射鏡與支撐外殼的接觸面夾角為45度，鏡面朝向角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿，反射鏡投影寬度小于角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿較短連接桿的長(zhǎng)度。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，整個(gè)裝置的支撐座由兩部分構(gòu)成，均為長(zhǎng)方體形狀，上半部分與支撐外殼固定連接，下半部分稍大于上半部分并將上半部分包裹在內(nèi)，內(nèi)部空心，高于上半部分，上、下部分摩擦力大，可用于裝個(gè)裝置的上、下移動(dòng)與固定。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，從動(dòng)渦輪連接桿為有一定厚度的空心管，旋轉(zhuǎn)連接桿呈圓柱形，外徑略小于渦輪連接桿內(nèi)徑，與渦輪連接桿之間摩擦力大，旋轉(zhuǎn)連接桿可改變?cè)谕獠康拈L(zhǎng)度，與渦輪連接桿連接并固定。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)柱為長(zhǎng)方體形，長(zhǎng)度大于從動(dòng)渦輪半徑，硬度小于超聲波反射片。

有測(cè)量裝置和擦洗方法相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管道內(nèi)反射片角度的測(cè)量，測(cè)量范圍沒有限制，測(cè)量精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，只需將管道拆下，無(wú)需進(jìn)行超聲波管道上的其他操作，無(wú)任何破壞性拆解，省時(shí)省力，并在保護(hù)反射片不被磨損的同時(shí)，能夠檢測(cè)出反射片是否有角度變化，從而判斷對(duì)超聲波的傳遞是否有影響。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中：

圖1是本發(fā)明測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明測(cè)量裝置角度刻度盤示意圖。

圖3是本發(fā)明測(cè)量裝置在水管管道中工作狀態(tài)示意圖。

圖4是本發(fā)明測(cè)量裝置在水管工作中與反射片接觸俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，用實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說明本發(fā)明。但這個(gè)實(shí)施例僅是說明性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這個(gè)實(shí)施例的限制。

如圖1所示，一種簡(jiǎn)易超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置，包括旋轉(zhuǎn)把手1、旋轉(zhuǎn)把手連接桿2、角度刻度盤3、刻度盤指針4、氣泡水平裝置外殼5、混合液體6、氣泡7、角度測(cè)量裝置支撐外殼8、蝸桿連接桿9、主動(dòng)蝸桿10、從動(dòng)渦輪11、從動(dòng)渦輪連接桿12、旋轉(zhuǎn)連接桿13、角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿14、照明燈泡15、照明燈開關(guān)16、照明燈支撐柱17、平面反光鏡18、裝置支撐座19；所述旋轉(zhuǎn)把手1與旋轉(zhuǎn)把手連接桿2連接；所述旋轉(zhuǎn)把手連接桿2與蝸桿連接桿9相連；所述角度刻度盤3安裝在角度測(cè)量裝置支撐外殼8的側(cè)面，該側(cè)面為旋轉(zhuǎn)把手連接桿2與蝸桿連接桿9連接處的面，面向外側(cè)；所述刻度盤指針4與蝸桿連接桿9固定連接；所述氣泡水平裝置外殼5、混合液體6與氣泡7組成氣泡水平裝置，安裝在角度測(cè)量裝置8的頂層外表面；所述蝸桿連接桿9與主動(dòng)蝸桿10連接；所述主動(dòng)蝸桿10與從動(dòng)渦輪11緊密嚙合，軸交角為90度；所述從動(dòng)渦輪11與從動(dòng)渦輪連接桿12通過軸鍵結(jié)構(gòu)連接；所述從動(dòng)渦輪連接桿12從支撐外殼8內(nèi)部延伸到外部與旋轉(zhuǎn)連接桿13連接；所述旋轉(zhuǎn)連接桿13與角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)柱14連接；所述照明燈泡15與照明燈開關(guān)16連接；所述照明燈開關(guān)16與照明燈支撐柱17連接；所述照明燈支撐柱17與角度測(cè)量裝置支撐外殼8連接；所述裝置支撐座19與支撐外殼8固定連接；所述平面反光鏡18與角度測(cè)量裝置支撐外殼8連接，夾角45度，與角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿14同側(cè)，朝向角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿14，鏡像長(zhǎng)度小于角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿較短連接桿長(zhǎng)度；所述主動(dòng)蝸桿10與從動(dòng)渦輪11所組成的蝸桿渦輪的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)椋何仐U順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，渦輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，且蝸桿渦輪具有自鎖性，渦輪不能帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)。所述裝置支撐座19為可調(diào)支撐座，由上下兩部分構(gòu)成，可上下調(diào)節(jié)裝置高度。

如圖2所示，角度刻度盤3一圈的刻度為20度，垂直線所在直徑與圓盤交點(diǎn)為0刻度起點(diǎn)，順時(shí)針每過圓心18度表盤刻度增加1度，每1表盤刻度又細(xì)分為10小刻度，每1小刻度間距為表盤刻度0.1度。

如圖3所示，管道20上安裝有一對(duì)超聲波換能器25，內(nèi)部有兩個(gè)超聲波反射片22裝在反射片支架23上，并通過反射片支柱24固定在管道內(nèi)部。

一種簡(jiǎn)易超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置，利用其進(jìn)行反射片角度測(cè)量包括以下步驟：

步驟一)裝置初始化調(diào)整：如圖1，在未放入水表管道之前，將裝置恢復(fù)到初始狀態(tài)，即角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿14水平到九點(diǎn)鐘方向，調(diào)蝸桿連接桿連接的刻度盤指針4垂直向上，指向角度刻度盤3的0刻度位置。

步驟二)測(cè)量過程：如圖3，將拆下來(lái)的超聲波水表管道20和整個(gè)測(cè)量裝置平放在同一平面，打開簡(jiǎn)易超聲波水表反射片微角度變化測(cè)量裝置上的照明燈15，根據(jù)管道高度調(diào)整裝置支撐座19，調(diào)整裝知道適當(dāng)?shù)母叨?；根?jù)反射片22大小調(diào)整旋轉(zhuǎn)連接桿14在外部的長(zhǎng)度，使旋轉(zhuǎn)連接桿外部長(zhǎng)度大于與超聲波反射片22的寬度；通過觀察氣泡7是否在平衡水平裝置外殼5的圓圈刻度線范圍內(nèi)，判斷裝置是否平衡并調(diào)整到平衡狀態(tài)；之后整個(gè)裝置將測(cè)量裝置頂部沿著管道內(nèi)壁頂部25伸入管道內(nèi)；當(dāng)反射片22介于平面反射鏡18與角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿之間，如圖4所示的狀態(tài)時(shí)，調(diào)整支撐座19使裝置下移，將旋轉(zhuǎn)連接桿13貼近反射片22頂部；然后開始調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)把手1，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，觀察平面反射鏡18，當(dāng)角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿14的旋轉(zhuǎn)角度與反射片22的傾斜角相近時(shí)，將裝置向右平移并讓角度測(cè)量旋轉(zhuǎn)桿14貼近反射片22，進(jìn)行角度微調(diào)，直至完全貼合后記錄下旋轉(zhuǎn)把手1所專圈數(shù)和指針4指向的刻度。

步驟三)數(shù)據(jù)處理：根據(jù)記錄的圈數(shù)和數(shù)值計(jì)算出度數(shù)。為了減小誤差帶來(lái)的影響，可以重復(fù)以上步驟幾次，得出幾個(gè)數(shù)據(jù)后計(jì)算平均值，作為最終反射片的傾斜角，并判斷與設(shè)定角度是否有偏差，偏差角度是否會(huì)影響超聲波的傳播等。

以上實(shí)例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。