[發(fā)明專利]一種超聲波測量流體介質(zhì)溫度的方法、裝置及能量表

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210264160.8
• 申請(qǐng)日: 2012-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN102749154A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖聰;蘇健平;王必眾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市建恒測控股份有限公司
• 主分類號(hào): G01K11/24
• 分類號(hào): G01K11/24
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 44248
• 代理人: 劉顯揚(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)量用儀表領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種超聲波測量流體介質(zhì)溫度的方法、裝置、能量表及溫度測量裝置。

背景技術(shù)

超聲波熱量表是通過超聲波的方法測量流量及顯示水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)所釋放或吸收熱能量的儀表。它通過兩種傳感器測得的物理量即熱載體的流量和進(jìn)出口的溫度，再經(jīng)過密度和熱焓值的補(bǔ)償及積分計(jì)算，才能得到熱量值。它是一種以微處理器和高精度傳感器為基礎(chǔ)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。超聲波熱量表是一種包含機(jī)械、電子和信息技術(shù)的高科技產(chǎn)品，目前在許多領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用。

目前使用的超聲波熱量表通常需要將一對(duì)溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管上，用以測量流體的溫度，這樣才能實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)量，但是，配備溫度計(jì)會(huì)增加熱量計(jì)設(shè)計(jì)成本；同時(shí)，溫度傳感器需與流體接觸才能實(shí)現(xiàn)溫度測量，故安裝溫度傳感器須在管道上開孔，配備溫度傳感器增加熱量計(jì)的安裝難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述安裝溫度傳感器帶來的成本較高、安裝不便的缺陷，提供一種無需溫度傳感器、節(jié)省成本、安裝方便的超聲波測量流體介質(zhì)溫度的方法、裝置、能量表及溫度測量裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種超聲波測量流體介質(zhì)溫度的方法，包括如下步驟：

A）建立流體介質(zhì)溫度與超聲波在所述流體介質(zhì)中的第一聲速的對(duì)應(yīng)表并存儲(chǔ)所述對(duì)應(yīng)表；

B）計(jì)算超聲波沿流體介質(zhì)方向的順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間其中，L是超聲波行走的路徑長度，θ是超聲波的傳輸方向與流體介質(zhì)的流動(dòng)方向夾角,且0°<θ<180°，c是超聲波在非流動(dòng)介質(zhì)中的聲速，V是流體介質(zhì)的流動(dòng)速度；

C）依據(jù)所述順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間計(jì)算超聲波在流體介質(zhì)中的第一聲速

D）依據(jù)所述超聲波在流體介質(zhì)中的第一聲速得到所述流體介質(zhì)的溫度。

在本發(fā)明所述的超聲波測量流體介質(zhì)溫度的方法中，所述步驟D）中流體介質(zhì)的溫度是通過查找所述流體介質(zhì)溫度與超聲波在所述流體介質(zhì)中的第一聲速的對(duì)應(yīng)表得到的。

在本發(fā)明所述的超聲波測量流體介質(zhì)溫度的方法中，所述流體介質(zhì)的流動(dòng)速度包括0。

本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，包括：

對(duì)應(yīng)表建立及存儲(chǔ)模塊：用于建立流體介質(zhì)溫度與超聲波在所述流體介質(zhì)中的第一聲速的對(duì)應(yīng)表并存儲(chǔ)所述對(duì)應(yīng)表；

傳輸時(shí)間計(jì)算模塊：用于計(jì)算超聲波沿流體介質(zhì)方向的順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間其中，L是超聲波行走的路徑長度，θ是超聲波的傳輸方向與流體介質(zhì)的流動(dòng)方向夾角,且0°<θ<180°，c是超聲波在非流動(dòng)介質(zhì)中的聲速，V是流體介質(zhì)的流動(dòng)速度；

第一聲速計(jì)算模塊：用于依據(jù)所述順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間計(jì)算超聲波在流體介質(zhì)中的第一聲速

介質(zhì)溫度獲取模塊：用于依據(jù)所述超聲波在流體介質(zhì)中的第一聲速得到所述流體介質(zhì)的溫度。

在本發(fā)明所述的裝置中，所述流體介質(zhì)的溫度是通過查找所述流體介質(zhì)溫度與超聲波在所述流體介質(zhì)中的第一聲速的對(duì)應(yīng)表得到的。

本發(fā)明還涉及一種利用上述方法的能量表，包括圓筒狀的測量管，分別設(shè)置在所述測量管直徑兩端、其一端與所述測量管連接的順流換能器和逆流換能器；還包括分別與所述順流換能器和逆流換能器的另一端連接的控制單元，所述控制單元包括上述裝置，所述控制單元用于控制所述順流換能器和逆流換能器收發(fā)超聲波信號(hào)，依據(jù)其取得的信號(hào)計(jì)算超聲波沿流體介質(zhì)方向的順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間，并依據(jù)取得的順流傳輸時(shí)間和逆流傳輸時(shí)間計(jì)算超聲波在流體介質(zhì)中的第一聲速，通過查找上述對(duì)應(yīng)表得到所述流體介質(zhì)的溫度。

在本發(fā)明所述的能量表中，還包括與所述控制單元連接并用于顯示的顯示單元，以及與所述控制單元連接并用于供電的電源。

在本發(fā)明所述的能量表中，所述逆流換能器接收所述順流換能器發(fā)出的超聲波、并將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送至所述控制單元；所述順流換能器接收所述逆流換能器發(fā)出的超聲波、并將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送至所述控制單元，所述順流換能器和所述逆流換能器之間的超聲波傳輸方向與所述測量管長度方向之間的夾角為銳角。

在本發(fā)明所述的能量表中，所述電源的電壓為直流電壓10V~24V或直流電壓10V~36V或交流電壓220V。

本發(fā)明還涉及一種溫度測量裝置，所述溫度測量裝置為溫度測量儀器或溫度測量儀表，所述溫度測量裝置包括溫度測量模塊，所述溫度測量模塊包括所述裝置，所述裝置包括：