[發(fā)明專(zhuān)利]流體流速測(cè)量裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310001989.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103063868A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜競(jìng)杉;陳水橋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01P5/24
• 分類(lèi)號(hào): G01P5/24
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種流體流速測(cè)量裝置，其特征在于，它包括電壓信號(hào)源（1）、超聲干涉源（2）、超聲接收器（3）、放大器（4）、電壓測(cè)量裝置（5），電壓信號(hào)源（1）、超聲干涉源（2）相連，超聲接收器（3）、放大器（4）、電壓測(cè)量裝置（5）順次相連，超聲干涉源（2）和超聲接收器（3）分別置于被測(cè)流體兩側(cè)，被測(cè)流體流速垂直于干涉源與接收器的連線(xiàn)方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的超聲干涉源（2）采用以下兩個(gè)方案之一：

1）雙發(fā)生器的方案，即兩個(gè)共信號(hào)端、共地的超聲波換能器（6），信號(hào)端接在同一個(gè)交變電壓源（7）上；

2）單發(fā)生器的方案，即一個(gè)超聲波換能器（6），信號(hào)端接在交變電壓源（7）上，超聲波換能器（6）前端使用雙縫或者多縫的柵板（8）產(chǎn)生干涉。

3.一種如權(quán)利要求1所述的裝置流體測(cè)量方法，其特征在于，利用對(duì)向放置的一個(gè)超聲波干涉源、一個(gè)超聲波接收器，通過(guò)測(cè)量超聲波接收器端電壓得到流體流速。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，它的步驟如下：

??1）將超聲波接收器調(diào)節(jié)至超聲干涉源（2）形成的干涉場(chǎng)零級(jí)條紋一側(cè)；

??2）由當(dāng)前的配置參數(shù)：超聲接收器（3）的峰值電壓、超聲干涉源（2）的超聲波頻率、超聲干涉源（2）結(jié)構(gòu)、超聲干涉源（2）和超聲接收器（3）間距，得到表示超聲波接收器端電壓和流速關(guān)系的工作方程：

,其中是所采用的超聲干涉源在超聲接收器所在的、平行于待測(cè)流體速度方向的直線(xiàn)上的干涉場(chǎng)分布函數(shù)，x是接收器距該直線(xiàn)上干涉場(chǎng)零級(jí)峰值的距離，u為待求流速，v為當(dāng)前介質(zhì)中的聲速，s為聲波在介質(zhì)中的傳播距離；

??或利用標(biāo)準(zhǔn)流場(chǎng)：如標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)場(chǎng)、在管道中已知流速的流體等，通過(guò)測(cè)量不同流速下的電壓建立流體流速-超聲波接收器端電壓標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)；

??3）對(duì)待測(cè)流體，測(cè)量接收器端電壓強(qiáng)度，代入工作方程計(jì)算得到流體流速或者根據(jù)流體流速-超聲波接收器端電壓標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得到流體流速。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體流速測(cè)量方法，其特征在于，對(duì)所述的步驟2）中的工作方程或標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)化得到流體流速-超聲波接收器端電壓線(xiàn)性方程：

，其中u為待求流速，為靜態(tài)工作點(diǎn)距零級(jí)峰值的距離，為第一極小值點(diǎn)距零級(jí)峰值的距離，v為當(dāng)前介質(zhì)中的聲速，I為干涉場(chǎng)分布函數(shù)，L為超聲波干涉源和超聲波接收器的間距。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體流速測(cè)量方法，其特征在于，對(duì)所述步驟2）中的工作方程與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，通過(guò)代入介質(zhì)中的實(shí)際聲速v，得到在不同介質(zhì)和環(huán)境下的工作方程或標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體流速測(cè)量方法，其特征在于，對(duì)其中所述的線(xiàn)性方程，通過(guò)代入介質(zhì)中的實(shí)際聲速v，得到在不同介質(zhì)和環(huán)境下的線(xiàn)性方程。