[發(fā)明專利]具有層流向湍流的過(guò)渡流動(dòng)控制的超聲流量計(jì)量系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410069801.3
• 申請(qǐng)日: 2014-02-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104006854B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 帕思塔格·賈亞姆帕蒂·阿努拉達(dá)·普里亞達(dá)爾沙納;德魯·S·韋弗;彼得·西爾尼克;代爾·古德森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹尼爾測(cè)量和控制公司
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 潘煒,劉向輝

1.一種超聲流量計(jì)量系統(tǒng)，包括：

超聲流量計(jì)，所述超聲流量計(jì)包括一對(duì)超聲換能器，所述一對(duì)超聲換能器設(shè)置成交換穿過(guò)在所述一對(duì)超聲換能器之間流動(dòng)的流體流的超聲信號(hào)；

流量調(diào)節(jié)器，所述流量調(diào)節(jié)器布置在所述超聲流量計(jì)的上游；

漸縮管，所述漸縮管布置在所述流量調(diào)節(jié)器與所述超聲流量計(jì)之間，以減小從所述流量調(diào)節(jié)器流向所述超聲流量計(jì)的所述流體流的橫截面積；

擴(kuò)張器，所述擴(kuò)張器布置在所述流量調(diào)節(jié)器的上游；以及

第一計(jì)算邏輯，所述第一計(jì)算邏輯構(gòu)造成利用基于所述流體流的瞬時(shí)分布因數(shù)和流量計(jì)因數(shù)的修正值計(jì)算通過(guò)所述超聲流量計(jì)的體積流量，其中，流量計(jì)因數(shù)是在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)排放的基準(zhǔn)體積與通過(guò)所述超聲流量計(jì)排放的體積的比值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述流量調(diào)節(jié)器和所述漸縮管調(diào)節(jié)所述流體流，使得所述超聲流量計(jì)以小于百分之0.2的誤差測(cè)量所述流體流的速度，其中，所述流體流具有小于1000的雷諾數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述流量調(diào)節(jié)器和所述漸縮管調(diào)節(jié)所述流體流，使得所述超聲流量計(jì)以小于百分之0.2的誤差測(cè)量所述流體流的速度，并且所述流體流具有不大于500的雷諾數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述漸縮管為包括8度至16度的范圍內(nèi)的漸縮角的同心文丘里漸縮管。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述流量調(diào)節(jié)器和所述漸縮管調(diào)節(jié)所述流體流，使得所述流體流的分布因數(shù)在所述流體流的過(guò)渡流動(dòng)期間變化，下限為約1.18并且上限為約1.8。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述流量調(diào)節(jié)器和所述漸縮管將所述系統(tǒng)中的壓力損失相對(duì)于包括具有與流量計(jì)的直徑相等的直徑的流量調(diào)節(jié)器的流量計(jì)量系統(tǒng)而言減小百分之75以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第二計(jì)算邏輯，所述第二計(jì)算邏輯構(gòu)造成在過(guò)渡流動(dòng)期間基于所述流體流的瞬時(shí)分布因數(shù)計(jì)算所述流體流的雷諾數(shù)和粘度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述第二計(jì)算邏輯構(gòu)造成以小于百分之5的誤差計(jì)算所述雷諾數(shù)和粘度；其中，所述流體流具有從500至5500范圍內(nèi)的雷諾數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括所述漸縮管與所述超聲流量計(jì)的連接部，所述連接部包括不大于64微英寸的表面粗糙高度。

10.一種用于超聲計(jì)量的方法，包括：

將漸縮管的下游端連接至超聲流量計(jì)的上游端；

將所述漸縮管的上游端連接至流量調(diào)節(jié)器的下游端，其中，所述漸縮管的所述下游端的內(nèi)橫截面積小于所述漸縮管的所述上游端的內(nèi)橫截面積；

經(jīng)由管部段將擴(kuò)張器的下游端連接至所述流量調(diào)節(jié)器，所述管部段的長(zhǎng)度為至少三個(gè)管徑；以及

利用基于流過(guò)所述超聲流量計(jì)的流體流的瞬時(shí)分布因數(shù)和流量計(jì)因數(shù)的修正值計(jì)算通過(guò)所述超聲流量計(jì)的體積流量，其中，流量計(jì)因數(shù)為在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)排放的基準(zhǔn)體積與通過(guò)所述超聲流量計(jì)排放的體積的比值。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括以不大于百分之0.2的誤差測(cè)量流過(guò)所述超聲流量計(jì)的流體流的平均速度；其中，所述流體流具有低至500的雷諾數(shù)。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述漸縮管為包括8度至16度范圍內(nèi)的漸縮角的同心文丘里漸縮管。

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括經(jīng)由所述流量調(diào)節(jié)器和所述漸縮管將跨過(guò)所述流量調(diào)節(jié)器的壓降相對(duì)于包括與所述超聲流量計(jì)具有相等直徑的流量調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)中的壓降減小百分之79至百分之89的范圍。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在過(guò)渡流動(dòng)期間基于流過(guò)所述超聲流量計(jì)的流體流的瞬時(shí)分布因數(shù)計(jì)算所述流體流的雷諾數(shù)和粘度。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括以小于百分之5的誤差計(jì)算所述雷諾數(shù)和粘度，其中，所述流體流具有從500至5500范圍內(nèi)的雷諾數(shù)。

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括經(jīng)由所述流量調(diào)節(jié)器和所述漸縮管調(diào)節(jié)流過(guò)所述超聲流量計(jì)的流體流，使得所述流體流的分布因數(shù)在所述流體流的過(guò)渡流動(dòng)期間變化，下限為約1.18并且上限為約1.8。