[發明專利]流量計組件、閘門組件和流動測量方法

在審

• 申請號: 201410186961.6
• 申請日: 2010-08-18
• 公開（公告）號: CN104075757A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: D.J.奧格頓;D.V.皮爾遜
• 申請（專利權）人: 魯比康研究有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;E02B7/26;E02B7/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛飛

本申請是發明名稱為“流量計組件、閘門組件和流動測量方法”、申請日為2010年8月18日、申請號為201080046936.8、申請人為魯比康研究有限公司的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及管路或開口通道的聲學流量計組件，并且盡管不是專有的，特別涉及檢測水流的聲學流量計組件。本發明還涉及與聲學流量計組件可一起使用的下伸門葉組件(undershot?gate?leaf?assembly)。

背景技術

流量計通常用于測量埋設管路和開口通道或涵洞內的流體的流速。傳輸時間聲學流量計是已制定的測量技術。當流量計安裝在地下的管路中時，維修要求意味著這些流量計傳統上安裝在埋設的儀表井內，典型地為混凝土箱體結構。該井典型地易于接近，從而技術人員可接近流量計的部件。這些維修井的結構和安裝通常占總流量計安裝成本的很高比例。

當超聲波(傳輸時間)流量計安裝在開口通道和管路中時，它們典型地安裝為必須安裝的分部件的聚集，然后校準它們的安裝。這些儀表系統的試運行要求精確地測量每個變換器之間的通道長度、測量通道相對于裝置流動方向的角度以及水位變換器數據和其它儀表構造參數。市場上可用的其它聲學流量計產品通過捆綁聲學變換器在通過流動的管路的內外徑周圍而安裝在場地。在開口管道應用中，變換器連接到管道的相對側壁上。變換器通過信號電纜連接到處理器電子裝置。組件必須在野外精確安裝且校準。為了變換器安裝在管路內徑中的安裝，管路必須具有足夠的直徑，從而為了安裝的目的人可安全地接近它。為了變換器安裝在管路外徑的安裝，管路必須在底面上，或者大的混凝土井必須構造在管路周圍，以為了裝配和維修傳感器的目的允許人安全地接近該外直徑。

在開口通道流量計應用中，流量計的精度受流量計環境的影響。流量計上游和下游的通道幾何形狀可影響通過流量計的流體的速度分布。該速度分布在除了表面外的流量計內的所有點上可測量。流量計的地板/側壁上的流體的速度為零。流量計內設定高程上的速度是可測量的，并且這些測量之間的高程上的速度從測量的高程速度內插。然而，表面流速通常不測量，從而上位流動中的速度分布以潛在的高度不確定性推斷。為了最小化表面流動速度中的不確定性，應最小化表面速度習性上的變化。

發明內容

本發明的目標是降低流量計安裝的基礎構造的成本，從而允許安裝更多的流量計，這些流量計提供了更多待收集的數據來查找分布系統損耗。

本發明的進一步目標是提供完全限定其自身幾何形狀的流量計，該流量計對其安裝或周圍環境不要求校準。

在本發明的另一個目標中，提供一種下伸式流動閘門，其影響流動形狀，以產生穩流的、流線型的和可重復的流動狀況。

本發明的再一個目標是提供密閉流道中使用的流量計，其包括閥門或等同物，但是沒有被稱之為構成傳統閥門的整合部件的那種類型的閥帽(bonnet)。

考慮到這些目標，本發明提供用于管路或開口通道的聲學流量計組件，所述組件包括具有預定幾何形狀的框架，所述框架包括至少一個使用者可接近的端口，所述至少一個使用者可接近端口適合于容納可互換的拾音筒盒，其包含至少一個聲學變換器以測量通過所述框架的流體速度。

優選地，聲學流量計組件還包括多個具有相關拾音筒盒的使用者可接近端口。該使用者可接近端口可設置在由所述框架形成的矩形或正方形定向的拐角中。優選地，一對拾音筒盒彼此相對地對角設置。

在優選實施例中，每個拾音筒盒包括多個聲學變換器，用于測量預定深度上的流動。聲學流量計組件還可包括中空管，中空管用于連接在管線的任何一端，以決定通過所述管線的速度。在實際的實施例中，每個變換器設置在各聲音傳輸管的一端，而另一端開口于所述中空管。每個聲音傳輸管可與各拾音筒盒相關聯，并且朝著相關聯的面對的聲音傳輸管呈角度。每個聲音傳輸管可包含來自所述中空管的流體。每個聲音傳輸管可包含靜止的流體，并且不在流體流動的通道中。

在進一步實施例中，每個聲音傳輸管填充有聲學傳輸材料。該聲學流量計組件還可包括所述聲音傳輸管中的流體和流動流體之間的邊界界面，所述邊界界面由適當聲學特性的材料形成，以使聲學信號的迅速傳輸。傳聲管中的流體也可包含在密封井中，以使該流體將變換器連接到聲音傳輸管的內表面。