[發明專利]一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201810341129.7
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108387279A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 崔石磊;孫鵬華;紀迎春;馬建國;張偉峰
• 申請（專利權）人: 河北科鼎機電科技有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置，其特征在于：包括內部為可以使液體流過的中空結構的矩形測水箱(1)以及設置在測水箱(1)內部相對的兩個側面的兩組超聲波探頭(2)；兩組超聲波探頭(2)一一對應并且均呈矩陣排列，對應的兩個超聲波探頭(2)之間的連線與液體的流動方向成夾角設置；超聲波探頭(2)與控制盒內的測量部連接。

2.根據權利要求1所述的一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置，其特征在于：測水箱(1)的流體進口端固定設置導流框(3)。

3.根據權利要求2所述的一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置，其特征在于：導流框(3)的內側倒圓角。

4.根據權利要求2所述的一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置，其特征在于：導流框(3)的內側倒斜角。

5.根據權利要求1所述的一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置，其特征在于：測量部包括門電路選擇器以及與門電路選擇器連接的ARM單片機和時間數字芯片；時間數字芯片還與ARM單片機連接；超聲波探頭與門電路選擇器連接。

6.根據權利要求1～5任一項所述的一種基于聲波矩陣的液體流量測量裝置，其特征在于：每組超聲波探頭(2)在水平的液體流動方向設置2～4個，每組超聲波探頭(2)在豎直方向設置4～8個。

7.一種使用基于聲波矩陣的液體流量測量裝置的測量方法，其特征在于：將測量裝置放入需要測量的流動的液體中，啟動測量裝置；超聲波探頭周期性發射信號，測量部計算出上游和下游的飛行時間差，然后通過公式計算一對超聲波探頭測量到的液體流速，公式如下，

式中，Δt為上游和下游的飛行時間差，c₀為液體當中的聲速，α為信號發送端的超聲波探頭與信號接收端的超聲波探頭之間的連線與液體的流動方向的水平垂直方向之間的夾角，L為測量管段的路徑；

在計算出流速后結合水流的橫截面積得出流過聲波矩陣的整體流量。

8.根據權利要求7所述的使用基于聲波矩陣的液體流量測量裝置的測量方法，其特征在于：每層超聲波探頭測量單層流速后整合得到完整的液體流速。

9.根據權利要求7所述的使用基于聲波矩陣的液體流量測量裝置的測量方法，其特征在于：測量管段的路徑L＝c₀*T*N/2，其中c₀為液體當中的聲速，T為超聲波探頭發生脈沖信號的周期。