[實用新型]一種基于超聲波時差法的多聲道流量測量裝置

有效

• 申請號: 201820833231.4
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208296916U
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 弋舒昱;周曉湘;汪永威;徐華偉;魏新達
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司華中分公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 張愛軍

本實用新形涉及一種基于超聲波時差法的多聲道流量測量裝置，基于圓柱筒形的流體流動管道，圓筒形管道上設置兩個不同的超聲波換能器安裝截面，兩個安裝截面之間的距離為一倍的管徑，安裝截面甲上安裝2個超聲波換能器，這2個超聲波換能器分別安裝在安裝截面甲沿管道管徑水平方向上的兩端，安裝截面乙上均勻分布地安裝12個超聲波換能器，通過在控制器上設置超聲波換能器角度調整單元，能夠調整超聲波換能器的角度，從而能夠形成22條超聲波脈沖信號聲道，然后通過濾波放大以及數模轉換后輸出為數字信號在顯示器上顯示出來，最后由測得的時間點數據計算出超聲波脈沖信號沿各個聲道的逆流和順流傳播時間差，求解出管道內流體的實際平均流速。

技術領域

本實用新型涉及一種流體的流量測量裝置，特別涉及一種基于超聲波時差法的多聲道流量測量裝置。

背景技術

流量是工業生產過程檢測控制中的一個很重要的參數，在石油、化工、水電等部門，對流體流量的檢測已成為生產中不可缺少的組成部分，它與國民經濟、國防建設、科學研究有著密切的關系。做好這一工作，對保障生產安全、提高生產效率、保證產品質量以及提高經濟效益都具有重要的作用，特別是在能源危機、工業生產自動化程度愈來愈高的當今時代，流量測量在國民經濟中的地位與作用更加明顯。

在實際的工程應用中，由于經濟性以及現場布置等原因，現場相對直管段長度不足，導致管道內流態分布復雜，無法保證管道內流體的流動處于充分發展段，為管道內流量的測量帶來了巨大的麻煩。超聲波流量計與傳統流量計相比，具有非接觸測流、不擾亂流場、無可動部件、無壓力損失、測量精度高、性能穩定可靠、測量范圍寬等優點，其中最為重要的是可用于大口徑管道流量的測量，并能夠保持較高的精度。

然而，由于超聲波流量計的測量模型在推導之初假設被測流場是均勻的，忽略流體粘性的理想流動，但在實際測量過程中，流場是復雜的非理想流動，這就導致了超聲波流量計測得流速與實際面平均流速存在差異，這就造成了超聲波流量計的測量精度易受流場流速分布的影響。因此，亟需發明一種在非穩態流場中測量精度高且測量性能穩定性好的的超聲波流量測量裝置以測量方法。

一直以來，超聲波流量測量技術領域的測量裝置和測量方法大多被國外科研機構和企業的專利所壟斷。針對國家重大需求，發展具有自主知識產權的超聲波流量測量裝置和測量方法具有重要的現實意義。

本實用新型的內容：

為了解決上述問題，本實用新型提出一種安裝使用更少數量的超聲波換能器，能夠獲得更多的超聲波脈沖信號傳播通道的多聲道流量測量裝置。

本實用新型的具體方案如下：一種基于超聲波時差法的多聲道流量測量裝置，其特征是：該裝置包括超聲波換能器、現地單元、控制器、現場總線、防水信號電纜和計算機；待測流速的流體流動的圓柱筒形管道，在圓柱筒形管道的直徑方向上設置兩個不同且相平行的安裝截面甲和安裝截面乙，兩個安裝截面在圓柱形管道的軸向方向上的距離為兩倍的圓柱筒形管道直徑，安裝截面甲上安裝有超聲波換能器 A1和超聲波換能器A2，超聲波換能器A1和超聲波換能器A2的安裝位置位于安裝截面甲水平直徑的兩端，安裝截面乙上安裝12個超聲波換能器，12個超聲波換能器的安裝位置以安裝截面乙水平直徑的一端為起點均勻地分布在安裝截面乙上。

優選的，所述的超聲波換能器A1和A2分別通過防水信號電纜與 1號現地單元相連接，安裝截面乙上的12個超聲波換能器分別通過防水信號電纜與2號現地單元相連接，1號現地單元和2號現地單元通過現場總線與控制器連接，控制器與計算機相連接。

優選的，所述的超聲波換能器A1、超聲波換能器A2和安裝截面乙上的12個超聲波換能器相同。

優選的，所述的控制器上安裝有超聲波換能器角度調整單元。

本實用新型的有益效果