[實用新型]一種流場適應性強的高精度超聲波流量計

有效

• 申請號: 201922145973.5
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN211824563U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王勇;林志蒙;殷凱斯;陳紅;丁淵明
• 申請（專利權）人: 金卡智能集團股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 秦曉剛

本實用新型公開了一種流場適應性強的高精度超聲波流量計，包括供流體流過的表體管道以及安裝于表體管道上的六對換能器，每對換能器對射布置于表體管道組成一個聲道，六個聲道在表體管道徑向的高度錯開，六個聲道中其中至少四個聲道方向一致。本實用新型解決了現有技術對現場安裝條件高，計量精度受流場影響大的問題，能夠有效減少彎管段形成的二次流對計量精度影響。

技術領域

本實用新型屬于儀表技術領域，具體涉及超聲波流量計。

背景技術

基于時差法的超聲波流量計工作原理是通過一對換能器在流動的流體中測量，計算超聲波順流和逆流的時間差從而得到流體流量。

在圖1中說明了時差法測量的基本原理。在表體管道10上布置一對成一定角度θ的換能器40、41，通過表體管道10的流體11按照14的箭頭方向流過超聲換能器40、41。換能器40、41依次進行發射和接收，由于超聲波在流體中的傳輸速度會受到流體的順流和逆流影響，這就導致一對換能器在流動的流體中的傳播時間不一致，產生時間差。通過流量計的流體流速可以用以下公式表示：

v:通過流量計的流體速度

截面平均速度

L:聲道長度

θ：換能器與表體軸向的夾角

D:流量計內徑

t_up：超聲波逆流傳播時間

t_down：超聲波順流傳播時間

Q:通過流量計的流量

通過管道的流量Q是橫截面與截面平均速度的乘積，所以我們需要的是平均速度而不是通過換能器時間差獲得的速度v。在理想的流場條件下，可以用v精確的計算出但是流體在經過彎管后，需要很長的直管段才能恢復到理想條件，在非理想流場下無法簡單的通過v來精確的計算出

為了盡可能的達到理想的流場條件，獲得良好的計量精度，當前大多數超聲波流量計對于現場的安裝條件有著嚴格的要求(要求有足夠長的直管段)，而實際上大多數的現場使用都無法達到要求的安裝條件，這就會導致超聲波流量計的計量精度降低。

對于非理想的流場條件，可以使用氣體整流器減少對前直管段長度的要求，同時也可通過增加聲道數來獲得更多的流場信息，從而減小在不穩定流場對計量精度的影響。但對于小口徑超聲波流量計，增加聲道數還受到管徑空間的限制。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種流場適應性強的高精度超聲波流量計，降低現場安裝條件要求。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：一種流場適應性強的高精度超聲波流量計，包括供流體流過的表體管道以及安裝于表體管道上的六對換能器，每對換能器對射布置于表體管道組成一個聲道，六個聲道在表體管道徑向的高度錯開，六個聲道中其中至少四個聲道方向一致。

優選的，每個聲道與表體管道中軸線之間具有夾角θ，其中30°≦θ≦60°。

優選的，六個聲道中其中四個聲道方向一致，四個聲道與表體管道中軸線之間的夾角相等，為θ₁，另外兩個聲道與表體管道中軸線之間的夾角相等，為θ₂。