[發明專利]一種超聲波流速測量系統、方法以及裝置

在審

• 申請號: 202011035726.0
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112014591A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 任健;郭振;鄒曉輝;楊磊;朱艷通;劉鵬;何佳仁;賈子英;韓志明
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司;華電寧夏靈武發電有限公司;中國華電集團有限公司寧夏分公司
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛嬌

1.一種超聲波流速測量系統，其特征在于，包括可套接在流體管道上的環形滑道；可在所述環形滑道上滑動的超聲波換能器對，所述超聲波換能器對包括兩個發射和接收超聲波信號的超聲波換能器；

所述超聲波換能器對用于通過兩個所述超聲波換能器在所述環形滑道上的滑動在所述流體管道內形成多個和所述流體管道的中心軸距離不同的聲道，并檢測各個所述聲道上的流體流速對應的時間差，以獲得所述流體管道的橫截面的流體流速。

2.如權利要求1所述的超聲波流速測量系統，其特征在于，所述環形滑道為橢圓形滑道，且所述橢圓形滑道的內環短軸和所述流體管道的外壁半徑相等。

3.如權利要求1所述的超聲波流速測量系統，其特征在于，所述環形滑道為內環半徑等于所述流體管道的外壁半徑的圓形滑道；所述環形滑道的數量不少于兩個，所述超聲波換能器對的數量至少為一對；

其中，不同所述環形滑道上的兩個所述超聲波換能器之間形成一對超聲波換能器對。

4.如權利要求3所述的超聲波流速測量系統，其特征在于，所述環形滑道的數量為兩個，所述超聲波換能器對的數量為兩對；且兩個所述環形滑道上均設置有兩個所述超聲波換能器。

5.如權利要求1所述的超聲波流速測量系統，其特征在于，還包括用于檢測所述流體管道內流體溫度、流體壓力以及流體流量的溫壓流一體設備。

6.一種超聲波流速測量方法，其特征在于，包括：

采集超聲波換能器對在流體管道內形成的多個不同聲道檢測獲得的時間差，其中，所述流體管道上套接有環形滑道，所述超聲波換能器對中兩個發射和接收超聲波信號的超聲波換能器在所述環形滑道上依次移動至不同位置，形成和所述流體管道的中心軸的距離不同的各個所述聲道；

根據所述時間差和流體流速之間的對應關系，確定每個所述聲道對應的平均流速；

根據各個所述平均流速運算獲得所述流體管道的橫截面的流體流速。

7.如權利要求6所述的超聲波流速測量方法，其特征在于，采集超聲波換能器對在流體管道內形成的多個不同聲道檢測獲得的時間差，包括：

采集所述超聲波換能器對形成的多個X型聲道檢測獲得的時間差，其中，每個所述X型聲道包括兩個相互交叉的聲道，且各個所述X型聲道所在平面相互平行且均和所述流體管道的中心軸平行，各個所述X型聲道和所述流體管道的中心軸距離不同。

8.如權利要求7所述的超聲波流速測量方法，其特征在于，在采集所述時間差之前，還包括：

檢測所述流體管道內流體波動水平數據；

根據所述流體波動水平數據，判斷所述流體的波動狀態；

若所述流體的波動狀態為穩定狀態，則所述采集超聲波換能器對在流體管道內形成的多個不同聲道檢測獲得的時間差，包括：

根據預先設定的各個聲道位置，將所述超聲波換能器對在所述環形滑道上依次移動到各個聲道位置對應的位置點，并檢測各個聲道位置對應的所述時間差；

根據各個所述平均流速運算獲得所述流體管道的橫截面的流體流速，包括：

對各個所述平均流速進行加權運算，獲得所述流體流速。

9.如權利要求8所述的超聲波流速測量方法，其特征在于，若所述流體為周期性波動狀態，則所述采集超聲波換能器對在流體管道內形成的多個不同聲道檢測獲得的時間差，包括：

根據預先設定的各個聲道位置，將所述超聲波換能器對在所述環形滑道上依次移動到各個聲道位置對應的位置點，并在所述流體的波動周期中同一個周期時間點檢測各個聲道位置對應的所述時間差。