[發明專利]氣體超聲波流量計校準方法

在審

• 申請號: 202210303483.7
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114563065A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 胡開明;李躍忠;王懷平
• 申請（專利權）人: 東華理工大學長江學院
• 主分類號: G01F25/10
• 分類號: G01F25/10
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 范慶國

1.氣體超聲波流量計校準方法，其特征是，包括如下步驟：

步驟一、基于時差法測量原理的多聲道超聲波氣體流量計，依據已有的公式計算得到每一個聲道上的測量流速V：

式中，T_AB為超聲波傳播順程時間；T_BA為超聲波傳播逆程時間；L為聲道長度；θ為超聲波傳播方向與管道軸向的夾角。

步驟二、再通過將各個聲道上的流速測量值進行加權積分，可計算得到流體流經管道橫截面的平均流速

式中，ω_i是第i聲道的加權積分系數。

步驟三、根據流體流量公式計算管道測量斷面的瞬時體積流量Q：

步驟四、又因為從另一角度，也可根據數值積分公式計算該分段布置形式的管道流量，定義管道半徑為R，聲路數量為n，i代表不同的聲道，為i聲道線處的氣體平均流速；則管道內氣體的瞬時體積流量為：

令可以簡化積分計算過程，從而推導出管道斷面的瞬時體積流量Q：

步驟五、通過雷諾數來進行判別氣體的流動狀態，分為層流或紊流：

層流狀態下的截面平均流速和聲道線平均流速之間存在如下關系為：

紊流狀態下的截面平均流速和聲道線平均流速之間存在如下關系為：

雷諾數已知(由尼古拉茲的實驗數據查詢流體和管道等相關幾何參數得出雷諾數的取值)，則可計算出對應的n值。

步驟六、在步驟四中，在簡化積分計算的公式中，令可以看出W_i與聲道長度呈正相關函數。又由流體力學計算公式和已知的雷諾數取值，推導出兩種不同流體狀態下的截面平均流速和聲道線平均流速之間的函數表達：

即，層流狀態下：

紊流狀態下：

即由此簡化積分中W_i的復雜計算過程。

2.按照權利要求1所述的氣體超聲波流量計校準方法，其特征是，運用PROM編程器軟件將W_i的函數表達式寫入工控機的計算程序，根據流體雷諾數取值賦予相應聲道線上對應n的取值，并保證工控機關于流體狀態的切換模式穩定運行。