[发明专利]管道内流体流量的测量方法及其声波流量计

权利要求书

1．一种管道内流体流量的测量方法是依靠设置在取样管段(A)的管壁上的压电传感器(B)直接拾取管道内流体的声波频率(主要是流体在流动过程中粒子相互碰撞而产生的声波)，并将其转变为电信号，经运算电路进行处理，得到流速V和频率f的对应值，声波频率f与流体流速V呈非线性正比关系，即f=Ⅵ，式中Ⅰ是不同流速下的系数，与流速、介质种类及流体密度有关。

2．实现权利要求1所述的管道内流体流量的测量方法的声波流量计，它主要由声波取样管段(A)、压电传感器(B)、电荷放大器(C)、倒相放大器(D)、幅度监别和整形电路(E)及脉冲频率积算仪等构成，其特征在于压电传感器(B)直接安装在声波取样管段(A)的管壁上或将带有保护外壳的压电传感器(B)安装在取样管管道内，且该压电传感器(B)输出端与电荷放大器输入端连接，该电荷放大器(C)输出端与倒相放大器(D)输入端连接，该倒相放大器(D)输出端与幅度监别和整形电路(E)输入端连接，该幅度监别和整形电路(E)的输出端与脉冲频率积算仪联接。

3．根据权利要求2所述的声波流量计，其特征在于电荷放大器主要由Mos场效应晶体管R₁-R₃，C₁-C₄组成，由压电传感器(B)直接拾取的流体声波并换为电信号，经电容C₂耦合并输入到Mos场效应晶体管的栅极低噪声、高阻抗电荷放大，经Mos漏极输出，再经电容C₄耦合到倒相放大器的输入端(22)，Mos晶体管的栅极和源极上接有偏置电阻R₁、R₂组成自生偏压电路，接在Mos管漏极上的电阻R₃为负载电阻，接到(22)输入端上且与电容C₂并联的电容C₁是一选频电容，接在Mos管的源极上且与R₃并联的电容C₃是Mos管源极旁路电容。

4．根据权利要求2或3所述的倒相放大器(D)主要由PNP型晶体(三极)管TR₁及阻容元件R₄-R₇、C₅组成，来自电荷放大器(C)的信号经(22)端输入到晶体管TR₁的基极，经TR₁放大后的信号由电容C₅耦合到幅度监别及整形电路(E)的输入端，电阻R₄、R₅与TR₁的基极组成偏置电阻，接在TR₁发射极上的电阻R₇为电流负反馈电阻，接在TR₁集电极和接地之间的电阻R₆为负载电阻。

5．根据权利要求2或3所述的幅度监别及整形放大电路，其特征在于幅度监别电路是由三极管TR₁和电阻反馈网络组成的双稳态施密特电路，静态设置成TR₂截止状态，故电阻R₈＞＞R₉，调整R₈、R₉的比值可改变幅度监别电路的门槛电平，也即切除了其它声波的干扰，R₁₄是输出管TR₃的集电极负载电阻，整形后的声波脉冲经电容C₆耦合到输出端(24)输出，与脉冲频率积算仪联接。