[发明专利]超声波流量及浓度共用测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声波流量及浓度共用测量系统，尤其涉及可同时测量处理水的流量、处理水中的浮游固体物的浓度及总量的超声波流量及浓度共用测量系统。

背景技术

一般而言，超声波浓度测量装置是用于实时测量沉淀于水处理现场——净水厂、污水处理厂、污废水处理厂等或在管道内与液体一起流动的各种污泥浓度的测量仪。

图1为根据现有技术插入管道内部的超声波浓度测量装置的结构图。

如图1所示，现有技术的浓度测量装置10插入管道1内部，而从超声波发送传感器11放射的超声波通过流体（试料水）之后，以被包含于流体中的杂质、异物、浮游物等散射、吸收而被衰减的状态被超声波接收传感器12接收，从而根据所被接收的超声波强度测量浓度。

但是，现有技术的超声波浓度测量装置10在需以维护超声波发送传感器11及超声波接收传感器12（更换或清洗传感器）为目的分离传感器时，需在关闭设置于浓度测量装置10的前后端的阀门并打开旁通阀，以使流体迂回浓度测量装置10之后，才能进行更换。

因此，除浓度测量装置10之外，还需额外设置旁通管道和阀门等，从而不仅增加安装费用，而且，安全空间也受到制约。

另外，因超声波发送传感器11及超声波接收传感器12的前面直接与流过内部的流体接触，因此，在长期流速很低或浓度很高的情况下，根据固体物的种类的特性，在传感器的前面表面出现污泥附着的现象，从而降低传感器效率，带来需周期性地清洗传感器的麻烦。

这是因为在测量对象流体中，除作为浓度测量对象的浮游固体物之外，还包括各种污物，从而提高所插入的超声波发送传感器11及超声波接收传感器12的损毁可能性。

图2为现有技术的超声波时间差液体流量计结构示意图，而图3为现有技术的超声波时间差液体流量计的信号路径示意图。

如图2所示，现有技术的超声波时间差液体流量计将一组超声波传感器13、14沿着流动方向按一定角度相对设置于管道1的两侧面，在上游侧超声波传感器13和下游侧超声波传感器14反复收发，从而利用超声波到达的时间差计算流速并将其换算成体积流量。

一般而言，利用时间差换算流量的超声波时间差流量计的结构及流量计算式如下：

在从上述上游侧超声波传感器13透过测量对象流体向下游侧超声波传感器14发送超声波，或与上述超声波发送过程相反的情况下，通过测量各自的传递时间tup、tdn计算流速。

有流体流动的情况和无流体流动的情况下的传递时间tup、tdn之间的关系可利用如下数学式求得。

<数学式1>

tup=Pctcp=Pc-Vsinθ]]>

tup=Pctcp=Pc-Vsinθ]]>

△t＝t_up-t_dn＝0    △t＝I_up-t_dn

<无流动的情况，V＝0><有流动的情况V≠0>.