[发明专利]一种轴向多声道式超声流量测量装置

权利要求书

1.一种轴向多声道式超声流量测量装置，包括第一换能器组、流体管道、第二换能器组和控制运算部，其特征在于：所述的流体管道包括第一管段、第二管段、第三管段，第一管段、第二管段以及第三管段顺次连接且导通，第二管段为直管段；

所述的第一换能器组与第二换能器组每组包括多个超声换能器，使得超声流量测量装置包含多个声道，所述的第一换能器组中的超声换能器均匀等距布置，任一换能器到其他换能器距离的最小值相等；第一换能器组与第二换能器组分别位于第二管段两端，并与第二管段内待测流体直接接触，所述的第二管段的两端为第一换能器安装面与第二换能器安装面；第一换能器组固定于第一换能器安装面上，并且与第二管段内流体直接接触；第二换能器组固定于第二换能器安装面上，并且与第二管段内流体直接接触；第一换能器组与第二换能器组中配对的超声换能器所形成的声道轴线与第二管段轴线平行或重合；第二换能器组中的超声换能器个数与第一换能器组中的超声换能器个数相等，且位置一一对应，两两成对布置，多个超声换能器将第二换能器组均匀分成多个声道区域；

所述的第二管段的长度L，超声换能器发射的声波的声束扩散角α，两个相邻的所述超声换能器的中心距m，所述超声换能器的直径n之间需要满足Ltanα(m-n)；

所述的控制运算部为第一换能器组与第二换能器组中的超声换能器提供激励电信号并对接收电信号进行处理和计算得到总流量；

通过对流体管道进行流体动力学仿真或者标定实验测试，根据声道区域流场流速分布特性获得流场校正系数以修正理想平均流体流速，单一声道区域的实际平均流体流速为理想平均流体流速与流场校正系数的乘积，声道区域实际流量等于实际平均流体流速与声道区域面积的乘积，管道实际总流量为多个声道区域的实际流量之和；

各所述的声道区域的流场校正系数是声道区域的实际平均流体流速与理想平均流体流速的商，实际平均流体流速通过对流体管道的流体动力学仿真或者标定实验测试获得，理想平均流体流速是在假设声道轴线与第二管段内对应声道区域中的流体流线完全平行的条件下计算得到的流体流速。

2.根据权利要求1所述的一种轴向多声道式超声流量测量装置，其特征在于：所述的第二管段的两侧设置第三法兰与第四法兰；第三法兰与第一换能器安装板连接，并使用第一密封件保证密封；第四法兰与第二换能器安装板连接，并使用第二密封件保证密封；第一换能器组固定于第一换能器安装板上，并且与第二管段内流体直接接触；第二换能器组固定于所述第二换能器安装板上，并且与第二管段内流体直接接触。

3.根据权利要求1所述的一种轴向多声道式超声流量测量装置，其特征在于：所述的待测流体为气体或者液体。

4.根据权利要求1所述的一种轴向多声道式超声流量测量装置，其特征在于：所述的待测流体能够是多相流。

5.根据权利要求1所述的一种轴向多声道式超声流量测量装置，其特征在于：当某一所述声道区域接收的超声波信号丢失时，使用与其对称的声道区域的理想平均流速作为该声道区域的理想平均流速。