[实用新型]一种基于超声波时差法的多声道流量测量装置

说明书

本实用新形涉及一种基于超声波时差法的多声道流量测量装置，基于圆柱筒形的流体流动管道，圆筒形管道上设置两个不同的超声波换能器安装截面，两个安装截面之间的距离为一倍的管径，安装截面甲上安装2个超声波换能器，这2个超声波换能器分别安装在安装截面甲沿管道管径水平方向上的两端，安装截面乙上均匀分布地安装12个超声波换能器，通过在控制器上设置超声波换能器角度调整单元，能够调整超声波换能器的角度，从而能够形成22条超声波脉冲信号声道，然后通过滤波放大以及数模转换后输出为数字信号在显示器上显示出来，最后由测得的时间点数据计算出超声波脉冲信号沿各个声道的逆流和顺流传播时间差，求解出管道内流体的实际平均流速。

技术领域

本实用新型涉及一种流体的流量测量装置，特别涉及一种基于超声波时差法的多声道流量测量装置。

背景技术

流量是工业生产过程检测控制中的一个很重要的参数，在石油、化工、水电等部门，对流体流量的检测已成为生产中不可缺少的组成部分，它与国民经济、国防建设、科学研究有着密切的关系。做好这一工作，对保障生产安全、提高生产效率、保证产品质量以及提高经济效益都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量测量在国民经济中的地位与作用更加明显。

在实际的工程应用中，由于经济性以及现场布置等原因，现场相对直管段长度不足，导致管道内流态分布复杂，无法保证管道内流体的流动处于充分发展段，为管道内流量的测量带来了巨大的麻烦。超声波流量计与传统流量计相比，具有非接触测流、不扰乱流场、无可动部件、无压力损失、测量精度高、性能稳定可靠、测量范围宽等优点，其中最为重要的是可用于大口径管道流量的测量，并能够保持较高的精度。

然而，由于超声波流量计的测量模型在推导之初假设被测流场是均匀的，忽略流体粘性的理想流动，但在实际测量过程中，流场是复杂的非理想流动，这就导致了超声波流量计测得流速与实际面平均流速存在差异，这就造成了超声波流量计的测量精度易受流场流速分布的影响。因此，亟需发明一种在非稳态流场中测量精度高且测量性能稳定性好的的超声波流量测量装置以测量方法。

一直以来，超声波流量测量技术领域的测量装置和测量方法大多被国外科研机构和企业的专利所垄断。针对国家重大需求，发展具有自主知识产权的超声波流量测量装置和测量方法具有重要的现实意义。

本实用新型的内容：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种安装使用更少数量的超声波换能器，能够获得更多的超声波脉冲信号传播通道的多声道流量测量装置。

本实用新型的具体方案如下：一种基于超声波时差法的多声道流量测量装置，其特征是：该装置包括超声波换能器、现地单元、控制器、现场总线、防水信号电缆和计算机；待测流速的流体流动的圆柱筒形管道，在圆柱筒形管道的直径方向上设置两个不同且相平行的安装截面甲和安装截面乙，两个安装截面在圆柱形管道的轴向方向上的距离为两倍的圆柱筒形管道直径，安装截面甲上安装有超声波换能器 A1和超声波换能器A2，超声波换能器A1和超声波换能器A2的安装位置位于安装截面甲水平直径的两端，安装截面乙上安装12个超声波换能器，12个超声波换能器的安装位置以安装截面乙水平直径的一端为起点均匀地分布在安装截面乙上。

优选的，所述的超声波换能器A1和A2分别通过防水信号电缆与 1号现地单元相连接，安装截面乙上的12个超声波换能器分别通过防水信号电缆与2号现地单元相连接，1号现地单元和2号现地单元通过现场总线与控制器连接，控制器与计算机相连接。

优选的，所述的超声波换能器A1、超声波换能器A2和安装截面乙上的12个超声波换能器相同。

优选的，所述的控制器上安装有超声波换能器角度调整单元。

本实用新型的有益效果