[发明专利]用于测量流体流量的方法及其专用的声阻流量计

摘要

本发明涉及一种用于测量流体流量的方法及其专用的声阻流量计，本发明的测量流体流量的方法是通过下述步骤实现的：声阻传感器向流体中发射声波的同时，感收流体对所发射声波的声阻抗，并把声阻抗信号转化为声电阻信号，声电阻信号经过测量电路转换为电压信号，电压信号经过前置放大器、相敏检波和过滤器的处理传输给指示器进行流量指示。本发明的专用声阻流量计包括振荡器、模拟开关、采样脉冲发生器、声阻传感器、前置放大器、相敏检波电路、滤波器和指示器。本发明涉及测量仪器适合流体的质量流量测量，其结构简单，测量结果精确，且使用方便。

主权项

1、用于测量流体流量的方法，该方法包括以下步骤：(a)声阻传感器沿与流体流速v的速度正向和与流体流速v的速度反向发射声波；(b)在发射声波过程中，声阻传感器感收流体对正向声波的正向声阻信号SR1和反向声阻信号SR2，并将正向声阻信号SR1和反向声阻信号SR2转换为正向声电阻信号和反向声电阻信号，并得到正向声电阻信号和反向声电阻信号的差值ΔRS；(c)将电阻信号ΔRS通过测量电路(13)转换成电压信号UC：当测量电路(13)由一个正向声阻传感器(1)与一个反向声阻传感器(2)串联并和另外两个电阻相等的串联电路电阻并联在电压两端组成的半桥测量电路(13)时，电桥激励电源采用交流恒流源I，流体流速为v，当v＝0时，uc＝0；当v≠0时，uc＝2Is*ΔRS 由ΔRS＝ΔSRKZ，可知： uc＝2Is*ΔSRKZ ΔSR＝uc/(2IsKZ)其中，KZ-声阻传感器的声电阻与声阻的变换系数； ΔSR-流动流体介质相对静止时对声源声发射的声阻增量； Is-正向声阻传感器和反向声阻传感器串联路段的电流；当测量电路(13)由两个正向声阻传感器(1)(1’)和两个负向声阻传感器(2)(2’)组成，且四个传感器性能参数均相同，传感器(1)(2)串联并与串联在一起的传感器(1’)(2’)组成的全桥式测量电路(13)时，电桥激励电源采用交流恒流源I，RS1、RS1’分别为流体对两正向声阻传感器产生的声电阻；RS2、RS2’分别为流体对两逆向声阻传感器产生的声电阻。流过两个串联电路中的声阻传感器的电流同为稳恒激励交流电流IS，且IS＝I/2。当流体流速v＝0时，RS1＝RS2＝RS1’＝RS2’，则输出量uc＝0；当流体流速为v(v≠0)时，四个换能器声电阻发生变化，其变化量为 ΔRS1＝ΔRS1’＝-ΔRS2＝-ΔRS2’＝ΔRS 根据电桥特性，则输出量为： uc＝4IS ΔRS＝4IS ΔSRKZ ΔSR＝uc/(4KZIS)式中，KZ-声电阻与声阻的变换系数。 ΔSR-正向声阻信号SR1和反向声阻信号SR2声阻差； Is-正向声阻传感器和反向声阻传感器串联路段的电流；(d)将电压信号UC转换成流体的质量流量qm，当uc＝2Is*ΔSRKZ 即 ΔSR＝uc/(2IsKZ)时，根据qm＝ρvA＝ΔSRA＝ucA/(2IsKZ)其中，A-测量段流束的有效横截面积；当uc＝4IS ΔRS＝4IS ΔSRKZ 即ΔSR＝uc/(4KZIS)时，根据qm＝ρvA＝ΔSRA＝uc/(4KZIS)其中，A-测量段流束的有效横截面积。