[发明专利]三通道超声时差流速测量方法

摘要

本发明公开了一种三通道超声时差流速测量方法，包括换能器安装方式、信号时间差获取和流速计算方法，换能器采用“W”型安装；在信号时间差获取上，用两个接收信号时间差取代收发信号时间差，提高信号时间差测量精度；在计算方法上，用接收信号顺流与垂直流向的时间差和逆流与垂直流向的时间差取代收发信号间的时间差，减小流速计算误差。本发明有效地减小由于声楔材料和管壁带来的误差，提高测量时间差的精度。

主权项

1. 一种三通道超声时差流速测量方法，其特征在于：包括第一发射超声换能器（TRC）和第一接收超声换能器（TRD），第二发射超声换能器（TRA）和第二接收超声换能器（TRB），第三发射超声换能器（TRE）和第三接收超声换能器（TRF）三对超声换能器，三对超声换能器构成三个通道；所述第一发射超声换能器（TRC）、第二发射超声换能器（TRA）和第三发射超声换能器（TRE）的中心位于与管道的轴心线相平行的同一直线上且放置在管道一侧，所述第一接收超声换能器（TRD）、第二接收超声换能器（TRB）和第三接收超声换能器（TRF）的中心位于与管道的轴心线相平行的同一直线上且放置在管道另一侧；所述第二发射超声换能器（TRA）位于第三发射超声换能器（TRE）的上游，且第一发射超声换能器（TRC）位于第二发射超声换能器（TRA）和第三发射超声换能器（TRE）中间；所述第二接收超声换能器（TRB）位于第三接收超声换能器（TRF）的上游，且第一接收超声换能器（TRD）位于第二接收超声换能器（TRB）和第三接收超声换能器（TRF）中间；所述第二发射超声换能器（TRA）位于第二接收超声换能器（TRB）的上游，所述第三接收超声换能器（TRF）位于第三发射超声换能器（TRE）的上游，且第二发射超声换能器（TRA）和第二接收超声换能器（TRB）间的超声信号在管道内传输的距离与第三接收超声换能器（TRF）和第三发射超声换能器（TRE）间的超声信号在管道内传输的距离相等；所述第一发射超声换能器（TRC）和第一接收超声换能器（TRD）的中心连线与管道中流体的流向相垂直，第一发射超声换能器（TRC）、第二发射超声换能器（TRA）和第三发射超声换能器（TRE）同时发出信号，从第一发射超声换能器（TRC）发射超声信号到第一接收超声换能器（TRD）接收到超声信号的时间间隔为，从第二发射超声换能器（TRA）发射超声信号到第二接收超声换能器（TRB）接收到超声信号的时间间隔为，从第三发射超声换能器（TRE）发射超声信号到第三接收超声换能器（TRF）接收到超声信号的时间间隔为，从而得到顺流方向接收信号与垂直流向接收信号时间差=－，逆流方向接收信号与垂直流向接收信号时间差=－，利用公式计算出流体的流速v′，所述公式为，其中，为顺流方向接收信号与垂直流向接收信号时间差、为逆流方向接收信号与垂直流向接收信号时间差，为管道内径且为第一发射超声换能器（TRC）和第一接收超声换能器（TRD）间的超声信号在管道内传输的距离，为第二发射超声换能器（TRA）和第二接收超声换能器（TRB）间的超声信号在管道内传输的距离或第三接收超声换能器（TRF）和第三发射超声换能器（TRE）间的超声信号在管道内传输的距离。