[发明专利]双声路气体流量超声测量方法及其测量装置

摘要

本发明涉及一种双声路气体流量超声测量方法及其测量装置。测量方法为，采用两对换能器，分别测量出与气体流向垂直的超声波传播时间及超声波的逆流、顺流传播时间，获得超声波在该气体介质中的实际声速，最后获得气体流量。测量装置包括单片机单元、时间测量单元、驱动单元和信号调理单元及设在管道上的两对换能器，一对换能器以管道轴线为对称轴对称设置，另一对换能器分别设在管道的上游侧及下游侧，单片机单元经时间测量单元和驱动单元相连，驱动单元分别和两对换能器相连，其中三个换能器又分别经信号调理单元和时间测量单元相连。本发明消除了温度、压力、湿度以及组分等因素对气体流量测量值的影响，获得的气体流量值精确度高，适用范围广。

主权项

一种双声路气体流量超声测量方法，其特征在于在气体流经的管道(5)上设有第一换能器(1)、第二换能器(2)、第三换能器(3)和第四换能器(4)，第一换能器(1)和第二换能器(2)以所述的管道(5)的轴线为对称轴对称设置，第四换能器(4)及第三换能器(3)分别设在所述的管道(5)的上游侧及下游侧，并且第三换能器(3)和第四换能器(4)的连线与所述的管道(5)的轴线相交形成夹角θ；测量超声波在第一换能器(1)和第二换能器(2)之间的传播时间T，得到超声波在所述气体中的传播速度为C＝D/T，①其中D为所述的管道(5)的直径；测量超声波从第四换能器(4)到第三换能器(3)的顺流传播时间t1，测量超声波从第三换能器(3)到第四换能器(4)的逆流传播时间t2，获得ΔT＝t2‑t1，而ΔT＝2LVCosθ/C²，②其中L为第三换能器(3)和第四换能器(4)之间的连线长度，V为所述气体的流速；由式①和②得到V＝ΔTD²/2LT²Cosθ，最后获得所述气体的流量为$Q=\frac{\mathrm{\π\Δ}{\mathrm{TD}}^4}{8{\mathrm{LT}}^2\mathrm{Cos\θ}}.$