[发明专利]八声道超声波流量计传感器

摘要

本发明涉及一种八声道超声波流量计传感器，包括管道，所述管道沿轴向设有两换能器安装座，两换能器安装座相互间隔，且对称设置，各换能器安装座上均设有八个安装孔，各安装孔均与管道内腔相通，第一换能器安装座的八个安装孔与第二换能器安装座的八个安装孔两两相对，两两相对的安装孔的轴心线位于同一直线，分别构成八个直通式声道，每个直通式声道的轴心线与管道轴心线均相交于同一点，且每个直通式声道的轴心线与管道轴心线之间的夹角为36°，每个安装孔中分别安装有一个超声波换能器，十六个超声波换能器两两相对，构成八组直射式超声波换能器，所述管道的两端分别装有法兰。其能量强度高，灵敏度高，对换能器技术要求低。

主权项

1.一种八声道超声波流量计传感器，其特征在于：包括管道，所述管道的两端分别装有法兰，传感器两端通过法兰与两端待测管道连接，测量流体流速和流量，所述管道沿轴向设有两换能器安装座，两换能器安装座相互间隔，且对称设置，各换能器安装座上均设有八个安装孔，各安装孔均与管道内腔相通，第一换能器安装座的八个安装孔与第二换能器安装座的八个安装孔两两相对，两两相对的安装孔的轴心线位于同一直线，分别构成八个直通式声道，每个直通式声道的轴心线与管道轴心线均相交于同一点，且每个直通式声道的轴心线与管道轴心线之间的夹角为30°～45°，每个安装孔中分别安装有一个换能器，十六个换能器两两相对，构成八组直射式换能器，换能器安装在换能器声道中，超声波通过流体时，在顺流和逆流方向声波传输时间不同，通过时间差计算每个声道的速度，计算八个声道的平均速度，乘以截面积得到流体的体积流量；所述两换能器安装座的相对面为圆弧锥面，两换能器安装座的圆弧锥面的直径从内向外逐渐增大，所述换能器安装座的安装孔与圆弧锥面平行，换能器安装座的安装孔的孔口端面与安装孔的轴心线垂直，所述换能器安装座的安装孔为阶梯孔，换能器与换能器安装座之间设有密封圈，所述换能器通过设有的阶梯定位在换能器安装座的安装孔中通过换能器压紧盖压紧固定；八个安装孔环圆周均匀分布在换能器安装座上；两换能器安装座之间设有接线盒，接线盒上固定有转换器，所述接线盒中设有信号采集板，接线盒上设有十六个换能器接口，所述转换器内设有电源板和数字板，转换器上固定有显示部分，电源板用于为数字板和信号采集板提供电源，数字板用于读取信号采集板的信息进行流速测量，数字板和信号采集板间通过连接线连接；所述数字板上设有DSP数据处理器、FPGA电路，所述信号采集板上设有DA转换器、AD转换器、功率放大电路、电压放大电路，所述DSP数据处理器的第一输出端与FPGA电路的第一输入端连接，所述FPGA电路的第一输出端与DA转换器的输入端连接，所述DA转换器的输出端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端通过接线盒的换能器接口与各换能器连接，所述DSP数据处理器的第二输出端与电压放大电路连接，所述电压放大电路的输入端通过接线盒的换能器接口与各换能器连接，所述电压放大电路的输出端与AD转换器的输入端连接，所述AD转换器的输出端与FPGA电路的第二输入端连接，所述FPGA电路的第二输出端与DSP数据处理器连接，所述DSP数据处理器与存储器连接，DSP数据处理器是增益控制系统的核心单元，发送数据给FPGA电路，FPGA电路根据DSP数据处理器的命令传输相应强度的正弦波信息给DA转换器，DA转换器输出相应频率、幅值的正弦波信号驱动发射换能器，接收换能器接收发射换能器的信号发生压电转换，输出一定强度的正弦信号输入经电压放大电路到AD转换器，FPGA电路采样AD转换器的采样值并传输给DSP数据处理器，经过相应的数据滤波，处理后得出流速，当AD转换器检测到经信号放大后的峰值电压达到基准幅值的90%时，DSP数据处理器即以此增益作为接收信号的默认放大增益,并将其写入存储器。