【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種超聲流量計，尤其涉及一種基于平面雙模復(fù)合聲道的超聲氣體流量計，通過長聲道和短聲道結(jié)合使用，使得超聲流量計可以在不同的流量范圍內(nèi)實現(xiàn)更準(zhǔn)確的測量。
技術(shù)介紹
1、燃?xì)夤芫W(wǎng)作為城市能源供應(yīng)的重要組成部分，其流量測量和監(jiān)控尤為關(guān)鍵。超聲氣體流量計，則是一種基于超聲技術(shù)測量氣體流量的儀器。它利用超聲波在流體中傳輸時的相對速度差異來測量氣體流量，具有非接觸、無污染、不易堵塞等特點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。
2、在城市管網(wǎng)中，超聲氣體流量計常被用于燃?xì)夤芫W(wǎng)的流量測量。通過安裝在管道上的超聲氣體流量計，可以實時監(jiān)測燃?xì)獾牧髁浚瑸槌鞘腥細(xì)夤?yīng)和管理提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。這不僅有助于保障燃?xì)夤?yīng)的穩(wěn)定性，還可以提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)。
3、超聲氣體流量計的工作原理是通過測量超聲波在氣體中順流和逆流傳播時的聲速差，從而計算出氣體的流速和流量。工作時，超聲流量計會發(fā)出聲波，當(dāng)介質(zhì)流動時，會對聲波信號產(chǎn)生影響。流量計內(nèi)的感應(yīng)裝置可以發(fā)現(xiàn)這一信號變化，并通過轉(zhuǎn)換與計算，獲取流量信息。如果介質(zhì)處于不同流速狀態(tài)中，聲波的傳播速度也會變化。正是通過介質(zhì)流速與聲波傳播速度的關(guān)系，并利用上述各種方法，超聲流量計能夠完成對介質(zhì)流量的測量。
4、文獻(xiàn)一：申請公布號為cn116124234a的專利文獻(xiàn)公布了氣體超聲流量計包括氣體超聲流量計主體，包括第一超聲換能器、第二超聲換能器、微控制器、參數(shù)存儲設(shè)備、現(xiàn)場計時設(shè)備、壓力測量設(shè)備和溫度測量設(shè)備，微控制器用于基于不同超聲換能器的換能數(shù)據(jù)差異以及當(dāng)前氣
5、文獻(xiàn)二：申請公布號為cn117553870a的專利文獻(xiàn)公布了超聲流量計的管路兩側(cè)設(shè)有超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，超聲波發(fā)射器和超聲波接收器分別位于測量氣道的上下游；或者，超聲波發(fā)射器和超聲波接收器分別位于測量氣道兩端的氣腔內(nèi)。
6、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的流量變化情況受到多種因素的影響，呈現(xiàn)出復(fù)雜多變的特性。單一聲道結(jié)構(gòu)的測量量程有限，不能應(yīng)對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)復(fù)雜的流量變化。上述文獻(xiàn)一和文獻(xiàn)二中超聲波流量計的聲道結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍有限，不能應(yīng)對流量跨度很大的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的流量的檢測。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種長短聲道結(jié)合的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，從而應(yīng)對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的流量的增加和減小。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，包括內(nèi)設(shè)有直線測試流道的測試管段和多個位于所述測試管段上的超聲換能模塊；
3、所述測試管段的第一對側(cè)的第一側(cè)和第二側(cè)對稱地分別設(shè)有2×n個聲道安裝孔，n為大于等于2的自然數(shù)；所述2×n個聲道安裝孔沿所述測試管段長度方向的中央縱截面對稱；
4、所述聲道安裝孔的中軸線均位于所述直線測試流道的中央橫向軸平面上且均與所述直線測試流道的中軸線呈銳角相交；
5、所述超聲換能模塊位于每一所述聲道安裝孔內(nèi)，且每一所述超聲換能模塊包括超聲換能器和超聲接收單元；
6、第一側(cè)的首級聲道安裝孔與第二側(cè)的末級聲道安裝孔相對且兩者的中軸線位于同一直線上，第一側(cè)的次級聲道安裝孔與第二側(cè)的次末級聲道安裝孔相對且兩者的中軸線位于同一直線上，以此規(guī)律依次分布，從而形成長度從外向內(nèi)逐漸減短的且交叉的多級聲道。
7、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：多級聲道包括最外側(cè)的最長聲道和最內(nèi)側(cè)的最短聲道，所述最長聲道的聲程長度大于等于所述最短聲道的聲程長度的1.5倍。
8、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：n取值為2，多級聲道包括兩最長聲道和兩最短聲道；
9、所述最長聲道兩端的聲道安裝孔的中軸線與所述直線測試流道的中軸線呈30°相交；
10、所述最短聲道兩端的聲道安裝孔的中軸線與所述直線測試流道的中軸線呈60°相交。
11、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：還包括信號處理模塊和控制模塊；
12、所述信號處理模塊用于采集各超聲換能模塊所接收的超聲波形信號，并對采集到的每一超聲波形信號進(jìn)行實時計算，并對所有接收的超聲波形信號的計算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)籌處理；
13、所述控制模塊包括超聲發(fā)射電路用于產(chǎn)生超聲波激勵信號、換能器的轉(zhuǎn)換電路、聲道切換電路；
14、所述信號處理模塊和控制模塊通信，所述信號處理模塊設(shè)置對應(yīng)聲道的時延，所述控制模塊控制所述信號處理模塊調(diào)度各所述超聲換能模塊的超聲接收單元，從而完成聲道切換、換能器轉(zhuǎn)換、超聲波激勵信號產(chǎn)生以在單一時間內(nèi)僅一聲道的兩所述超聲換能模塊進(jìn)行超聲波發(fā)送和接收作業(yè)。
15、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述信號處理模塊預(yù)存參考波形，將采集到的接收波形信號與參考波形進(jìn)行計算，分別得到該接收波形的渡越時間與所計算的流速和流量。
16、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：一聲道的兩個所述超聲換能模塊交替完成一組順流和逆流檢測，得到vi順和vi逆，
17、通過校正函數(shù)得到vi；
18、所述信號處理模塊將每個聲道i的vi進(jìn)行加權(quán)計算，wi為聲道i的加權(quán)系數(shù),計算得到管道內(nèi)流體平均流速v；
19、
20、所述信號處理模塊內(nèi)設(shè)有多套加權(quán)系數(shù)表，根據(jù)最長聲道和最短聲道所得的流速調(diào)整聲道的加權(quán)系數(shù)。
21、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述測試管段包括兩端的整流段和中間的測試段；
22、所述測試段包括第一對側(cè)的第三壁和第四壁和第二對側(cè)的第一壁和第二壁；
23、所述第一壁和第二壁之間的距離小于所述第三壁和第四壁之間的距離；所述第一壁、第二壁、第三壁和第四壁圍合形成截面呈類矩形的測試流道；
24、所述第一壁的內(nèi)壁為第一平面，所述第二壁的內(nèi)壁為第二平面，所述第一平面和第二平面相互平行；
25、所述整流段的端部截面呈圓形并設(shè)有整流端蓋，所述整流端蓋的中間設(shè)有陣列分布的導(dǎo)向直通孔；
26、所述整流段和測試段的流道通過整流面連接，所述整流面自端面向中心傾斜，且與測試流道的任一橫向軸平面的相交線呈拋物線狀。
27、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：多個所述導(dǎo)向直通孔共同圍合的區(qū)域的外輪廓位于所述測試流道在所述整流端蓋的投影范圍內(nèi)。
28、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的進(jìn)一步技術(shù)方案為：一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，包括內(nèi)設(shè)有直線測試流道的測試管段、多個位于所述測試管段上的超聲換能模塊、信號處理模塊和控制模塊；
29、所述測試管段的第一對側(cè)的第一側(cè)和第二側(cè)對稱地分別設(shè)有2×n個聲道安裝孔，n為大于等于2的自然數(shù)；所述2×n個聲道安裝孔沿所述測試管段長度方向的中央縱截面對稱；
30、所述本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：包括內(nèi)設(shè)有直線測試流道的測試管段和多個位于所述測試管段上的超聲換能模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：多級聲道包括最外側(cè)的最長聲道和最內(nèi)側(cè)的最短聲道，所述最長聲道的聲程長度大于等于所述最短聲道的聲程長度的1.5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：N取值為2，多級聲道包括兩最長聲道和兩最短聲道；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：還包括信號處理模塊和控制模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：所述信號處理模塊預(yù)存參考波形，將采集到的接收波形信號與參考波形進(jìn)行計算，分別得到該接收波形的渡越時間與所計算的流速和流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：一聲道的兩個所述超聲換能模塊交替完成一組順流和逆流檢測，得到vi順和
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：所述測試管段包括兩端的整流段和中間的測試段；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：多個所述導(dǎo)向直通孔共同圍合的區(qū)域的外輪廓位于所述測試流道在所述整流端蓋的投影范圍內(nèi)。
9.一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：包括內(nèi)設(shè)有直線測試流道的測試管段、多個位于所述測試管段上的超聲換能模塊、信號處理模塊和控制模塊；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：所述測試管段包括測試段；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：包括內(nèi)設(shè)有直線測試流道的測試管段和多個位于所述測試管段上的超聲換能模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：多級聲道包括最外側(cè)的最長聲道和最內(nèi)側(cè)的最短聲道，所述最長聲道的聲程長度大于等于所述最短聲道的聲程長度的1.5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：n取值為2，多級聲道包括兩最長聲道和兩最短聲道；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：還包括信號處理模塊和控制模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于同平面復(fù)合聲道的時差法超聲氣體流量計，其特征在于：所述信號處理模塊預(yù)存參考波形，將采集到的接收波形信號與參考波形進(jìn)行計算，分別得到該接收波形的渡越時間與所計算的流...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉一川，葉健輝，童相國，童富峰，
申請(專利權(quán))人：浙江藍(lán)寶石儀表科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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