用于超聲波流量檢測(cè)的溫度檢測(cè)方法以及超聲波流量計(jì)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于超聲波流量表設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于超聲波流量檢測(cè)的溫 度檢測(cè)方法以及超聲波流量計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波流量表是利用超聲波時(shí)差原理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液體或氣體流量進(jìn)行計(jì)量的裝 置，與傳統(tǒng)的機(jī)械式計(jì)量表相比，超聲波流量計(jì)量表具有始動(dòng)流量低、高計(jì)量準(zhǔn)確度高、壓 損小等優(yōu)勢(shì)，正是由于這些優(yōu)良特性，超聲波流量計(jì)量表廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電 力、給排水等領(lǐng)域。
[0003] 參見圖1，超聲波流量表的測(cè)量原理為：上游端換能器發(fā)出超聲波信號(hào)，經(jīng)過順流 傳輸時(shí)間tl后被下游端換能器接收；下游端換能器發(fā)出超聲波信號(hào)，經(jīng)過逆流傳輸時(shí)間t2 后被上游端換能器接收，由于超聲波在順流和逆流中的速度不同，通過比較時(shí)間tl、t2的 差值，就能換算出流體的速度，對(duì)于傳統(tǒng)的U型反射路線來(lái)說(shuō)，具體運(yùn)算過程是：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于超聲波流量檢測(cè)的溫度檢測(cè)方法，其特征在于： (a) 將計(jì)量管段內(nèi)通入待測(cè)流體； (b) 從第一換能器（21)發(fā)射超聲波信號(hào)至第二換能器（22)，記錄順流/逆流傳輸時(shí)間 tl/t2 ； (c) 緊接著從第二換能器（22)發(fā)射超聲波信號(hào)至第一換能器（21)，記錄逆流/順流傳 輸時(shí)間t2/tl ; (d) 所述順流傳輸時(shí)間
、逆流傳輸時(shí)間
，其中，η為超聲波在計(jì)量管段內(nèi)部反射路徑的段數(shù)，Θ為每段反射路徑與計(jì) 量管段軸向的非鈍角夾角，Cf為聲速，Vm為流體流速；將tl與t2相加得到：
進(jìn)而忽略每項(xiàng)分母 中的V=cos反得到
_，所述為tl和t2的平均值，從而獲取聲速
(e) 根據(jù)聲速(^與溫度的固定函數(shù)關(guān)系求出溫度值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度檢測(cè)方法，其特征在于：根據(jù)計(jì)量管段的具體反射路徑 確定tl和t2的具體計(jì)算公式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度檢測(cè)方法，其特征在于：在U型反射路徑條件下，垂直傳 輸距離為H，水平傳輸距離為L(zhǎng)2,（b)步驟中，（c)步驟中，（d)步驟中數(shù)據(jù)處理方法為：， 忽略Vm即可得出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的溫度檢測(cè)方法，其特征在于：所述流體溫度值 不高于70°C。
5. -種能夠?qū)崿F(xiàn)權(quán)利要求1中所述溫度測(cè)量方法的超聲波流量計(jì)量裝置，包括 計(jì)量管段1，所測(cè)流體流過該計(jì)量管段； 一對(duì)收發(fā)一體式超聲波換能器（21、22)，安置在計(jì)量管段1上，能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波順流和 逆流傳輸； 傳輸時(shí)間檢測(cè)模塊，用于對(duì)上述一對(duì)超聲波換能器實(shí)現(xiàn)的順流和逆流傳輸時(shí)間進(jìn)行檢 測(cè)； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)傳輸時(shí)間檢測(cè)模塊和溫度檢測(cè)模塊獲取的時(shí)間和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行 計(jì)算得出流體流量； 溫度檢測(cè)模塊，用于獲取所測(cè)流體實(shí)時(shí)溫度，其特征在于：所述溫度檢測(cè)模塊連接至計(jì) 量管段上的一對(duì)換能器上，根據(jù)預(yù)先寫入其中的運(yùn)算程序?qū)τ?jì)量管段中超聲波順流和逆流 傳輸時(shí)間進(jìn)行計(jì)算得出流體溫度數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超聲波流量計(jì)量裝置，其特征在于：所述傳輸時(shí)間檢測(cè) 模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、溫度檢測(cè)模塊均設(shè)置在電路板（4)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超聲波流量計(jì)量裝置，其特征在于：所述電路板上還設(shè) 置有主控模塊，用于控制傳輸時(shí)間檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、溫度檢測(cè)模塊的運(yùn)行時(shí)序。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超聲波流量計(jì)量裝置，其特征在于：所述主控模塊上還 連接有數(shù)據(jù)接口，用于將流量信息采用無(wú)線或有線方式傳輸至外部接收端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的一種超聲波流量計(jì)量裝置，其特征在于：所測(cè) 流體溫度不高于70 °C。
【專利摘要】本發(fā)明屬于超聲波流量表設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于超聲波流量檢測(cè)的溫度檢測(cè)方法以及不使用溫度傳感器的超聲波流量計(jì)量裝置。該方法通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)超聲波換能器在順流、逆流狀態(tài)下傳輸時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理即可獲取聲速Cf，再根據(jù)聲速Cf與溫度的固定函數(shù)關(guān)系求出溫度值。采用上述數(shù)據(jù)處理方法以及與之對(duì)應(yīng)的流量計(jì)量裝置獲取流體溫度，誤差能夠控制在計(jì)量精度范圍內(nèi)，不需要在計(jì)量管段上設(shè)置溫度傳感器，顯著簡(jiǎn)化超聲波流量計(jì)量裝置并克服塑料管段的低導(dǎo)熱性帶來(lái)的計(jì)量誤差。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號(hào)】CN104729582
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510099611
【發(fā)明人】姜躍煒
【申請(qǐng)人】姜躍煒
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月7日