专利名称：一种时差法超声波流量检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于气体流量测量技术领域，具体涉及一种时差法超声波流量检测方法及
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背景技术：
超声波流量测量技术是一种利用超声波信号在流体中传播时流体的流速信息来测量流体流量的测量技术，它具有非接触式测量、测量精度高、测量范围宽、安装维护方便 等特点。根据对信号检测的原理，目前时差法超声波流量检测装置大致可分为时差法、频差法、波束偏移法、多普勒法等类型，其中应用最广泛的基于时差法的流量检测装置。事实上，因为超声波信号在流体介质中与静态介质相比，顺流时超声波信号的传播速度增加，传播时间减小，逆流时超声波信号的传播速度减小，传播时间增加，从而使得顺逆流方向超声波信号的传播时间存在时间差。而时差法超声波流量计就是根据流体介质的流速与时间差存在线形关系原理进行测量的，因此只要准确测定顺流时间和逆流时间，根据流体介质的流速与顺流时间和逆流时间的线形关系，可以求出流体介质的流速，进而求出待测气体的流量。如在申请公布号为CN101886939A的中国发明专利申请中公开了一种时差法超声波流量计，该超声波流量计包括测量管，在测量管的管段上沿测量管轴向、且呈对射结构布置有两个收发一体、且相互交替地对应作为发射元件和接收原件的两个超声波换能器，记时间差为At，At = t2_ti，其中t2为逆流时间，h为顺流时间，其中，
权利要求
1.一种时差法超声波流量检测方法，其特征在于，包括如下步骤 ①、在待测气体流过测量管时，由布置在测量管的管段上的超声波换能器组测量出超声波在管段中顺流传播时的顺流时间及逆流传播时的逆流时间t2;待测气体在流过测量管的布置有超声波换能器组的管段时自由扩散到静速管中，该静速管上布置有向静速管中发射并接收超声波的超声波换能器，根据静速管上超声波换能器的布局获得超声波在静速管中传播的声程，由静速管中的超声波换能器发射并接收超声波以获得超声波在声程中的实际传播时间，由声程除以超声波在静速管中的实际传播时间即可得到超声波传播速度Cf； ②、将步骤一中所测得的t2、Cf代入下述方程中以求得待测流体在测量管中的流速 V，进而得到待测流体的流量，___^ CfV W⑴ At = t2-t!(2) V' =vf(Θ )(3) 其中，S为超声波在测量管中传播的声程，V'则是流体介质的流速V在超声波传播方向上的分速度，f ( Θ )为三角函数，S和f ( Θ )均根据测量管中超声波换能器组的布局而获得。
2.根据权利要求I所述的时差法超声波流量检测方法，其特征在于，所述的静速管上的超声波换能器的布局为所述静速管上的超声波换能器在静速管轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器中的其中一个为发射元件、另一个为接收元件。
3.根据权利要求I所述的时差法超声波流量检测方法，其特征在于，所述的静速管上的超声波换能器的布局为所述静速管上的超声波换能器在静速管轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器呈收发一体结构、且相互交替地对应作为发射和接收元件。
4.根据权利要求I所述的时差法超声波流量检测方法，其特征在于，所述的静速管上的超声波换能器的布局为所述静速管上的超声波换能器呈收发一体结构，所述静速管上的呈收发一体结构的超声波换能器布置在静速管轴向一端，在静速管轴向另一端布置有用于反射从超声波换能器中发射的超声波的反射部。
5.一种用于实施如权利要求I所述的检测方法的时差法超声波流量检测装置，包括测量管，在测量管的管段上布置有用于测量超声波在待测气体中顺流传播时的顺流时间及逆流传播时的逆流时间的超声波换能器组，其特征在于，所述的测量管上固连有与测量管上设有超声波换能器组的管段相连通、且供该管段中的待测气体自由扩散的静速管，在静速管上布置有向静速管中发射并接收超声波以用于测量超声波传播速度的超声波换能器。
6.根据权利要求5所述的时差法超声波流量检测装置，其特征在于，所述的静速管通过扩散管与测量管相连通，所述扩散管与所述的测量管上设有超声波换能器组的管段相连通。
7.根据权利要求5或6所述的时差法超声波流量检测装置，其特征在于，所述的静速管上的超声波换能器在静速管轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器中的其中一个为发射元件、另一个为接收元件。
8.根据权利要求5或6所述的时差法超声波流量检测装置，其特征在于，所述的静速管上的超声波换能器在静速管轴向两端布置有两个，所述静速管上的两个超声波换能器呈收发一体结构、且相互交替地对应作为发射和接收元件。
9.根据权利要求5或6所述的时差法超声波流量检测装置，其特征在于，所述的静速管上的超声波换能器呈收发一体结构，所述静速管上的呈收发一体结构的超声波换能器布置在静速管轴向一端，在静速管轴向另一端布置有用于反射从超声波换能器中发射的超声波的反射部。
全文摘要
本发明公开了一种时差法超声波流量检测方法及装置，该方法中使待测气体在流过测量管的布置有超声波换能器组的管段时自由扩散到静速管中，该静速管上布置有向静速管中发射并接收超声波的超声波换能器，根据静速管上超声波换能器的布局获得超声波在静速管中传播的声程，由静速管中的超声波换能器发射并接收超声波以获得超声波在声程中的实际传播时间，由声程除以超声波在静速管中的实际传播时间即可得到超声波传播速度Cf，然后将所得到的超声波传播速度Cf代入相应的计算方程式中即可得到待测气体在侧连贯中的流速，从而得到待测气体的流量。本发明所提供的时差法超声波流量检测方法及装置实现对超声波传播速度的在线检测，提高测量的准确度。
文档编号G01F1/66GK102829829SQ20121030302
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者周正, 赵彤凯, 李波, 张胜峰, 黄理瑞 申请人:郑州光力科技股份有限公司