一种超声波流速测量系统、方法以及装置与流程

文档序号:23144322发布日期:2020-12-01 13:23阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超声波流速测量系统,其特征在于,包括可套接在流体管道上的环形滑道;可在所述环形滑道上滑动的超声波换能器对,所述超声波换能器对包括两个发射和接收超声波信号的超声波换能器;

所述超声波换能器对用于通过两个所述超声波换能器在所述环形滑道上的滑动在所述流体管道内形成多个和所述流体管道的中心轴距离不同的声道,并检测各个所述声道上的流体流速对应的时间差,以获得所述流体管道的横截面的流体流速。

2.如权利要求1所述的超声波流速测量系统,其特征在于,所述环形滑道为椭圆形滑道,且所述椭圆形滑道的内环短轴和所述流体管道的外壁半径相等。

3.如权利要求1所述的超声波流速测量系统,其特征在于,所述环形滑道为内环半径等于所述流体管道的外壁半径的圆形滑道;所述环形滑道的数量不少于两个,所述超声波换能器对的数量至少为一对;

其中,不同所述环形滑道上的两个所述超声波换能器之间形成一对超声波换能器对。

4.如权利要求3所述的超声波流速测量系统,其特征在于,所述环形滑道的数量为两个,所述超声波换能器对的数量为两对;且两个所述环形滑道上均设置有两个所述超声波换能器。

5.如权利要求1所述的超声波流速测量系统,其特征在于,还包括用于检测所述流体管道内流体温度、流体压力以及流体流量的温压流一体设备。

6.一种超声波流速测量方法,其特征在于,包括:

采集超声波换能器对在流体管道内形成的多个不同声道检测获得的时间差,其中,所述流体管道上套接有环形滑道,所述超声波换能器对中两个发射和接收超声波信号的超声波换能器在所述环形滑道上依次移动至不同位置,形成和所述流体管道的中心轴的距离不同的各个所述声道;

根据所述时间差和流体流速之间的对应关系,确定每个所述声道对应的平均流速;

根据各个所述平均流速运算获得所述流体管道的横截面的流体流速。

7.如权利要求6所述的超声波流速测量方法,其特征在于,采集超声波换能器对在流体管道内形成的多个不同声道检测获得的时间差,包括:

采集所述超声波换能器对形成的多个x型声道检测获得的时间差,其中,每个所述x型声道包括两个相互交叉的声道,且各个所述x型声道所在平面相互平行且均和所述流体管道的中心轴平行,各个所述x型声道和所述流体管道的中心轴距离不同。

8.如权利要求7所述的超声波流速测量方法,其特征在于,在采集所述时间差之前,还包括:

检测所述流体管道内流体波动水平数据;

根据所述流体波动水平数据,判断所述流体的波动状态;

若所述流体的波动状态为稳定状态,则所述采集超声波换能器对在流体管道内形成的多个不同声道检测获得的时间差,包括:

根据预先设定的各个声道位置,将所述超声波换能器对在所述环形滑道上依次移动到各个声道位置对应的位置点,并检测各个声道位置对应的所述时间差;

根据各个所述平均流速运算获得所述流体管道的横截面的流体流速,包括:

对各个所述平均流速进行加权运算,获得所述流体流速。

9.如权利要求8所述的超声波流速测量方法,其特征在于,若所述流体为周期性波动状态,则所述采集超声波换能器对在流体管道内形成的多个不同声道检测获得的时间差,包括:

根据预先设定的各个声道位置,将所述超声波换能器对在所述环形滑道上依次移动到各个声道位置对应的位置点,并在所述流体的波动周期中同一个周期时间点检测各个声道位置对应的所述时间差。

10.如权利要求8所述的超声波流速测量方法,其特征在于,若所述流体的波动状态为非稳定状态,则所述采集超声波换能器对在流体管道内形成的多个不同声道检测获得的时间差,包括:

将所述超声波换能器对依次滑动至所述环形滑道上的多个不同位置,分别形成多个相互平行的所述x型声道,且各个所述x型声道之间的间距不大于预设间距;

根据各个所述平均流速运算获得所述流体管道的横截面的流体流速,包括:

基于横截面流速公式结合各个所述平均流速,获得所述流体管道的横截面流速其中,vi为第i次滑动所述超声波换能器对形成的所述x型声道测得的平均流速;b为相邻两次形成的所述x型声道之间的间距;d为所述流体管道横截面直径;n为d/b取整。

11.一种超声波流速测量装置,其特征在于,包括:

采集模块,用于采集超声波换能器对在流体管道内形成的多个不同声道检测获得的时间差,其中,所述流体管道上套接有环形滑道,所述超声波换能器对中两个发射和接收超声波信号的超声波换能器在所述环形滑道上依次移动至不同位置,形成和所述流体管道的中心轴的距离不同的各个所述声道;

第一运算模块,用于根据所述时间差和流体流速之间的对应关系,确定每个所述声道对应的平均流速;

第二运算模块,用于根据各个所述平均流速运算获得所述流体管道的横截面的流体流速。


技术总结
本发明公开了一种超声波流速测量系统,包括可套接在流体管道上的环形滑道;可在环形滑道上滑动的超声波换能器对,超声波换能器对包括两个发射和接收超声波信号的超声波换能器;超声波换能器对用于通过两个超声波换能器在环形滑道上的滑动在流体管道内形成多个和流体管道的中心轴距离不同的声道,检测各个声道上的流体流速对应的时间差,以获得流体管道的横截面的流体流速。本申请中环形滑道可以套接在流体管道上,超声波换能器可在环形滑道上滑动实现多个声道的测量,在保证测量精度的技术上,减少超声波换能器的使用数量,进而在很大程度上降低测量成本。本申请中还提供了一种超声波流速测量方法和装置,具有上述有益效果。

技术研发人员:任健;郭振;邹晓辉;杨磊;朱艳通;刘鹏;何佳仁;贾子英;韩志明
受保护的技术使用者:华电电力科学研究院有限公司;华电宁夏灵武发电有限公司;中国华电集团有限公司宁夏分公司
技术研发日:2020.09.27
技术公布日:2020.12.01
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