带有流体介质识别功能的超声波流量计及识别方法与流程

1.本发明涉及超声波流量计的技术领域，特别是涉及一种带有流体介质识别功能的超声波流量计及识别方法。


背景技术：

2.超声波流量计是一种通过检测流体流动对超声束的作用以测量流量的仪表，主要由超声波换能器、流量变送器及流量显示和累积系统三部分组成，超声波换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，流量变送器接收到的超声波信号，将信号放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算，这样就实现了流量的检测和显示。
3.超声波流量计由于其功能性强，被广泛用于石油、化工、水处理等领域，但是在油品的贸易计量以及工业现场的应用中，经常有同样的管道流有不同类型的介质的情况，而目前所使用的超声波流量计，通过超声波时间差的测量，计算出流体的流速，最终可以算出流体的工况流量，但是在贸易计量中，有时，往往需要计算流体介质的标况体积流量以及质量流量，由于不同流体的密度、黏度以及雷诺数的差异，使得流量计不能同时测量多种介质的标况体积流量和质量流量，从而使流体的标况体积流量和质量流量得不到修正，无法满足行业需求，导致使用局限性。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种能够同时测量多种介质的标况体积流量和质量流量，使流体的标况体积流量和质量流量得到修正，更好的满足行业需求，降低使用局限性的带有流体介质识别功能的超声波流量计及识别方法。
5.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计，包括以下部件：
6.超声波换能器：用以测量管道中流体内部的超声波传输时间和计算流体介质的平均声速；
7.温度传感器：用以测量管道内流体介质的温度；
8.存储器：用以存储常用油品以及流体介质的密度、黏度和对应标准温度下的介质声速，以及常用液体介质的温度-声速曲线函数的数据；
9.变送器：内置有表格数据库，用以进行查找匹配流体种类的声速，最终确认流体的类别，并调用对应介质种类的流体密度、黏度和热膨胀系数。
10.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计，所述存储器在出厂时已经配置了多种常用的油品名称以及对应流体介质的密度、黏度和对应标准温度下的介质声速，以及常用液体介质的温度-声速曲线函数。
11.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计，所述变送器在出厂时内置了多种常见流体种类在标准温度下的声速。
12.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计的识别方法，包括以下步
骤：
13.s1、通过超声波流量计上配备的换能器，测量管道中流体内部的超声波传输时间t，并且根据管径d
in
，以及声程夹角α，计算流体介质在当前温度下的平均声速c
t
，计算公式为：
14.s2、通过超声波流量计配有的温度传感器，动态的测量管道流体介质的当前温度t；
15.s3、在存储器内配置多种常用的油品以及流体介质的密度、黏度以及对应标准温度ts(℃)下的介质声速，以及常用液体介质的温度-声速曲线函数c＝f(t)；
16.s4、在获取当前温度t下的管道介质中的声速c
t
，通过存储器中内置的声速-温度曲线函数，动态的将介质的声速转化到标准温度下的声速cs；转化公式为：cs＝c
t
·
f(t)；
17.s5、通过标准温度下的声速cs在变送器内置的表格数据库中，进行查找匹配流体的种类的声速，最终确认流体的类别，并且调用对应介质种类的流体黏度、密度、热膨胀系数；
18.s6、根据获取的介质种类进行标况体积流量的修正，并且根据查找内部表格获取的密度，计算介质的质量流量。
19.与现有技术相比本发明的有益效果为：首先通过提出一种动态对介质种类的识别，并且根据识别的流体种类加载对应的密度、黏度等参数，从而根据获取的介质种类计算标况体积流量并加以修正，然后根据变送器内的表格数据库，获取密度，从而计算出介质的质量流量，从而能够使流体的标况体积流量和质量流量得到修正，更好的满足行业需求，降低使用局限性。
附图说明
20.图1是本发明中的超声波换能器以及温度传感器的介质管道示意图示意图；
21.图2是本发明中变送器内置介质数据库图；
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
23.如图1至图2所示，本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计，包括以下部件：
24.超声波换能器：用以测量管道中流体内部的超声波传输时间和计算流体介质的平均声速；
25.温度传感器：用以测量管道内流体介质的温度；
26.存储器：用以存储常用油品以及流体介质的密度、黏度和对应标准温度下的介质声速，以及常用液体介质的温度-声速曲线函数的数据；
27.变送器：内置有表格数据库，用以进行查找匹配流体种类的声速，最终确认流体的类别，并调用对应介质种类的流体密度、黏度和热膨胀系数；首先通过提出一种动态对介质种类的识别，并且根据识别的流体种类加载对应的密度、黏度等参数，从而根据获取的介质
种类计算标况体积流量并加以修正，然后根据变送器内的表格数据库，获取密度，从而计算出介质的质量流量，从而能够使流体的标况体积流量和质量流量得到修正，更好的满足行业需求，降低使用局限性。
28.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计，所述存储器在出厂时已经配置了多种常用的油品名称以及对应流体介质的密度、黏度和对应标准温度下的介质声速，以及常用液体介质的温度-声速曲线函数；这样能够快速的获取到所需要的流体介质的数据信息。
29.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计及识别方法，所述变送器在出厂时内置了多种常见流体种类在标准温度下的声速；能够快速确认流体类别，调用对应介质种类的流体黏度、密度、热膨胀系数。
30.本发明的一种带有流体介质识别功能的超声波流量计的识别方法，包括以下步骤：
31.s1、通过超声波流量计上配备的换能器，测量管道中流体内部的超声波传输时间t，并且根据管径d
in
，以及声程夹角α，计算流体介质在当前温度下的平均声速c
t
，计算公式为：
32.s2、通过超声波流量计配有的温度传感器，动态的测量管道流体介质的当前温度t；
33.s3、在存储器内配置多种常用的油品以及流体介质的密度、黏度以及对应标准温度ts(℃)下的介质声速，以及常用液体介质的温度-声速曲线函数c＝f(t)；
34.s4、在获取当前温度t下的管道介质中的声速c
t
，通过存储器中内置的声速-温度曲线函数，动态的将介质的声速转化到标准温度下的声速cs；转化公式为：cs＝c
t
·
f(t)；
35.s5、通过标准温度下的声速cs在变送器内置的表格数据库中，进行查找匹配流体的种类的声速，最终确认流体的类别，并且调用对应介质种类的流体黏度、密度、热膨胀系数；
36.s6、根据获取的介质种类进行标况体积流量的修正，并且根据查找内部表格获取的密度，计算介质的质量流量。
37.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。