气体超声流量计的制作方法

本发明涉及气体超声流量测量领域，尤其涉及一种气体超声流量计。

背景技术：

1、气体超声流量计，又名气体超声波流量计，英文名：ultrasonic gas flow meter。气体超声流量计是一种利用超声波速差法原理，检测计量气体流量的过程控制仪表。

2、上世纪九十年代以来，超声波技术开始应用于气体流量测量领域。随着计算机应用技术的飞速发展，使得气体超声流量计在天然气工业中的应用得到了突破性的进展。

3、气体超声流量计具有准确度高、测量范围宽、无流阻部件造成的压力损失、可双向测量流量、能测量稳态及低频脉动气流的流量、适用于各种不同管道直径、并能通过流量计算机对管道中气体温度和压力的变化进行有效的修正等特点。

4、气体超声流量计主要用于各类气体的流量计量，包括天然气、煤气、焦炉煤气、水煤气、煤制气、煤层气、瓦斯气、cng、lng、lpg、火炬气、沼气、氢气等可燃气体的计量，也能够对空气、氮气、惰性气体等特种气体进行可靠计量。

5、目前主流的气体超声流量计如以下专利文件公开所示：

6、申请公布号“cn114563052a”，一种气体超声流量计，包括表体、超声换能器对、流量测量模块以及流量计算模块；采用超声波传播时间差法原理，直接测量气体的流速，测量准确度不受介质组分变化的影响，流量计算模块能对管道中的气体温度、压力通过相应传感器进行有效的信号采集，并进行压缩因子计算，最终得出标准状况下的瞬时流量。

7、申请公布号“cn113701834a”，一种气体超声流量计，其表体包括箱体以及具有进气口的的前端法兰盖和具有出气口的后端法兰盖，前端法兰盖一侧连接在箱体的一个端面上且位于该侧的箱体内部还设置有进气分流组件，后端法兰盖的一侧连接在箱体的另一端面上且该侧还装有气体导出构件，箱体内处于进气分流组件与气体导出构件之间设置有将箱体分成进气腔和出气腔的隔板，隔板上装有中空的测量管段，测量管段的进气端位于进气腔内，测量管段的出气端位于出气腔内，超声换能器对安装在测量管段上用于检测气体的流量。

8、申请公布号“cn111561976a”，一种全零截面检测流道结构的气体超声流量计及其检测方法，气体超声流量计包括截面呈圆形的气体流道，在气体流道上至少布置两对的声道，在声道内设置超声换能器组件，每一对的两个超声换能器组件交替发射和接收超声波，超声波发射后在气体流道内经过管壁两次反射后由该对的另一个超声换能器组件接收，超声波的路径在气体流道径向截面上的投影呈三角形。超声波的路径在气体流道径向截面上的投影呈三角形，能覆盖整个管道内的气流，从而能均匀检测管道内气体流速，大大降低涡流对测量精度的影响，提高了流量计的精度与稳定性；并且至少两对声道在圆周方向上错开布置，更提高了流量计的线性、流量范围和精度。

9、然而，在当前的气体超声流量计的具体设计中，主要存在以下两处技术缺陷需要克服：首先，缺乏高精度的气体超声流量计的普适性的硬件设计方案，导致设计复杂且测量数据存在偏差，其次，当前的基于多参数的气体超声流量测量机制缺乏高精度的、统一的计算模型，因而需要为不同的气体测量环境进行不同的硬件设计和模型设计。

技术实现思路

1、为了解决相关领域的技术缺陷，本发明提供了一种具有定制结构的气体超声流量计，能够在搭建兼容性的针对性设计的气体超声流量计的硬件基础上，采用经过设定数量的多次学习后的深度前馈网络基于不同超声换能器测量到超声信号的时间漂移的不同以及各项管段参数完成对不同气流通过管段的气体流速的智能化判断，从而减少了设计人员搭建软硬件系统的复杂性和冗余度。

2、根据本发明的一方面，提供了一种气体超声流量计，所述气体超声流量计包括：

3、气体超声流量计主体，包括第一超声换能器、第二超声换能器、微控制器、参数存储设备、现场计时设备、压力测量设备和温度测量设备，所述压力测量设备用于测量当前气流通过管段的实时气流压力，所述温度测量设备用于测量当前气流通过管段内部的当前内部气温，所述参数存储设备用于存储所述当前气流通过管段内部气体的气体摩尔分数，所述第一超声换能器设置在所述当前气流通过管段的管壁右上方，所述第二超声换能器设置在所述当前气流通过管段的管壁左下方，且所述第一超声换能器在所述管壁右上方的开口与所述第二超声换能器在所述管壁左下方的开口相对设置，所述第一超声换能器向所述第二超声换能器发射第一超声波信号，所述第二超声换能器向所述第一超声换能器发射第二超声波信号，所述微控制器分别与所述第一超声换能器、所述第二超声换能器、所述现场计时设备、所述参数存储设备、所述压力测量设备以及所述温度测量设备，用于采用经过设定数量的多次学习后的深度前馈网络基于所述第二超声换能器接收第一超声波信号到所述第一超声换能器发射第一超声波信号的第一时间差、所述第一超声换能器接收第二超声波信号到所述第二超声换能器发射第二超声波信号的第二时间差、实时气流压力、当前内部气温、气体摩尔分数以及所述当前气流通过管段的水平截面面积分析所述当前气流通过管段的气体流速，所述当前气流通过管段以垂直于水平面的模式固定；

4、网络学习机构，与所述微控制器连接，用于将经过设定数量的多次学习后的深度前馈网络发送给所述微控制器使用；

5、流量判断机构，与所述微控制器连接，用于基于所述当前气流通过管段的水平截面面积以及所述微控制器输出的所述当前气流通过管段的气体流速确定所述当前气流通过管段的单位时间内的气体流量。

6、本发明的气体超声流量计硬件结构以及测量机制兼容实用、操作简便。由于能够在搭建兼容性的针对性设计的气体超声流量计的硬件基础上，采用兼容性的智能分析机制完成对不同气流通过管段的气体流速的智能化判断，从而削减了为不同气流通过管段设计软硬件架构的各项成本。

技术特征：

1.一种气体超声流量计，其特征在于，所述气体超声流量计包括：

2.如权利要求1所述的气体超声流量计，其特征在于：

3.如权利要求1所述的气体超声流量计，其特征在于：

4.如权利要求3所述的气体超声流量计，其特征在于，所述气体超声流量计还包括：

5.如权利要求3-4任一所述的气体超声流量计，其特征在于：

6.如权利要求5所述的气体超声流量计，其特征在于：

7.如权利要求3-4任一所述的气体超声流量计，其特征在于：

8.如权利要求3-4任一所述的气体超声流量计，其特征在于：

9.如权利要求8所述的气体超声流量计，其特征在于：

10.如权利要求3-4任一所述的气体超声流量计，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种气体超声流量计，包括：气体超声流量计主体，包括第一超声换能器、第二超声换能器、微控制器、参数存储设备、现场计时设备、压力测量设备和温度测量设备，微控制器用于基于不同超声换能器的换能数据差异以及当前气流通过管段的各项管段参数智能分析所述当前气流通过管段的气体流速；流量判断机构，用于确定所述当前气流通过管段的单位时间内的气体流量。本发明的气体超声流量计硬件结构以及测量机制兼容实用、操作简便。由于能够在搭建兼容性的针对性设计的气体超声流量计的硬件基础上，采用兼容性的智能分析机制完成对不同气流通过管段的气体流速的智能化判断，从而削减了为不同气流通过管段设计软硬件架构的各项成本。

技术研发人员：金定飞,范绪磊
受保护的技术使用者：宁波力擎超声科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12