CN102879045A - 一种非满管超声波流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非满管超声波流量计，包括单片机，切换控制电路，测量电路和安装在管道底部的传感器，所述传感器包括多组测量流速的超声波流量传感器和超声波液位变送器，所述超声波流量传感器通过所述切换控制电路与所述单片机相连，所述测量电路分别与所述切换控制电路和所述单片机相连，所述超声波液位变送器直接与所述单片机相连。本发明的有益效果是实现了从最低水位到水面的连续无盲区测量，提高了测量的范围和精度，尤其解决了小口径的非满管流量的技术难题，是实现速度面积法的科学测量的一个新型技术。

Description

一种非满管超声波流量计

技术领域

本发明属于管道流量测量仪表领域，尤其是涉及一种非满管超声波管道流量测量计。

背景技术

目前国内外非满管超声波流量计的测量多采用传统的多声道分层测量方式，超声波传感器分别安装在被测量管道的上、中、下不同层面，此种方式在进行非满管测量时由于传感器安装工艺的局限，使其具有最低水位限制，使非满管测量受到一定局限，特别是对于小口径的非满管流量测量，分层安装传感器几乎无法使用。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种非满管超声波流量计，尤其是用一套仪表通过底部安装超声波传感器对流速液位进行检测，并通过程序分析后，计算出准确的过水截面流量的流量计。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种非满管超声波流量计，包括单片机，切换控制电路，测量电路和安装在管道底部的传感器，所述传感器包括多组超声波流量传感器和超声波液位变送器，所述超声波流量传感器通过所述切换控制电路与所述单片机相连，所述测量电路分别与所述切换控制电路和所述单片机相连，所述超声波液位变送器直接与所述单片机相连。

进一步，传感器与所述单片机采用高频通信线连接。

进一步，超声波流量传感器的组数由管道内的液位变化范围决定。

非满管超声波流量计的控制方法，其特征在于控制方法步骤如下：

(一)、根据水面变化围，来确定传感器的按装数量。每100mm的水位安装一组超声波流量传感器。

(二)、单片机初始化以后，即对多声道超声波流量传感器和超声波液位变送器进行巡回检测，巡回检测的通道数由按键输入，当检测达到设定的通道后，再回到第一通道重新巡回检测。

(三)、智能控制器根据水位的变化自动选取相应的几组传感器的测量数据，通过流体力学算法和程序分析准确得出管道道平均流速，完成平均流速的测量。

(四)、智能控制器控制超声波液位的发射接收切换测量出水位变化，应用面积速度法，将平均流速与液位和过水截面积相乘计算出相应的流量。

(五)、计算出的平均流速，液位，瞬时流量，累积流量等数据进行存储、输出和显示。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用底部传感器安装，实现了从最低水位到水面的连续无盲区测量，提高了测量的范围和精度，尤其解决了小口径的非满管流量的技术难题，是实现速度面积法的科学测量的一个新型技术。

附图说明

图1是管道底部安装超声波流量传感器示意图

图2是管道底部安装超声波液位变送器示意图

图3是本发明的电路连接结构框图

图4是本发明的控制流程图

图中：

1、高液位                  2、低液位

3、第一组超声波流量传感器  4、第n组超声波流量传感器

5、液面                    6、控制器

7、超声波液位变送器

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明涉及一种非满管超声波流量计，包括单片机，切换控制电路，测量电路和安装在管道底部的传感器。所述传感器包括多组测量流速的超声波流量传感器和测量液位的超声波液位变送器。所述超声波流量传感器采用浸水型设计，通过所述切换控制电路与所述单片机相连；所述测量电路分别与所述切换控制电路和所述单片机相连；所述超声波液位变送器直接与所述单片机相连，超声波液位测量传感器安装在管道底部通过水面反射时间计算出管道底部到水面的液位。

传感器与所述单片机采用高频通信线连接。

超声波流量传感器的组数由管道内的液位变化范围决定。一般按照每100mm的水位安装一组超声波流量传感器确定其组数。

非满管超声波流量计的控制方法，如图4所示，其特征在于控制方法步骤如下：

(一)、根据水面变化围，来确定传感器的按装数量。每100mm的水位安装一组超声波流量传感器。

(二)、单片机初始化以后，即对多声道超声波传感器和液位变送器进行巡回检测，巡回检测的通道数由按键输入，当检测达到设定的通道后，再回到第一通道重新巡回检测。

(三)、智能控制器根据水位的变化自动选取相应的几组传感器的测量数据，通过流体力学算法和程序分析准确得出管道道平均流速，完成平均流速的测量。

(四)、智能控制器控制超声波液位的发射接收切换测量出水位变化，应用面积速度法，将平均流速与液位和过水截面积相乘计算出相应的流量。

(五)、计算出的平均流速，液位，瞬时流量，累积流量等数据进行存储、输出和显示。

由于测量过程中随着水面变化超声波折射的角度随着变化，因此必须根据实际水面的变化情况来设置超声波流量传感器的数量。本流量计最多可以连接8组超声波流量传感器和2组超声波液位变送器。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种非满管超声波流量计，其特征在于：包括单片机，切换控制电路，测量电路和安装在管道底部的传感器，所述传感器包括多组超声波流量传感器和超声波液位变送器，所述超声波流量传感器通过所述切换控制电路与所述单片机相连，所述测量电路分别与所述切换控制电路和所述单片机相连，所述超声波液位变送器直接与所述单片机相连。

2.根据权利要求1所述的非满管超声波流量计，其特征在于：所述传感器与所述单片机采用高频通信线连接。

3.根据权利要求1所述的非满管超声波流量计，其特征在于：所述超声波流量传感器的组数由管道内的液位变化范围决定，每100mm的水位安装一组超声波流量传感器。

4.根据权利要求1所述的非满管超声波流量计的控制方法，其特征在于控制方法步骤如下：

(一)、根据水面变化围，来确定传感器的按装数量。每100mm的水位安装一组超声波流量传感器。

(二)、单片机初始化以后，即对多声道超声波传感器和液位变送器进行巡回检测，巡回检测的通道数由按键输入，当检测达到设定的通道后，再回到第一通道重新巡回检测。

(三)、智能控制器根据水位的变化自动选取相应的几组传感器的测量数据，通过流体力学算法和程序分析准确得出管道道平均流速，完成平均流速的测量。

(四)、智能控制器控制超声波液位的发射接收切换测量出水位变化，应用面积速度法，将平均流速与液位和过水截面积相乘计算出相应的流量。

(五)、计算出的平均流速，液位，瞬时流量，累积流量等数据进行存储、输出和显示。

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