CN107218980A - 全数字式超声波流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据测量技术领域，公开了一种全数字式超声波流量测量装置包括带有可由介质流过的测量管，数字控制处理单元、中央处理器、显示屏、存储装置以及触控输入装置、高速数模转换单元、低通滤波器、功率放大器、转换开关、超声波换能器。所述高速数模转换单元与所述低通滤波器电连接，所述低通滤波器与所述功率放大器电连接，所述功率放大器电连接与所述转换开关电连接，所述超声波换能器设置在所述测量管上与所述转换开关电连接；本发明不受电率、压力、温度以及粘度的影响，与介质不接触，尤其适用于腐蚀性介质的测量，安装简单，费用低可在现有管道上安装，无需切断工艺管道、无挠流件，无需缩径、无泄漏、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及数据测量技术领域，具体涉及一种全数字式超声波流量测量装置。
背景技术
超声波流量仪表是用于测量液体流量的仪表，目前广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。
已知的超声波流量计超声波探头是双工的，既可以用于发射超声波也可以接收超声波，当有流体流动时超声波在两个探头间的传播速度与流体的流速存在线性叠加关系，当超声波顺溜传播时速度要加上流体的速度，当超声波逆流传播时速度要减去流体的速度，因此超声波逆流传播时间要长于顺流传播时间，通过测量超声波逆流与顺流传播的时间差就可以计算出流体的速度，从而推算出流体的流量。实际应用中，由于超声波探头在制造中无法达到特性一致,测量过程中会出现数值误差；现有超声波流量计只能显示两行中英文点阵字体，而无法在线显示历史数据表及图表等，通常需要把数据下载到电脑中转换后才能查看，极不方便。
为此，本发明为解决现有技术问题而提供，一种全数字式超声波流量测量装置。
发明内容
本发明的技术方案如下：一种全数字式超声波流量测量装置，包括带有可由介质流过的测量管，数字控制处理单元、中央处理器、显示屏、存储装置以及触控输入装置、高速数模转换单元、低通滤波器、功率放大器、转换开关、超声波换能器。所述存储装置与所述数字控制处理单元电连接，所述数字控制处理单元与所述高速数模转换单元电连接，所述高速数模转换单元与所述低通滤波器电连接，所述低通滤波器与所述功率放大器电连接，所述功率放大器电连接与所述转换开关电连接，所述超声波换能器设置在所述测量管上与所述转换开关电连接，所述显示屏、所述存储装置、所述触控输入装置、所述高速数模转换单元、所述低通滤波器、所述功率放大器、所述转换开关和所述数字控制处理单元均与所述中央处理器电连接。
优选方案，所述超声波换能器采用收发通用的换能器。
优选方案，所述显示屏是LED触控显示屏。
优选方案，所述超声波换能器，设置至少一个另外的带有对应的反射器的超声波换能器对。
优选方案，所述测量管采用不锈钢管，在测量管的纵向方向看，所有超声波换能器布置在测量管的同一个长度上。
本发明的有益效果为：使用上述方案的一种全数字式超声波流量测量装置不受电率、压力、温度以及粘度的影响，与介质不接触，尤其适用于腐蚀性介质的测量；安装简单，费用低可在现有管道上安装，无需切断工艺管道、无挠流件，无需缩径、无泄漏、成本低。
【
附图说明】
图1为本发明结构示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
如图1所示，本发明的一种全数字式超声波流量测量装置，包括带有可由介质流过的测量管，数字控制处理单元1、中央处理器、显示屏、存储装置以及触控输入装置、高速数模转换单元2、高速模数转换单元7、低通滤波器3、功率放大器4、转换开关5、超声波换能器6。所述存储装置与所述数字控制处理单元1电连接，所述转换开关5输出端连接所述高速模数转换单元7、所述高速模数转换单元7输出端连接数字控制处理单元1，所述数字控制处理单元1与所述高速数模转换单元2电连接，所述高速数模转换单元2与所述低通滤波器3电连接，所述低通滤波器3与所述功率放大器4电连接，所述功率放大器4电连接与所述转换开关5电连接，所述超声波换能器6设置在所述测量管上与所述转换开关5电连接，所述显示屏、所述存储装置、所述触控输入装置、所述高速数模转换单元2、高速模数转换单元7、所述低通滤波器3、所述功率放大器4、所述转换开关5和所述数字控制处理单元1均与所述中央处理器电连接。
系统以数字控制处理单元1为中心，直接通过高速数模转换单元2模拟转换合成驱动信号，通过功率放大器4放大后驱动超声波换能器6，向流体发送测量超声波，接收端超声波换能器6接收到信号后，直接高速数模转换单元2送入数字控制处理单元1；数字控制处理单元1运用数字处理算法对信号进行分析，计算流速并累计流量；超声波在流体中传播，受流体运动影响，产生频移相移延时等物理效应，接收端超声波换能器6接收到超声波后，进行高速数模转换单元2转换送入数字控制处理单元1，数字控制处理单元1使用数字算法计算出频移相移延时等参数，再进一步计算矫正出流速，并通过中央处理器对数字信息分析处理在显示屏上显示瞬时流量以及历史流量曲线峰值图。数字控制处理单元1可以在不同的测量端不同的范围自适应控制驱动型号的频率波形相位，并使用一种或多种计算方法进行流量分析计算。不同的流速不同的超声波频率下对于频移相移延时等物理效应不一样，数字处理器综合比较采用最合适的方式和频率进行测量计算，甚至采用双频多频混合测量，两种多种测量方式相互矫正。
超声波换能器6采用收发通用的换能器，通过切换开关，通过数字处理器控制可以交替切换换能器的接收还是发送。通过切换模式，抵消矫正一些比如换能器安装位置偏差，器件不一致等带来的误差。
Claims (5)
1.一种全数字式超声波流量测量装置，其特征在于，包括带有可由介质流过的测量管，数字控制处理单元、中央处理器、显示屏、存储装置以及触控输入装置、高速数模转换单元、低通滤波器、功率放大器、转换开关、超声波换能器，所述存储装置与所述数字控制处理单元电连接，所述数字控制处理单元与所述高速数模转换单元电连接，所述高速数模转换单元与所述低通滤波器电连接，所述低通滤波器与所述功率放大器电连接，所述功率放大器电连接与所述转换开关电连接，所述超声波换能器设置在所述测量管上与所述转换开关电连接，所述显示屏、所述存储装置、所述触控输入装置、所述高速数模转换单元、所述低通滤波器、所述功率放大器、所述转换开关和所述数字控制处理单元均与所述中央处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种全数字式超声波流量测量装置，其特征在于，所述超声波换能器采用收发通用的换能器。
3.根据权利要求1所述的一种全数字式超声波流量测量装置，其特征在于，所述显示屏是LED触控显示屏。
4.根据权利要求1所述的一种全数字式超声波流量测量装置，其特征在于，所述超声波换能器，设置至少一个另外的带有对应的反射器的超声波换能器对。
5.根据权利要求1所述的一种全数字式超声波流量测量装置，其特征在于，所述测量管采用不锈钢管，在测量管的纵向方向看，所有超声波换能器布置在测量管的同一个长度上。
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