CN107505476B - 一种直线距离上平均流体流速测量系统 - Google Patents

一种直线距离上平均流体流速测量系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107505476B
CN107505476B CN201710796565.9A CN201710796565A CN107505476B CN 107505476 B CN107505476 B CN 107505476B CN 201710796565 A CN201710796565 A CN 201710796565A CN 107505476 B CN107505476 B CN 107505476B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic wave
receiving end
straight line
transmitting terminal
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710796565.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107505476A (zh
Inventor
华亮
申冰冰
顾菊平
蒋凌
王胜锋
赵凤申
季霆
程天宇
刘明
沈杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nantong Lianhang Communication Technology Co Ltd
Original Assignee
Nantong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong University filed Critical Nantong University
Priority to CN201710796565.9A priority Critical patent/CN107505476B/zh
Publication of CN107505476A publication Critical patent/CN107505476A/zh
Priority to PCT/CN2018/097941 priority patent/WO2019047634A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107505476B publication Critical patent/CN107505476B/zh
Priority to ZA2020/01166A priority patent/ZA202001166B/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/245—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves

Abstract

本发明公开了一种直线距离上平均流体流速测量系统，包括控制器、电机、超声波接收端A和B、超声波发射端C、光电接收端A，和B，、光电发射端C，；所述超声波接收端A和光电接收端A，置于同一位置；所述超声波接收端B和光电接收端B，置于同一位置；所述超声波发射端C和光电发射端C，置于同一位置，用于信号的产生及发射；超声波接收端A位置、超声波接收端B位置固定，位于测量的同一端，并处在同一水平直线上，超声波接收端A和超声波发射端C所在直线AC始终垂直于流体流速v，∠CAB=90°，C点可在AC所在直线自由移动。本发明不仅结构简单，实用性强，而且流体流速测量精度高。

Description

一种直线距离上平均流体流速测量系统
技术领域
本发明涉及一种直线距离上平均流体流速测量系统。
背景技术
流体流动一直以来都是研究的热点方向，伴随着芯片技术、数字信号处理技术、图像处理技术以及计算机技术的日益成熟，流体流速测量技术也得到了发展。流量检测仪表与系统现已被广泛应用于水泥、化工、轻纺、医药、造纸、给排水、食品饮料等技术部门,各方面对自动检测技术提出了越来越高的要求，其产品的性能、质量和可靠性直接影响了企业的经济效益。但伴随而来的流体污水排放问题已成为相关政府职能部门的重要工作任务，计量相关流体排放的流量仪表系统是定量管理企业流体污水排放不可或缺的工具。传统的流体流速测量方法，大都是通过传感器测取信号，后经信号处理电路放大、滤波等转换，送给控制器分析处理以计算出流速。这种测量方法只能测量出定点瞬时流量和总流量，很难动态测量出某一直线上的平均流速。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法合理，测取流体流速平均值，避免某一点的干扰及测量不确定性的直线距离上平均流体流速测量系统。
本发明的技术解决方案是：
一种直线距离上平均流体流速测量系统，其特征是：包括控制器、电机、超声波接收端A和B、超声波发射端C、光电接收端A’和B’、光电发射端C’；所述超声波接收端A和光电接收端A’置于同一位置，超声波接收端A接收来自超声波发射端C的信号，光电接收端A’接收来自光电发射端C’的信号；所述超声波接收端B和光电接收端B’置于同一位置，超声波接收端B接收来自超声波发射端C的信号，光电接收端B’接收来自光电发射端C’的信号；所述超声波发射端C和光电发射端C’置于同一位置，用于信号的产生及发射；该系统所述超声波接收端A位置(即光电接收端A’位置)、超声波接收端B位置(即光电接收端B’位置)固定，位于测量的同一端，并处在同一水平直线上，此时AB的距离固定已知为L；所述超声波接收端A和超声波发射端C所在直线AC始终垂直于流体流速v，∠CAB＝90°，C点可在AC所在直线自由移动，以检测不同位置流体速度；所述待测直线即AC所在直线，所述平均流体流速即AC所在直线上的平均流速。
所述超声波发射端C和光电发射端C’由恒力矩控制的电机带动旋转，流体流速变化情况下，电机转速仍然保持不变；采用光电传感器并结合高频脉冲插值，计算出∠ACB的角度值，又因为∠CAB＝90°，得
所述光电传感器接收端A’和B’在一定时间内接收来自光电发射端C’的信号，利用高频脉冲填充，计算出A’、B’接收到的脉冲数量分别为N1和N2，由此可知
所述超声波从发射端C发射给接收端B时，超声波波速c已知，满足公式其中t为从C发出超声波至B接收到超声波的时间。
所述光电接收端B’接收到光电发射端C’发出的光信号后，通过控制器，马上反馈信号给C，使其发射超声波；此时从C发出超声波至B接收到超声波的时间t通过控制器获取；利用公式推算出瞬时流量v的大小，
为了测得AC所在直线上的平均流速，超声波发射端C点需要在AC所在直线上移动；C所在不同位置，计算出对应位置的流体流速vi；控制器每隔一定时间采样信号一次，记为n次；计算出AC所在直线上的平均流速
本发明结构简单，方法合理，测取流体流速平均值，避免了某一点的干扰及测量不确定性，所测直线垂直于流体流速方向，并不会干扰到实际流速，可以更大意义上实现对流体流速的测量效果，为流体流速的分析处理提供了更准确有效的数据。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明一个实施例的示意图。
具体实施方式
一种直线距离上平均流体流速测量系统，包括控制器、电机、超声波接收端A和B、超声波发射端C、光电接收端A’和B’、光电发射端C’；所述超声波接收端A和光电接收端A’置于同一位置，超声波接收端A接收来自超声波发射端C的信号，光电接收端A’接收来自光电发射端C’的信号；所述超声波接收端B和光电接收端B’置于同一位置，超声波接收端B接收来自超声波发射端C的信号，光电接收端B’接收来自光电发射端C’的信号；所述超声波发射端C和光电发射端C’置于同一位置，用于信号的产生及发射；该系统所述超声波接收端A位置(即光电接收端A’位置)、超声波接收端B位置(即光电接收端B’位置)固定，位于测量的同一端，并处在同一水平直线上，此时AB的距离固定已知为L；所述超声波接收端A和超声波发射端C所在直线AC始终垂直于流体流速v，∠CAB＝90°，C点可在AC所在直线自由移动，以检测不同位置流体速度；所述待测直线即AC所在直线，所述平均流体流速即AC所在直线上的平均流速。
所述超声波发射端C和光电发射端C’由恒力矩控制的电机带动旋转，流体流速变化情况下，电机转速仍然保持不变；采用光电传感器并结合高频脉冲插值，计算出∠ACB的角度值，又因为∠CAB＝90°，得
所述光电传感器接收端A’和B’在一定时间内接收来自光电发射端C’的信号，利用高频脉冲填充，计算出A’、B’接收到的脉冲数量分别为N1和N2，由此可知
所述超声波从发射端C发射给接收端B时，超声波波速c已知，满足公式其中t为从C发出超声波至B接收到超声波的时间。
所述光电接收端B’接收到光电发射端C’发出的光信号后，通过控制器，马上反馈信号给C，使其发射超声波；此时从C发出超声波至B接收到超声波的时间t通过控制器获取；利用公式推算出瞬时流量v的大小，
为了测得AC所在直线上的平均流速，超声波发射端C点需要在AC所在直线上移动；C所在不同位置，计算出对应位置的流体流速vi；控制器每隔一定时间采样信号一次，记为n次；计算出AC所在直线上的平均流速

Claims (4)

1.一种直线距离上平均流体流速测量系统，其特征是：包括控制器、电机、超声波接收端A和B、超声波发射端C、光电接收端A’和B’、光电发射端C’；所述超声波接收端A和光电接收端A’置于同一位置，超声波接收端A接收来自超声波发射端C的信号，光电接收端A’接收来自光电发射端C’的信号；所述超声波接收端B和光电接收端B’置于同一位置，超声波接收端B接收来自超声波发射端C的信号，光电接收端B’接收来自光电发射端C’的信号；所述超声波发射端C和光电发射端C’置于同一位置，用于信号的产生及发射；该系统所述超声波接收端A位置、超声波接收端B位置固定，位于测量的同一端，并处在同一水平直线上，此时AB的距离固定已知为L；所述超声波接收端A和超声波发射端C所在直线AC始终垂直于流体流速v，∠CAB＝90°，C点可在AC所在直线自由移动，以检测不同位置流体速度；所述平均流体流速即AC所在直线上的平均流速；
所述超声波发射端C和光电发射端C’由恒力矩控制的电机带动旋转，流体流速变化情况下，电机转速仍然保持不变；采用光电传感器并结合高频脉冲插值，计算出∠ACB的角度值，又因为∠CAB＝90°，得
所述光电传感器接收端A’和B’在一定时间内接收来自光电发射端C’的信号，利用高频脉冲填充，计算出A’、B’接收到的脉冲数量分别为N1和N2，由此可知
2.根据权利要求1所述的一种直线距离上平均流体流速测量系统，其特征是：所述超声波从发射端C发射给接收端B时，超声波波速c已知，满足公式其中t为从C发出超声波至B接收到超声波的时间。
3.根据权利要求1所述的一种直线距离上平均流体流速测量系统，其特征是：所述光电接收端B’接收到光电发射端C’发出的光信号后，通过控制器，马上反馈信号给C，使其发射超声波；此时从C发出超声波至B接收到超声波的时间t通过控制器获取；利用公式推算出瞬时流量v的大小，
4.根据权利要求1所述的一种直线距离上平均流体流速测量系统，其特征是：为了测得AC所在直线上的平均流速，超声波发射端C点需要在AC所在直线上移动；C所在不同位置，计算出对应位置的流体流速vi；控制器每隔一定时间采样信号一次，记为n次；计算出AC所在直线上的平均流速
CN201710796565.9A 2017-09-06 2017-09-06 一种直线距离上平均流体流速测量系统 Active CN107505476B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710796565.9A CN107505476B (zh) 2017-09-06 2017-09-06 一种直线距离上平均流体流速测量系统
PCT/CN2018/097941 WO2019047634A1 (zh) 2017-09-06 2018-08-01 一种直线距离上平均流体流速测量系统
ZA2020/01166A ZA202001166B (en) 2017-09-06 2020-02-25 Average fluid flow rate measurement system in straight-line distance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710796565.9A CN107505476B (zh) 2017-09-06 2017-09-06 一种直线距离上平均流体流速测量系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107505476A CN107505476A (zh) 2017-12-22
CN107505476B true CN107505476B (zh) 2019-10-25

Family

ID=60694997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710796565.9A Active CN107505476B (zh) 2017-09-06 2017-09-06 一种直线距离上平均流体流速测量系统

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN107505476B (zh)
WO (1) WO2019047634A1 (zh)
ZA (1) ZA202001166B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107505476B (zh) * 2017-09-06 2019-10-25 南通大学 一种直线距离上平均流体流速测量系统
CN114563593B (zh) * 2022-02-21 2022-11-29 武汉新烽光电股份有限公司 一种多普勒超声波流速仪

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2520911B2 (ja) * 1987-07-15 1996-07-31 株式会社オーバル 流速／流量計
CN202793482U (zh) * 2012-09-21 2013-03-13 上海迪纳声科技股份有限公司 一种可直接获得流体平均流速的单声道超声流量计
CN103940495B (zh) * 2014-04-14 2017-03-08 重庆大学 基于流线的小流量超声流量计误差估算方法
JP6309405B2 (ja) * 2014-09-05 2018-04-11 アズビル株式会社 超音波流量計及び流量の計測方法
CN105758474B (zh) * 2016-05-30 2019-01-08 天津大学 一种提高气体超声流量计测量精度的方法
CN106767745B (zh) * 2016-12-09 2019-07-12 清华大学 一种光电传感器测角系统的信号处理方法
CN107505476B (zh) * 2017-09-06 2019-10-25 南通大学 一种直线距离上平均流体流速测量系统

Also Published As

Publication number Publication date
ZA202001166B (en) 2021-06-30
CN107505476A (zh) 2017-12-22
WO2019047634A1 (zh) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104501889B (zh) 基于互相关时差法超声波流量的检测方法
CN206930321U (zh) 非满管超声波流量计
CN105403265A (zh) 一种自动校正零点漂移的超声水表及其校正方法
US10082486B2 (en) Method for recognizing the presence of liquid in a gas flow
CN102288235A (zh) 一种双道混合型超声波流量计及测量方法
US20130269447A1 (en) Flow meter device
CN107505476B (zh) 一种直线距离上平均流体流速测量系统
CN111157065A (zh) 气体超声流量计超声波信号传输回路中声延时测量方法
CN114088151B (zh) 外夹式多声道超声波流量检测装置及检测方法
CN105865551A (zh) 一种超声波流量传感器和流量检测方法
CN206291930U (zh) 一种超声波质量流量计
CN101726336A (zh) 一种超声波流量计
CN103063171A (zh) 一种工件壁厚的测量方法
US20170138773A1 (en) Method Of Measuring Time Of Flight Of An Ultrasound Pulse
KR101764870B1 (ko) 초음파 유량계의 신호처리시스템
CN202631065U (zh) 一种时差法超声波流量计的传输时间校准系统
CN205785374U (zh) 一种超声波流量传感器
CN112903043A (zh) 一种多声道超声波流量计系统
CN113702662B (zh) 一种多声道同步发射流速测量装置及方法
CN109324208A (zh) 一种基于超声波声速法的汽液两相流密度、质量流量及相含率一体化分析仪
CN216246571U (zh) 基于Smart Enthalpy原理的多声道超声波流量测量装置
CN202216742U (zh) 双通道法超声流量计时间差检测装置
CN102288265A (zh) 双通道法超声流量计时间差检测装置
CN106841674B (zh) 基于超声波反射信号的流速测量装置及测量方法
CN202974355U (zh) 一种超声波流量测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200427

Address after: 226600 No.3, XISU Road, Haian high tech Industrial Development Zone, Nantong City, Jiangsu Province

Patentee after: Nantong LIANHANG Communication Technology Co., Ltd

Address before: 226019 Jiangsu city of Nantong province sik Road No. 9

Patentee before: NANTONG University