CN209978978U - 一种带标准声速测量功能的超声流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带标准声速测量功能的超声流量计，所述的超声流量计包括测量管和固定于所述测量管腔体上的流量测量用换能器组件；所述的超声流量计还包括固定于所述测量管腔体上的标准声速测量腔体，所述标准声速测量腔体与所述测量腔体之间开设有通孔，所述测量腔两侧固定有标准声速测量用换能器组件。本实用新型提供的超声流量计通过自带的标准声速测量模块对标准声速进行测量，在加工制造过程中对标准声速测量腔体的长度进行精密加工，通过设置过滤网有效避免了标准声速测量腔体受到气体介质中包含的液态污染物的污染，又由于气流在标准声速测量腔体内几乎不产生波动，因此可以获得较高精度的标准声速值。

Description

一种带标准声速测量功能的超声流量计

技术领域

本实用新型属于流量测量技术领域，涉及一种超声流量计，尤其涉及一种带标准声速测量功能的超声流量计。

背景技术

依据国家相关标准，用于测量天然气的超声流量计(以下简称超声流量计)在使用过程中可通过声速核验来判定流量计的工作状况。

CN107131919A公开了一种超声流量计，包括：测量管；位于所述测量管的管壁上的一个超声发射换能器，用于发射超声信号；位于所述测量管的管壁上的至少两个超声接收换能器，用于接收所述超声发射换能器发射的超声信号。本发明中超声发射换能器仅用来发射超声信号，超声接收换能器仅用来接收所述超声发射换能器发射的超声信号。

CN202188869U公开了一种具有液体排放系统的超声流量计，用于测量穿过管路的流体的流量，该超声流量计包括管段，该管段包括通孔和换能器端口。换能器端口沿中心轴从通孔处的敞开端延伸到远离通孔的封闭端。此外，流量计包括布置在换能器端口中的声换能器。换能器包括压电元件。而且，流量计包括与换能器端口流体相通的排放端口。排放端口在轴向上布置在换能器端口的敞开端和封闭端之间。另外，流量计包括排放管，其具有耦合到排放端口的入口端和与入口端相对的出口端。排放端口被配置成使来自换能器端口的液体排放到排放管的入口端。

CN102216738A公开了一种用于测量沿流向流过导管的介质的流速的超声流量计，所述超声流量计包括：安装到所述导管的第一超声发射器和第二超声发射器；安装到所述导管并配置成接收由所述第一超声发射器发射的第一超声信号的第一超声接收器，其中所述第一超声信号沿第一传输路径长度向所述流向的下游或者基本上垂直于所述流向行进，并在所述第一传输路径与所述流向之间形成第一角度；安装到所述导管并配置成接收由所述第二超声发射器发射的第二超声信号的第二超声接收器，其中所述第二超声信号沿第二传输路径长度相对于所述流向向下游行进，并在所述第二传输路径与所述流向之间形成第二角度，并且其中所述第一角度和所述第二角度不相同；并且其中所述流速基于所述第一超声信号从所述第一超声发射器行进到所述第一超声接收器的第一时间间隔和所述第二超声信号从所述第二超声发射器行进到所述第二超声接收器的第二时间间隔来确定。

超声流量计中的声道声速受到气流、管体材质形变、气体介质的脏污程度等有关，当超声流量计各声道测量的声速与标准声速发生偏差并超过一定的范围时，即可认定流量计性能已经下降，准确度发生变化。

当前超声流量计普遍采用美国煤气协会10号报告AGA10用于计算标准声速，然后使用流量计自身计算的声速值与之比对。

AGA10号报告计算声速的原理为使用高精度的天然气组分分析设备获取天然气各类组分的摩尔百分比，采用温度变送器和压力变送器分别获取温度和压力值，然后依据热力学声速计算原理合成最终的声速，其测量过程复杂，设备投资巨大，计算过程复杂，成本较高，严重的限制了声速核验工作的开展。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种带标准声速测量功能的超声流量计，该超声流量计通过自带的标准声速测量模块对标准声速进行测量，可以获得较高精度的标准声速值，本实用新型提供的超声流量计在测量标准声速值的过程中具备测量过程简便、设备投资成本低和计算过程简单等优势。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种带标准声速测量功能的超声流量计，所述的超声流量计包括测量管和固定于所述测量管腔体上的流量测量用换能器组件。

所述的超声流量计还包括固定于所述测量管腔体上的标准声速测量腔体，所述标准声速测量腔体与所述测量管腔体的连接处开设有通孔，所述标准声速测量腔体上固定有标准声速测量用换能器组件。

作为本发明优选的技术方案，所述标准声速测量腔体固定于所述测量管道腔体上方。

作为本发明优选的技术方案，所述的流量测量用换能器组件包括一个超声接收换能器和一个超声发射换能器。

作为本发明优选的技术方案，所述超声接收换能器和所述超声发射换能器相对设置，且分别位于所述测量管中心轴两侧的侧壁上。

作为本发明优选的技术方案，所述超声接收换能器与超声发射换能器之间的超声信号传输方向与所述测量管中的介质流向呈一定夹角。

作为本发明优选的技术方案，所述夹角为0～180°且不包括90°。

作为本发明优选的技术方案，所述标准声速测量腔体与所述测量管腔体的连接处设置有开关阀门。

作为本发明优选的技术方案，所述通孔处设置有过滤网。

作为本发明优选的技术方案，所述的标准声速测量用换能器组件包括一个超声接收换能器和一个超声发射换能器。

作为本发明优选的技术方案，所述超声接收换能器和超声发射换能器沿所述标准声速测量腔体的轴线对称设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的超声流量计通过自带的标准声速测量模块对标准声速进行测量，在加工制造过程中对标准声速测量腔体的长度进行精密加工，确保超声波的稳定传导距离，同时，通过设置过滤网有效避免了标准声速测量腔体受到气体介质中包含的液态污染物的污染，又由于气流在标准声速测量腔体内几乎不产生波动，因此可以获得较高精度的标准声速值。本实用新型提供的超声流量计在测量标准声速值的过程中具备测量过程简便、设备投资成本低和计算过程简单等优势。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式提供的带标准声速测量功能的超声流量计的结构示意图。

其中，1-第一超声发射换能器；2-标准声速测量腔体；3-第一超声接收换能器；4-第二超声发射换能器；5-过滤网；6-测量管；7-第二超声接收换能器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种带标准声速测量功能的超声流量计，所述的超声流量计包括测量管6和固定于所述测量管6腔体上的流量测量用换能器组件；所述的超声流量计还包括固定于所述测量管6腔体上的标准声速测量腔体2，所述标准声速测量腔体2与所述测量管6腔体之间开设有通孔，所述通孔处设置有过滤网5。

本实用新型提供的超声流量计通过自带的标准声速测量模块对标准声速进行测量，具备测量过程简便、设备投资成本低和计算过程简单等优势。其中，过滤网5可以有效的防止测量管6内的脏污介质吹入标准声速测量腔体2内影响标准声速测量的准确性。

所述标准声速测量腔体2固定于所述测量管6道腔体上方，所述标准声速测量腔体2与所述测量腔体的连接处设置有开关阀门。在不进行标准声速测量时，可以通过关闭阀门阻止气体介质流入标准声速测量腔体2。

所述标准声速测量腔体2两侧固定有标准声速测量用换能器组件。所述的流量测量用换能器组件包括第二超声接收换能器7和第二超声发射换能器4。所述第二超声接收换能器7和所述第二超声发射换能器4相对设置，且分别位于所述测量管6中心轴两侧的侧壁上。所述第二超声接收换能器7与第二超声发射换能器4之间的超声信号传输方向与所述测量管6中的介质流向呈一定夹角。第二超声接收换能器7和第二超声发射换能器4用于流速和管道内声速测量。

所述的标准声速测量用换能器组件包括第一超声接收换能器3和第一超声发射换能器1，所述第一超声接收换能器3和第一超声发射换能器1沿所述标准声速测量腔体2的轴线对称设置。在实际使用过程中，第一超声发射换能器1向第一超声接收换能器3发射信号，第一超声接收换能器3接收到信号后记录接收时间，第一超声发射换能器1和第一超声接收换能器3之间的距离，在加工制造时达到较高的精度，且有过滤网5安装在测量管6与标准声速测量腔体2之间的通孔处，不易受到气体介质中包含的液态污染物的污染，又因为气流几乎不存在波动，因此可以获得较高精度的标准声速值。

本实用新型提供的带标准声速测量功能的超声流量计得以实现测量标准声速功能的关键点在于：

(1)在加工制造过程中对标准声速测量腔体的内部尺寸进行精密加工；

(2)通过设置过滤网有效避免了标准声速测量腔体受到气体介质中包含的液态污染物的污染；

(3)气流在标准声速测量腔体内几乎不产生波动。

本实用新型提供的带标准声速测量功能的超声流量计的使用方法包括：

(1)第二超声发射换能器4和第二超声接收换能器7用于对测量管6内的天然气流速和测量管6内的声速进行测量；

(2)第一超声发射换能器1和第一超声接收换能器3对标准声速测量腔体2内的声速进行测量获得高精度的标准声速值；

(3)将步骤(1)得到的测量管6内的实测声速值与步骤(2)得到的标准声速值进行比较，当实测声速值与标准声速值出现的偏差超过一定范围时，根据国家相关标准可以对超声流量计进行彻底检查。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述的超声流量计包括测量管和固定于所述测量管腔体上的流量测量用换能器组件；

所述的超声流量计还包括固定于所述测量管腔体上的标准声速测量腔体，所述标准声速测量腔体与所述测量管腔体的连接处开设有通孔，所述标准声速测量腔体上固定有标准声速测量用换能器组件。

2.根据权利要求1所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述标准声速测量腔体固定于所述测量管道腔体上方。

3.根据权利要求1所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述的流量测量用换能器组件包括一个超声接收换能器和一个超声发射换能器。

4.根据权利要求3所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述超声接收换能器和所述超声发射换能器相对设置，且分别位于所述测量管中心轴两侧的侧壁上。

5.根据权利要求3所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述超声接收换能器与超声发射换能器之间的超声信号传输方向与所述测量管中的介质流向呈一定夹角。

6.根据权利要求5所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述夹角为0～180°且不包括90°。

7.根据权利要求1所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述标准声速测量腔体与所述测量管腔体的连接处设置有开关阀门。

8.根据权利要求1所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述通孔处设置有过滤网。

9.根据权利要求1所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述的标准声速测量用换能器组件包括一个超声接收换能器和一个超声发射换能器。

10.根据权利要求9所述的带标准声速测量功能的超声流量计，其特征在于，所述超声接收换能器和超声发射换能器沿所述标准声速测量腔体的轴线对称设置。

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