RU2011133789A - Ультразвуковое измерительное устройство и способ ультразвукового измерения скорости потока - Google Patents

Ультразвуковое измерительное устройство и способ ультразвукового измерения скорости потока Download PDF

Info

Publication number
RU2011133789A
RU2011133789A RU2011133789/28A RU2011133789A RU2011133789A RU 2011133789 A RU2011133789 A RU 2011133789A RU 2011133789/28 A RU2011133789/28 A RU 2011133789/28A RU 2011133789 A RU2011133789 A RU 2011133789A RU 2011133789 A RU2011133789 A RU 2011133789A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
value
ultrasonic
flow
flow rate
Prior art date
Application number
RU2011133789/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2488836C2 (ru
Inventor
Торальд ДИЦ
Ларс ЭМИХЕН
Джон ЛЭНСИНГ
Original Assignee
ЗИК Энджиниринг ГмбХ
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 ЗИК Энджиниринг ГмбХ filed Critical ЗИК Энджиниринг ГмбХ
Publication of RU2011133789A publication Critical patent/RU2011133789A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2488836C2 publication Critical patent/RU2488836C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

1. Ультразвуковое измерительное устройство (10), предназначенное для определения скорости потока текучей среды в трубопроводе и содержащее:секцию (12) трубы, которая имеет центральную продольную ось (22) и поперечное сечение (24) с радиусом (R), причем центральная продольная ось (22) задает горизонтальную плоскость (26) отсчета;по меньшей мере первую двухканальную измерительную систему, содержащую первый канал (30а) и второй канал (30b), заданные первой парой ультразвуковых преобразователей (32) и второй парой ультразвуковых преобразователей (32), закрепленных на стенке секции (12) трубы, причем ультразвуковые преобразователи (32) каждого канала (30а-b) установлены друг напротив друга на концах соответствующих каналов (30а-b), при этом каждый канал (30а-b) расположен параллельно горизонтальной плоскости (26) отсчета на расстоянии от нее и содержит составляющую, перпендикулярную центральной продольной оси (22);первое расчетное устройство (38), предназначенное для определения первого значения скорости потока для первого канала (30а) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по первому каналу (30а) в направлении по потоку и против потока текучей среды, а также для определения второго значения скорости потока для второго канала (30b) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по второму каналу (30b) в направлении по потоку и против потока текучей среды; и первый интегратор (40), предназначенный для определения скорости потока на основании первого значения скорости потока и второго значения скорости потока,отличающееся тем, что расстояние от каналов (30а-b) до горизонтальной плоскости (26) отсчета больше половины ра�

Claims (15)

1. Ультразвуковое измерительное устройство (10), предназначенное для определения скорости потока текучей среды в трубопроводе и содержащее:
секцию (12) трубы, которая имеет центральную продольную ось (22) и поперечное сечение (24) с радиусом (R), причем центральная продольная ось (22) задает горизонтальную плоскость (26) отсчета;
по меньшей мере первую двухканальную измерительную систему, содержащую первый канал (30а) и второй канал (30b), заданные первой парой ультразвуковых преобразователей (32) и второй парой ультразвуковых преобразователей (32), закрепленных на стенке секции (12) трубы, причем ультразвуковые преобразователи (32) каждого канала (30а-b) установлены друг напротив друга на концах соответствующих каналов (30а-b), при этом каждый канал (30а-b) расположен параллельно горизонтальной плоскости (26) отсчета на расстоянии от нее и содержит составляющую, перпендикулярную центральной продольной оси (22);
первое расчетное устройство (38), предназначенное для определения первого значения скорости потока для первого канала (30а) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по первому каналу (30а) в направлении по потоку и против потока текучей среды, а также для определения второго значения скорости потока для второго канала (30b) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по второму каналу (30b) в направлении по потоку и против потока текучей среды; и первый интегратор (40), предназначенный для определения скорости потока на основании первого значения скорости потока и второго значения скорости потока,
отличающееся тем, что расстояние от каналов (30а-b) до горизонтальной плоскости (26) отсчета больше половины радиуса (R).
2. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором первый канал (30а) и второй канал (30b) параллельны друг другу и/или расположены на одинаковом расстоянии от горизонтальной плоскости (26) отсчета и/или симметричны относительно горизонтальной плоскости отсчета, причем один канал (30а) расположен выше, а другой канал (30b) расположен ниже горизонтальной плоскости (26) отсчета.
3. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором расстояние от каналов (30а-b) до горизонтальной плоскости (26) отсчета меньше 0,7 в единицах радиуса (R), в частности, в интервале от 0,55 до 0,65 в единицах радиуса (R).
4. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором расстояние от каналов (30а-b) до горизонтальной плоскости (26) отсчета, по существу, составляет 0,6 в единицах радиуса (R).
5. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором ультразвуковые преобразователи (32) установлены на секции (12) трубы заподлицо с внутренней стенкой секции (12) трубы или слегка утоплены в ней.
6. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором в секции (12) трубы выполнены отверстия (42), предназначенные для установки в них ультразвуковых преобразователей (32), причем отверстия (42) имеют диаметр, превышающий размеры ультразвуковых преобразователей (32) в 1,5 или более раз, и формируют таким образом карманы во внутренней стенке секции (12) трубы.
7. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором секция (12) трубы содержит подводящий участок (14), расположенный выше по потоку и выполненный с указанной секцией (12) за одно целое, причем длина указанного подводящего участка в продольном направлении равна по меньшей мере 10 в единицах радиуса (R), в частности, по меньшей мере 20.
8. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.7, в котором подводящий участок (14) содержит стабилизатор (18) потока.
9. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, в котором интегратор (40) выполнен с возможностью выявления ненадежного канала (30а-b) или неисправного канала (30а-b) путем сравнения первого значения скорости потока и второго значения скорости потока со значением, заданным по умолчанию, или друг с другом.
10. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.9, в котором интегратор (40) при выявлении ненадежности или неисправности канала (30а-b) вместо соответствующего значения скорости потока использует альтернативное значение скорости потока, которое представляет собой значение, заданное по умолчанию, или пересчитанное значение скорости потока в другом канале (30а-b) первой двухканальной измерительной системы.
11. Ультразвуковое измерительное устройство (10) по п.1, содержащее:
вторую двухканальную измерительную систему, содержащую третий канал (30с) и четвертый канал (30d), заданные третьей парой ультразвуковых преобразователей (32) и четвертой парой ультразвуковых преобразователей (32), закрепленных на стенке секции (12) трубы, причем ультразвуковые преобразователи (32) каждого канала установлены друг напротив друга на концах соответствующих каналов (30с-d), причем третий канал (30с) и четвертый канал (30d) являются зеркальным отображением первого канала (30а) и второго канала (30b) относительно вертикальной плоскости (28) отсчета, заданной центральной продольной осью (22);
второе расчетное устройство (38b), предназначенное для определения третьего значения скорости потока для третьего канала (30с) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по третьему каналу (30с) в направлении по потоку и против потока текучей среды, а также для определения четвертого значения скорости потока для четвертого канала (30d) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по четвертому каналу (30d) в направлении по потоку и против потока текучей среды;
второй интегратор (40b), предназначенный для определения скорости потока на основании третьего значения скорости потока и четвертого значения скорости потока; и
корректор (44), предназначенный для сравнения скоростей потока первой двухканальной измерительной системы и второй двухканальной измерительной системы, или для корректировки скорости потока на основе скоростей потоков, определяемых обеими двухканальными измерительными системами.
12. Способ определения скорости потока среды в трубопроводе, который имеет центральную продольную ось (22) и поперечное сечение (24) с радиусом (R), причем центральная продольная ось (22) задает горизонтальную плоскость (26) отсчета, причем способ содержит следующие этапы;
подают ультразвуковые сигналы по первому каналу (30а) и второму каналу (30b) в направлении по потоку и против потока текучей среды, причем каждый канал (30а-b) расположен параллельно горизонтальной плоскости (26) отсчета на расстоянии от нее и содержит составляющую, перпендикулярную центральной продольной оси (22);
определяют первое значение скорости потока для первого канала (30а) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по первому каналу (30а) в направлении по потоку и против потока текучей среды и второе значение скорости потока для второго канала (30b) путем сравнения времен прохождения ультразвукового сигнала по второму каналу (30b) в направлении по потоку и против потока текучей среды; и
определяют скорость потока путем аппроксимации потока через сечение (24) на основании первого значения скорости потока и второго значения скорости потока,
отличающийся тем, что ультразвуковые сигналы подают по каналам (30а-b), расположенным на расстоянии от горизонтальной плоскости (26) отсчета, которое превышает половину радиуса (R).
13. Способ по п.12, при котором ультразвуковые сигналы подают по каналам (30а-b), расположенным на расстоянии от горизонтальной плоскости (26) отсчета, которое меньше 0,7, в частности, в интервале от 0,55 до 0,65 или, по существу, 0,6 в единицах радиуса (R).
14. Способ по п.12, при котором ненадежный канал (30а-b) или неисправный канал (30а-b) определяют путем сравнения первого значения скорости потока и второго значения скорости потока со значением, заданным по умолчанию, или друг с другом.
15. Способ по п.14, при котором при выявлении ненадежности или неисправности канала (30а-b) вместо соответствующего значения скорости потока используют альтернативное значение скорости потока, которое представляет собой значение, заданное по умолчанию, или пересчитанное значение скорости потока в другом канале (30а-b).
RU2011133789/28A 2010-10-19 2011-08-12 Ультразвуковое измерительное устройство и способ ультразвукового измерения скорости потока RU2488836C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10187973.2 2010-10-19
EP10187973A EP2444781A1 (en) 2010-10-19 2010-10-19 Ultrasonic measurement of flow velocity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011133789A true RU2011133789A (ru) 2013-02-20
RU2488836C2 RU2488836C2 (ru) 2013-07-27

Family

ID=43778847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011133789/28A RU2488836C2 (ru) 2010-10-19 2011-08-12 Ультразвуковое измерительное устройство и способ ультразвукового измерения скорости потока

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8291773B2 (ru)
EP (1) EP2444781A1 (ru)
CN (1) CN102455368A (ru)
RU (1) RU2488836C2 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102575950A (zh) 2009-08-18 2012-07-11 鲁比康研究有限公司 流量计组件、闸门组件和流动测量方法
US9151649B2 (en) * 2012-10-19 2015-10-06 Daniel Measurement And Control, Inc. Ultrasonic flow metering system with an upstream pressure transducer
CN103336145B (zh) * 2013-06-18 2015-11-18 清华大学 一种针对管道内流体轴向流场的超声成像方法及设备
JP6368916B2 (ja) * 2015-04-16 2018-08-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 流量計測装置
DE102016112295B4 (de) * 2016-07-05 2019-01-24 Sick Engineering Gmbh Ultraschallmessvorrichtung und Verfahren zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids
PE20191267A1 (es) * 2017-01-17 2019-09-18 Rubicon Res Pty Ltd Medicion de flujo
CN106872078B (zh) * 2017-04-21 2024-02-27 清华大学 一种用于超声波热量表的双声道管体
JP2018194507A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ガスメータ
JP2018194508A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ガスメータ
EP3633329B1 (en) * 2017-05-22 2021-12-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Gas meter
CZ2019161A3 (cs) * 2019-03-16 2020-09-30 Jaroslav Mikan Ultrazvukový kompaktní průtokoměr, zejména pro plyn
ES2878335T3 (es) * 2019-06-25 2021-11-18 Sick Engineering Gmbh Caudalímetro ultrasónico
CN211452465U (zh) * 2019-09-30 2020-09-08 霍尼韦尔(天津)有限公司 超声波流量计和流体管路
CN113280874B (zh) * 2021-06-17 2022-06-14 孚洛泰(重庆)科技有限公司 自检式流量计及其自检方法
CN114088150A (zh) * 2022-01-19 2022-02-25 山东思达特测控设备有限公司 超声波燃气表用计量部件及设有该计量部件的燃气表

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4078428A (en) * 1974-11-21 1978-03-14 National Research Development Corporation Measurement of fluid flow
US3940985A (en) * 1975-04-18 1976-03-02 Westinghouse Electric Corporation Fluid flow measurement system for pipes
US4102186A (en) * 1976-07-23 1978-07-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and system for measuring flow rate
US4300401A (en) * 1979-10-09 1981-11-17 Panametrics, Inc. Method and apparatus for determining fluid flow
GB2139755B (en) * 1983-05-11 1987-03-04 British Gas Corp Ultrasonic flowmeter
KR960013251B1 (ko) 1993-08-25 1996-10-02 주식회사 창민물산 초음파 유량측정 방법과 장치
RU2100780C1 (ru) * 1994-11-04 1997-12-27 Лопунов Николай Петрович Устройство для ультразвукового измерения расхода жидкости
WO1996041157A1 (en) 1995-06-07 1996-12-19 Panametrics, Inc. Ultrasonic path bundle and systems
US6209388B1 (en) 1996-03-11 2001-04-03 Daniel Industries, Inc. Ultrasonic 2-phase flow apparatus and method
KR100374429B1 (ko) * 2000-09-15 2003-03-04 인터내셔날하이드로손닉 주식회사 초음파 다회선 유량 측정방법
AT6511U3 (de) * 2003-07-16 2004-09-27 Avl List Gmbh Ultraschall-gasdurchflusssensor sowie vorrichtung zur messung von abgas-strömungen von verbrennungskraftmaschinen sowie ein verfahren zur ermittlung des durchflusses von gasen
US6837113B1 (en) 2003-09-05 2005-01-04 Daniel Industries, Inc. Enhanced velocity estimation in ultrasonic flow meters
DE102008063503A1 (de) 2008-12-17 2010-08-05 Ganshorn Medizin Electronic Gmbh Lungendiagnosegerät mit vier Ultraschallelementen
US7942068B2 (en) * 2009-03-11 2011-05-17 Ge Infrastructure Sensing, Inc. Method and system for multi-path ultrasonic flow rate measurement

Also Published As

Publication number Publication date
EP2444781A1 (en) 2012-04-25
RU2488836C2 (ru) 2013-07-27
US20120090404A1 (en) 2012-04-19
CN102455368A (zh) 2012-05-16
US8291773B2 (en) 2012-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011133789A (ru) Ультразвуковое измерительное устройство и способ ультразвукового измерения скорости потока
US8960017B2 (en) System and method for ultrasonic metering using an orifice meter fitting
AU2010254079B2 (en) Method and apparatus for monitoring multiphase fluid flow
CA2770898C (en) Method and apparatus for monitoring multiphase fluid flow
BR112017010658A2 (pt) ?sistema de medidor de fluxo ultrassônico e método para medir taxa de fluxo?
CA2888939C (en) Ultrasonic flow metering system with an upstream pressure transducer
US9134155B2 (en) Reynolds number based verification for ultrasonic flow metering systems
RU2014137565A (ru) Проверка температуры ультразвуковых расходомеров
EA201690286A1 (ru) Системы и способы для измерения расхода многофазного потока с учетом растворенного газа
EP2990768A1 (en) Ultrasonic flow rate measurement system
CA2654952A1 (en) Sonar circumferential flow conditioner
MX2010012569A (es) Sistema y metodo de deteccion de liquido en un medidor de flujo acustico.
RU2013115911A (ru) Способ обнаружения засорения в расходомере кориолиса и расходомер кориолиса
RU2014132944A (ru) Способ и устройство для контроля динамического удерживания оболочки
CN105865551A (zh) 一种超声波流量传感器和流量检测方法
JP2010266345A (ja) 流量計測装置
CN102095889A (zh) 三通道超声时差流速测量方法
RU2014137570A (ru) Система и способ замены расходомера для совмещенных расходомеров
RU2327956C2 (ru) Способ определения расхода газа или жидкости и устройства для его реализации (варианты)
US11609110B2 (en) Ultrasonic flowmeter, method for operating an ultrasonic flowmeter, measuring system and method for operating a measuring system
RU2021121853A (ru) Двухсенсорный вихревой расходомер
JP2015215303A (ja) 超音波流量計

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 21-2013 FOR TAG: (72)