SK95995A3 - Flow indicator - Google Patents

Flow indicator Download PDF

Info

Publication number
SK95995A3
SK95995A3 SK959-95A SK95995A SK95995A3 SK 95995 A3 SK95995 A3 SK 95995A3 SK 95995 A SK95995 A SK 95995A SK 95995 A3 SK95995 A3 SK 95995A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
flow
passages
sensors
fluid
flow meter
Prior art date
Application number
SK959-95A
Other languages
English (en)
Inventor
James Digby Yarlet Collier
Christopher Davies
Christopher James Newton Fryer
Alian Henri Waha
Original Assignee
Cambridge Consultants
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
Priority claimed from GB939301873A external-priority patent/GB9301873D0/en
Application filed by Cambridge Consultants filed Critical Cambridge Consultants
Publication of SK95995A3 publication Critical patent/SK95995A3/sk

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24Measuring 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
    • G01P5/245Measuring 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring 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
    • G01F1/662Constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring 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
    • G01F1/667Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring 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
    • G01F1/667Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G01F1/668Compensating or correcting for variations in velocity of sound
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24Measuring 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
    • G01P5/245Measuring 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
    • G01P5/248Measuring 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 by measuring phase differences

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

Oblasť, techniky
Vynález sa týka prietokomeru kvapaliny, ktorý obsahuje prvý akustický snímač umiestnený vzhľadom k druhému akustickému snímaču v smere proti prúdu kvapaliny a kde sa na meranie rýchlosti toku kvapalného média používa čas. ktorý jednotlivé zvukové vlny potrebujú na prekonanie vzdialenosti medzi snímačmi.
Doterajší stav techniky
Ultrazvukové zariadenie na sledovanie pohybu kvapaliny, ktoré využíva túto metódu, je opísané v EP-A-0347096- Toto zariadenie sa dá použit na meranie prietoku plynu cez priechod so známymi rozmermi. Objem prietoku sa dá vypočítať vynásobením zmeranej rýchlosti koeficientom závislým na rýchlosti. Opísané zariadenie sa dá použit ako čast domáceho plynomeru.
Nevýhodou tohto zariadenia podľa doterajšieho stavu techniky, t. j .
EP-A-0347096 je skutočnosť, že sa objem prietoku musí počítat násobením meranej rýchlosti koef ic ientom závislým na rýchlosti.
Vzťah medzi meranou rýchlosťou a objemom prietoku nie je lineárny, preto táto technika je pre prax zložitá a nepresná- Preto bude výhodné, ak budeme schopní poskytnúť pre výpočet objemu prietoku oveľa presne jšiu metóduAko je opísané v publikácii Teória doby prechodu ultrazvukových pr1etokomerov (J. Hemp, Cranfield Inštitúte of Technology, z dňa 27.júla 1981) je, za istých prietokových a akustických podmienok, fázový posun rovinnej vlny, prechádzajúcej trubicou, vplyvom priechodu touto trubicou priamo úmerný objemu prietoku. Je to spôsobené
9904 integračnými vlastnosťami rovinnej zvukovej vlny.
Náhrada za mimoosový modus je opísaná vo V093/00570. Pri tejto metóde je použitá technika prstencového prenosu, pri ktorej je každý štvrtý zväzok vín inverzný vzhľadom k predchádzajúcemu zväzku, a to za účelom anulovania efektu šírenia modusov vyššieho rádu v potrubí. V US-A-4365518 je uvedený zvukový prietokomer, v ktorom je dráha toku prietokomerom rozdelená do množstva predĺžených trubičiek, ktoré sú dostatočne veľké vzhľadom na dĺžku ultrazvukovej vlny, takže ultrazvuková tlaková vlna prechádza každou trubičkou bez podstatného skreslenia. Doterajší stav techniky nie je schopný dosiahnuť lineárnu významnejšiu vzdialenosť.
V GB-A-2209216 sa uvádza, že zavedením odozvu na priechodov s priemerom, ktorý je o niečo menší ako prierez.
sa prenáša na dráhe toku 1 en rovinná vlna. Objem prietoku sa dá potom priamo vypočítať bez použitia koeficientu závislého na rýchlostí. Najvyššia presnosť sa dá dosiahnuť vtedy.
keď sleduje meraný signál priamu dráhu prenosu, bez toho.
aby bol modifikovaný konštruktívnymi a 1 ebo deštrukt. í vnym i ozvenami, ktoré by mohli vyvolať fázové chyby. Z tohto dôvodu obmedzenia podmienok taktiež presnosť tým.
že zaisťuje, že signály sledujú priamu dráhu.
Priechody toku sú usporiadané do tesných zväzkov v prietokovej trubičke tak, že rôzne dráhy prietoku kvapaliny v priechodoch sú nastavené v rôznej radiálnej vzdialenosti od osi prietokovej rúrky. To môže viesť k chybám pri meraní prietoku.
Podstata vynálezu
Podľa prvého aspektu tohto vynálezu, obsahuje pr i et-okomer kvapa1 i ny dvojicu snímačov, umiestnených oddelene v smere prúdu kvapaliny, ďalej prostriedky na prenos zvukových signálov kvapalinou v oboch smeroch pomocou snímačov, a prostriedky na spracovanie informácií, ktoré sa
9904 týkajú toku kvapaliny, a ktoré monitorujú čas prenosu zvukových signálov prijímaných snímačmi, kde časť priestoru medzi snímačmi určuje dráhu toku, ktorá má štruktúru toku zloženú z množstva rovnobežných priechodov toku kvapaliny, ktoré axiálne vybiehajú v smere toku, kde rozmery prierezu priechodu sú zvolené tak, aby boli týmito priechodmi prenášané pomocou kvapaliny len rovinné vlny, a kde by za určitých pracovných podmienok kvapalina pretekala každým priechodom tak, že pomer objemu prietoku priechodom k celkovému množstvu prietoku zostáva konštantný, vzhľadom na celkový objem prietoku- Pri tomto usporiadaní je každý priechod reprezentatívnou vzorkou časti celkového prietoku.
Na rozdiel od doterajšieho stavu techniky, môže tento vynález dosiahnuť, počas troch dekád + 1¾ linearity. Medzery medzi priechodmi sú blokované, aby sa zabránilo prietoku kvapaliny medzi nimi.
Prednostne by mal mať každý priechod kruhový prierez. Použitie kruhového prierezu má oproti šesťhrannému prierezu používaného v GB-Ä-2209216 mnoho výhod- Obzvlášť v tom, že umožňuje dosiahnutie optimálneho kompromisu medzi potrebou minimalizovať pokles tlaku na dráhe toku a maximalizovať £ázový pos un.
Vynález bol dosiahnutý usporiadaním symetrickej sústavy so snímačmi rozmiestnenými súmerne na koncoch dráhy toku. Priechody toku môžu byť umiestnené svojimi stredmi v rovnakej radiálnej vzdialenosti od čiary, ktorá spája stredy snímačov, a sú vzorom ekvivalentného toku a zvukových polí, ak je tok izolovaný od vonkajších vplyvov. Aj keď to nie je podstatné, môže sa to tiež dosiahnuť vytvorením rotačného toku kvapaliny vo vstupnej komore, ak v axiálnom smere priechodov neexistuje žiadna zložka rýchlosti.
V súlade s druhým aspektom tohto vynálezu, poskytujeme pri etokomer kvapa1 i ny, ktorý obsahuje pár sn ímačov um i estnených v určitej vzdialenosti od seba v smere toku kvapaliny, prostriedky na vytvorenie zvukových s i gná1ον, ktoré sa prenášajú kvapalinou v oboch smeroch pomocou
9904 snímačov a prostriedky na príjem informácií týkajúcich sa toku kvapaliny a to tak, že sa monitoruje čas prenosu zvukových signálov, ktoré prijímajú snímače, kde časť pri estoru medzi snímačmi určuje dráhu toku, ktorá má štruktúru obsahujúcu prstencové priechody toku, a kde snímače majú taktiež zodpovedajúci prstencový tvar.
Vo všetkých týchto prípadoch je žiaduce odstrániť zo štruktúry toku zvukové ozveny. Prednostne by mala štruktúra toku predstavovať pre prichádzajúce zvukové signály príslušné hranaté, rovinné plochy.
Opísaný prietokomer môže byť značne zmenšený (napr. na veľkosť tehly) a môže sa vyrábať s nízkymi nákladmi. Opísaná zariadenie je veľmi vhodné použiť ako domáci plynomer.
Veľmi malú spotrebu prúdu, ktorá vedie k dlhej životnosti batérie, môžeme dosiahnuť pomocou vysokej efektívnosti elektroakustickej premeny a jednoduchým spracovaním dát.
Konštrukcia je citlivá na zloženie plynu, ak sa používa ako plynomer a dá sa tiež prispôsobiť pre iné tekutiny, vrátane kvapalín, napríklad na vodu.
Prehľad obrázkov na výkrese
Vzor prietokomeru kvapaliny, podľa tohto vynálezu, bude teraz opísaný s odvolaním sa na priložené výkresy, na ktorých =
obr . 1 znázorňu je blokovú schému celého systému,
obr . 2 znázorňu je priečny rez aparátom prietokovej sondy.
obr - 3 znázorňuje zjednoduš e n ú konštrukc i u prietokovej
trubičky,
obr. 4 znázorňuje a 1 terna t ívnu zjednodušenú konštrukc i u
prietokovej trubičky,
obr. 5 znázorňuje priečny rez A-A vzorkou štruktúry toku
z obr.1,
9904
obr. 6 znázorňuje priečny druhej vzorke. rez podobne ako na obr. í ), ale pri
obr. 7 znázorňuje priečny rez podobne ako na obr. í j, ale pri
tretej vzorke,
obr. 8 znázorňu j e p.r i ečny rez podobne ako na obr. í i. ale pri
štvrtej vzorke.
obr.9 znázorňuje piezoelektrický snímač, prenáša j úc i zvukové vlny do priechodu z obr.8, obr.10 znázorňuje pôdorys obr.9, na ktorom sú zobrazené radiálne oscilácie piezoelektrického prvku, obr.11 znázorňuje konvenčný reproduktor, obr.12 znázorňuje druhú vzorku prstencového snímača prenášajúcu vlny do prstencového priechodu, obr.13 znázorňuje priečny rez podobne ako na obr.5, ale pri P i atej vzorke.
F*ríklady vyhotovenia vynálezu
F’rietokomer znázornený na obr.l a 2 sa skladá z dvoch častíc prietokovej sondy i a elektronického meracieho systému 2.
Kvapalina vstupuje do prietokovej sondy pri vtoku 3 a vystupuje pri výtoku 4 po tom, čo pretiekla meracou trubičkou 5, ktorá spájéi komoru vtoku a výtoku 6 a 7.
F’rúd kvapaliny je snímaný v prietokovej sonde použitím dvoch ultrazvukových snímačov 8a 9, ktoré emitujú a prijímajú zvukové pulzy v meracej trubičke. Uplynutý čas <St. od vyslania signálu po jeho príjem, je meraný v smere proti prúdu (+) a po prúde C-) elektronickým systémom 2. Na základe tohto merania je vypočítaný prietok tak, ako to bolo opísané predtým.
Elektronický systém 2 zvyčajne obsahuje generátor signálu, ktorý uvádza do činnosti snímač 8 na meranie toku proti prúdu a prepína na snímač 9 na merane po prúde. Zvukové signály sa šíria cez meraciu trubičku 5 a sú
9904 prijímané druhým snímačom. Prijímané signály sú digitalizované a vedené do digitálneho zariadenia na spracovanie signálu, odkiaľ je prietokový signál vyvedený.
Komora vtoku 6 je valcovitá dutina, do ktorej je kvapalina prichádzajúca cez vtok 3 tangenciálne vstrekovaná, za účelom vytvorenia rotačného prietoku medzi komorou 6, ktorá nemá v axiálnom smere meracej trubičky 5 žiadnu zložku rýchlosti. Dôvodom, prečo sa t.o robí, je snaha odstrániť, vplyvy prúdenia proti prúdu vtoku, ktoré by mohli ovplyvniť rýchlosť prúdenia v meracej trubičke 5. Meracia trubička je tým odpojená od vonkajších rušivých vplyvov vo vstupnom prúdení a tok kvapaliny trubičkou je rotačné symetrický okolo čiary 32, ktorá spája stredy snímačov.
Vnútorný držiak trubičky môže byť tvarovaný tak. aby odrážal akýkoľvek signál preč od priamej dráhy tak, aby ozveny ním odrážané neinterferovali so signálom priamej dráhy, pokiaľ nebolo urobené meranie. Môže sa to realizovať pomocou hranatých plôch s malým prierezom, ktoré môžu signál rozptýliť a odraziť smerom k dlhšej interferenčnej dráhe alebo k absorpčnej dráhe. Ozveny sú tiež známe vplyvom odrazu zvukového signálu od konca 11 meracej trubičky 5 späť k snímaču 8 alebo 9. Dá sa tomu vyhnúť konštrukciou trubičky 5 tak, ako je to znázornené na obr.3 alebo 4. Meracia trubička 5 má množstvo priechodov 61,62 alebo 71,72 - Konce 11,11' meracej trubičky 5 sú zúžené tak, aby odrážali signál 12 smerom od snímača a od priamej dráhy, čo vedie k tomu, že odrazené ozveny v priebehu merania neinterferujú s priamou dráhou s i gná1u.
Smerovosť snímača môže byť zabezpečená tak, aby minimalizovala silu signálu, ktorý neprechádza meracou trúbi čkou.
Objem prietoku cez merač je odvodený od meranej rýchlosti. Ak je počas prúdenia rýchlosť stála. objem prietoku bude;
9904 kde Q je objem prietoku, U je stála rýchlosť prúdenia a A je priečny prierez oblasti prietoku.
V dôsledku pôsobenia viskozity však rýchlosť nie je stála a vykazuje od vtoku v kruhovom potrubí vzrastajúce parabolické rozloženie .
Prof i 1 tejto rýchlosti je ďalej modifikovaný nárazmi turbu1enc i e pri vysokých hodnotách prietoku.
Za týchto podmienok nemôže byť rýchlosť jednoducho násobená plochou prierezu, aby sme dostali hodnotu veľkosti prietoku.
Hodnoty je nutné korigovať..
Nanešťastie je profil rýchlosti získaný v potrubí funkc iou viacerých premenných a vykazuje nelineárne chovanie.
Existujú štandardné metódy spriemerovania získaných hodnôt, ktoré majú za cieľ snažia tieto nedostatky odstrániť, ale sú príliš nákladné a pre prax nepresné.
Tento prietokomer využíva integrujúce vlastnosti rovinnej zvukovej vlny.
Rovinná vlna prechádzajúca trubicou získa počas priechodu fázový posun. Za určitých podmienok priechodu a zvukových podmienok je tento posun úmerný vlastnému prietoku tak, ako je to uvedené v spise Teória doby priechodu ultrazvukových prietokomerov (J.Hemp,
Cransfield Inštitúte of Technology, z dňa 27.júla 1981, pp
142144).
Aby sa zaistilo.
že čas priechodu 81 je meraný len rovinnou vlnou, musíme odstrániť modusy vyššieho rádu časovou separáciou alebo pracovať pod medznou frekvenciou meracej trubičky.
U súčasného merača je meracia trubička 5 konštruovaná tak, aby prenášala len rovinné vlny frekvenciou používanou nŕi skúmanie toku. Pre každú skupinu frekvencií, prietok.
impedancia steny potrubia a geometria potrubia zodpovedajú medznej frekvencii, kde len pod hodnotou tejto frekvencie sa zvuk bude šíriť vo svojom prvom moduse alebo ako rovinná
Pri frekvenciách vyšších ako je medzná frekvencia sa budú šíriť modusy vyššieho rádu, teda rôzne modusy š ír i a c e
9904 sa rozdielnou skupinovou rýchlosťou.
sa môže tiež využiť na izolovanie
Tento rozdiel rýchlostí rovinných vín, prenosu diferenciáciou Časových úsekov medzi spôsobmi š íreni a.
Pri kruhovom potrubí je d oni i n a n t n ý m parametrom nad medznou frekvenciou priemer potrubia. Na problém sa teda môžeme pozerať z hľadiska medzného pr i emeruTento je definovaný ako priemer, pod ktorého hodnotou sa bude zvuk šíriť len ako rovinná vlna pri danej frekvencii.
Vzťah medzi medznými rozmermi potrubia a medznou frekvenci ou je približne lineárny a nemusí byť známy celkom presne. Pri perfektne tuhom kruhovom potrubí táto požiadavka znamená používať menší priemer než je d je vlnová dĺžka signálu šíriaceho hodnota 0.586 d, kde sa voľným priestorom.
Túto požiadavku môžme zanedbať, ak budeme brať do úvahy pokles viskozi ty.
pružnosť stien a kvalitu povrchu
C textúru).
Všetky tieto aspekty pôsobia v prospech obmedzen i ti alebo zabránenia šírenia vyšš ich modusov a dosiahnutia toho, aby sa potrubím šírila len rovinná vlna nad stanovenou medznou frekvenciou. Niekto môže napríklad navrhnúť potrubie pokryté materiálom absorbujúcim zvuk, ktorý efektívne absorbuje odrazy modusov vyššieho rádu či zabráni ich šíreniu.
Predkladaný
Prietokomer má meraciu trubičku priemerom väčším než je medzný priemer pre vybranú pracovnú frekvenciu. Je rozdelená na množstvo paralelných axiálne smerujúcich priechodov, ktorých individuálne priemery sú pod hodnotou medzných priemerov pri 40 kHz. V priereze má trubička 5 priechody tesne pri sebe, ako je znázornené na obr.5, ktorý je priečnym rezom meracej trubičky 5, kde je znázornené množstvo priechodov
51,52,53.
Medzery 33 medzi priechodmi 51,52,53 sú blokované.
Výhodou je.
prietoku udržiava na nízkej úrovn i a tým sa znižuje prietokový odpor.
Taktiež sa znižuje hluk a zlepšuje sa pre s n o s ť. m e t ó d y .
Voč i.
struktúre tesným uspor i adari im priechodov, ako je to znázornené na obr.5, dáva sa prednosť štruktúre
9904 znázornenej na obr.6 alebo
7. Medzery 33 na obr.6 sú odblokované a neobsahujú kvapal ini.1. Štruktúry na obr. 6 a 1 ebo sa líšia od štruktúry s tesným usporiadaním z nasledovne.
Os spájajúca snímače je znázornená na až 7 a je kolmá na rovinu prieduchov. Priechody 51,52,53 na obr.5 majú rôznu radiálnu vzdialenosť od osi 32. To má za následok rôzny prietok a zvukovú dráhu pri jednotlivých priechodoch v porovnaní s iným priechodom. Na druhej strane.
všetky priechody 61,62 na obr.6 a 71,72 na obr.7 majú rovnakú radiálnu vzdialenosť od osi 32. Dráhy toku a zvuku v týchto priechodoch sú rovnaké čo má za následok zmenšenie chýb.
Pri všetkých týchto vzorkách je pomer
Ún/Q konštantný pre všetky pracovné hodnoty Q, kde q« je objem prietoku skúmaným priechodom a Q je celkový objem prietoku medzi komorami vtoku a výtoku 6 a 7.
Meranie parametra q dáva hodnotu pre Q.
Alternatívny priechod (priečny rez) je znázornený na obr.8. Prstencový prechod 82 obsahuje kvapalinu a uzaviera strednú pevnú časť 81, ktorou je masívna tyč.
Časť 81 je podop i eraná lopatkami (nie sú znázornené), ktoré sú umiestnené v ráme i štruktúry, ktorá ju obklopuje.
Vzd ialenosť d je trochu menšia ako medzný priemer, aby sa potlačili radiálne modusy.
Obvodové modusy sú potlačené zabezpečením ekvivalentnej odozvy vysielača/pri jímača okolo obvodu.
To je možné dosiahnuť vhodnou konštrukciou snímačov. Aj keď to nie je znázornené, je zrejmé, že existuje množstvo kombinácií vzorky z obr.8 so vzorkami z obr.5 a 6.
Vzorka vhodného typu snímača je znázornená na obr.9. pri ktorom prstencové priechody 82 sú príkladom prstencovej oblasti vln, emitovaných piezoelektrickým snímačom 130.
Snímač zahrňuje piezoelektrický prvok
133, ktorý je; spo jený s kovovým diskom 131, ako je to znázornené v priereze na obr. 9. Na obr. 10 -je v pôdoryse vidieť piezoelektrický prvok 133, ako kmitá v radiálnom smere označenom 141, čo má za
9904 následok, že kovový disk kmitá, čo je označené čiarkovaním
132 na obr.9.
Druhá vzorka vhodného snímača. použitého v spojení s prstencovým priechodom, je znázornená na obr.12.
Konštrukci a snímača sa podobá bežnému reproduktoru s poliybl ivou cievkou s permanentným magnetom, ako je znázornené na obr. 11. Permanentný magnet 141 prenáša magnetický tok, znázornený čiarami 142. Cievka 143, spojená s membránou 145, kmitá v magnetickom poli v prstencovom priestore 146 medzi pólmi permanentného magnetu 141. ako odozva na elektrický prúd, ktorý ňou prechádza, pozri 147.
Pri snímači na obr.12 majú konce pólov 152,153 kónický tvar za účelom zvýšenia magnetického poľa medzi pólmi. Ľahká nevodivá membrána nesie vodičov prúdu
155.
na svojom povrchu Špirálovú cievku Špirálová cievka sa nachádza v magnetickom poli medzi pólmi 152,153 a kmitá ako odozva na prechádzajúci prúd. To poskytuje prstencové zvukové pole .157, ktoré môže byť vstupom do prstencového priechodu
82, a ktoré sa okolo obvodu nemení, tak ako je to požadované Je sa výhodné, aby a je vlnová dĺžka zvuku v plyne.
vzdialenosť 159 rovnala približne a/2 kde
Na obr.13 je znázornený priečny rez iného alternatívneho priechodu, ktorý má štrbinu 121 s rozmermi h čí w, (kde v je omnoho väčšie ako h). (Takisto ako na obr- 8
10, kvapalina tečie v smere pohľadu na výkres)Hodnota je o niečo menšia ako medzná hodnota priemeru a modusy smerujúce od osi v smere v sú potlačené vhodnou konštrukciou snímača, ako je tomu v prípade prstencového priechodu.
Pri tomto príklade je plocha priečneho rezu ň·· meracej vybraná tak, že maximálna rýchlosť toku Umax je def i riovaná ako:
Qma.x
Umax a vytvára subcyklický fázový posun, to znamená=
9904
1
C ---------- - ---------- ) . f < 1
C-Uinax C+Umax kde f je frekvencia zvukovej vlny, C je rýchlosť zvuku a 1 je vzdialenosť medzi snímačmi.
Toto vyhotovenie zlepšuje linearitu merača a zjednodušuje meranie. Analýza ukazuje, že redukcia fázového posunu 80 vplyvom prúdu na 80<tx, zaisťuje nezávislosť merania na profile rýchlosti toku a zvyšuje linearitu prietokomera. Udržiavaním fázového posunu vo forme subcyklického posunu umožňuje, aby bolo použité rovnaké akvizičné (vstupné-prŕstupové ?) okienko ako proti prúdu, tak aj po prúde, čím sa znižuje citlivosť snímača pri odozve/zahájení. Použitím plochy A, ktorá nevyvoláva subcyklické fázy, sa dosiahne plne prijateľný výkon.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
  2. 2.
    \ w
    9904
    Prietokomer kvapaliny obsahuje pár snímačov (8,9), ktoré sú od seba oddelené v smere toku kvapaliny, prostriedky prenosu (20) na vyvolanie zvukových signálov a ich prenosu kvapalinou v obidvoch smeroch snímačmi,a prostriedky na spracovávanie informácií (22) týkajúce sa toku kvapaliny a vzniknuté monitorovaním času prenosu zvukových signálov prijatých snímačmi, priestoru medzi snímačmi kde časť pozostávajúcu zo štruktúry toku (5), ktorá má množstvo rovnobežných priechodov kvapaliny (51,52,61,62,71,72), ktoré vybiehajú rovnobežne v smere toku, kde sú priemery prierezov zvolené tak, aby boli cez priechody kvapalinou prenášané iba rovinné vlny, a kde za podmienok kvapalina preteká každým pomer objemu prietoku priechodom prietoku zostáva konštantný.
    Prietokomer podľa nároku 1, t ý m, že kvapalina je kolmo (6) za účelom vytvárania v komore, ktorý nemá určitých pracovných priechodom tak, že a celkového objemu u j ú c i sa vstrekovaná do komory vtoku toku kvapaliny smere priechodu žiadnu zložku rýc h 1os t i.
    Prietokomer podľa nároku alebo
    2, vyznač že má kruhový pr i erez4.
    Prietokomer podľa predchádza júc ich nárokov, v y z n a č aby sa zabránilo t oku k v a p a 1 i n y o k o1o n ich.
    9904
  3. 5. Prietokoiner podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, priechody sú vyznačujúci sa tým, že usporiadané do tesného zväzku.
    Prietokomer obsahujúci pár snímačov (8,9), oddelených od seba v smere toku kvapaliny, prostriedky na prenos (20) na vyvolanie zvukových signálov a ich prenosu kvapalinou v obidvoch smeroch snímačmi, a prostriedky na spracovanie informácií (22) týkajúcich sa toku kvapaliny a získané monitorovaním doby prenosu zvukových signálov prijatých snímačmi, kde čast priestoru medzi snímačmi definuje dráhu toku, pozostávajúcu z prstencových priechodov (82), pričom snímače majú tiež zodpovedajúci prstencový tvar.
  4. 7. Prietokomer podľa ktoréhokoľvek predchádzajúceho nároku, ktorý má priechody, ktoré sú rozmiestnené v radiálnej vzdialenosti od pozdĺžnej osi dráhy toku.
  5. 8. Prietokomer podľa ktoréhokoľvek predchádzajúceho nároku, ktorý má štruktúru toku, ktorá predstavuje hranaté rovinné plochy (11) pre vstupujúce zvukové signály.
  6. 9. Prietokomer plynu podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov.
SK959-95A 1993-01-30 1994-01-27 Flow indicator SK95995A3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB939301873A GB9301873D0 (en) 1993-01-30 1993-01-30 Method and apparatus for fluid flow metering
GB9316001A GB2275108A (en) 1993-01-30 1993-08-02 Fluid flow meter
PCT/GB1994/000157 WO1994017372A1 (en) 1993-01-30 1994-01-27 Fluid flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK95995A3 true SK95995A3 (en) 1995-12-06

Family

ID=26302363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK959-95A SK95995A3 (en) 1993-01-30 1994-01-27 Flow indicator

Country Status (13)

Country Link
US (2) US5777237A (sk)
EP (2) EP0681684B1 (sk)
JP (1) JP3283519B2 (sk)
CN (1) CN1116877A (sk)
AU (2) AU678807B2 (sk)
CZ (1) CZ188195A3 (sk)
DE (2) DE69417543T2 (sk)
ES (1) ES2131672T3 (sk)
FR (4) FR2701111A1 (sk)
HU (1) HUT73364A (sk)
PL (1) PL173732B1 (sk)
SK (1) SK95995A3 (sk)
WO (2) WO1994017371A1 (sk)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2724016B1 (fr) * 1994-08-23 1996-10-25 Schlumberger Ind Sa Dispositif de mesure ultrasonore d'une quantite volumique d'un fluide a proprietes acoustiques ameliorees
US5969263A (en) * 1995-04-08 1999-10-19 Schlumberger Industries, S.A. Ultrasonic fluid counter for attenuating parasitic ultrasonic waves
GB2313910A (en) * 1996-06-07 1997-12-10 Kromschroeder Ag G Acoustic fluid flowmeter
JP3175632B2 (ja) * 1997-04-18 2001-06-11 松下電器産業株式会社 シーンチェンジ検出方法およびシーンチェンジ検出装置
US6338277B1 (en) * 1997-06-06 2002-01-15 G. Kromschroder Aktiengesellschaft Flowmeter for attenuating acoustic propagations
US6382033B1 (en) * 1997-10-09 2002-05-07 Krohne Mebtechnik Gmbh & Co. Kg Sound damper for ultrasonic waves
DE19857963A1 (de) * 1998-12-16 2000-06-21 Bayer Ag Agrochemische Formulierungen
CN1227512C (zh) * 1999-05-17 2005-11-16 松下电器产业株式会社 流量测量装置
DK199901477A (da) * 1999-10-14 2001-04-15 Danfoss As Sende- og modtagekredsløb for ultralydsflowmåler
JP3570315B2 (ja) * 1999-12-07 2004-09-29 株式会社村田製作所 超音波式流量計およびそれを用いたガスメータ
US6854338B2 (en) * 2000-07-14 2005-02-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fluidic device with integrated capacitive micromachined ultrasonic transducers
EP1279368A3 (de) * 2001-07-17 2004-09-15 ndd Medizintechnik AG Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Molmasse von Gasen- oder Gasgemischen
DK200101581A (da) 2001-10-26 2003-04-27 Danfoss As Transceiverkredsløb til ultralydsflowmåler
JP4186645B2 (ja) * 2003-02-24 2008-11-26 松下電器産業株式会社 超音波流量計測装置
WO2004074783A1 (ja) 2003-02-24 2004-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 超音波式流体計測装置
JP4604520B2 (ja) * 2004-03-10 2011-01-05 パナソニック株式会社 流れ計測装置
DE102004026556B3 (de) * 2004-05-27 2006-01-12 Krohne Ag Sende- und Empfangsschaltung für ein Ultraschalldurchflußmeßgerät und Verfahren zum Betreiben einer solchen Sende- und Empfangsschaltung
DE102005015456A1 (de) * 2005-04-04 2006-10-05 Viasys Healthcare Gmbh Verfahren zur Bestimmung der zeitlichen Lage eines Wellenpakets sowie Flussmessgerät
US7152490B1 (en) 2005-08-15 2006-12-26 Daniel Measurement And Control, Inc. Methods for determining transducer delay time and transducer separation in ultrasonic flow meters
DE102007020491A1 (de) * 2007-04-27 2008-10-30 Hydrometer Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Eigenschaft eines strömenden Mediums sowie Ultraschallzähler
US8135245B2 (en) * 2008-12-05 2012-03-13 General Electric Company Fiber optic sensing system
US8181536B2 (en) * 2009-12-19 2012-05-22 Cameron International Corporation Ultrasonic Flow Meter including a transducer having conical face
CN101806605A (zh) * 2010-04-16 2010-08-18 山东万华电子信息科技有限公司 平行对射式超声波流量传感器
US7954387B1 (en) * 2010-08-18 2011-06-07 General Electric Company Ultrasonic transducer device
EP2633275B1 (en) 2010-10-27 2015-12-16 Kamstrup A/S Ultrasonic flow meter with zero impedance measuring electronics
TW201219780A (en) * 2010-11-12 2012-05-16 Tatung Co Ultrasonic gas flow measurement device
WO2012129101A1 (en) 2011-03-18 2012-09-27 Soneter, LLC Methods and apparatus for fluid flow measurement
JPWO2012137489A1 (ja) * 2011-04-05 2014-07-28 パナソニック株式会社 超音波流量計測装置
US8505391B1 (en) * 2012-03-30 2013-08-13 Joseph Baumoel Flange mounted ultrasonic flowmeter
CN102778263B (zh) * 2012-08-10 2014-05-14 深圳市建恒测控股份有限公司 轴向外夹式传感装置
US9494454B2 (en) 2013-12-06 2016-11-15 Joseph Baumoel Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter
US9310236B2 (en) 2014-09-17 2016-04-12 Joseph Baumoel Ultrasonic flow meter using reflected beams
US10281303B2 (en) * 2015-03-23 2019-05-07 Rosemount Aerospace, Inc. Air data probe with improved performance at angle of attack operation
US9752907B2 (en) 2015-04-14 2017-09-05 Joseph Baumoel Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter
GB2558473B (en) * 2015-09-14 2021-12-22 Cameron Tech Ltd Flow meter system
US10006791B2 (en) * 2015-09-23 2018-06-26 Texas Instruments Incorporated Ultrasonic flow meter auto-tuning for reciprocal operation of the meter
US11415442B2 (en) * 2020-10-30 2022-08-16 Honeywell International Inc. Ultrasonic flow tube having a plurality of outer pipes surrounding a center pipe positioned between an inlet wall and an outlet wall having transducers therein
US12018975B2 (en) 2021-03-11 2024-06-25 Honeywell International Inc. Ultrasound and thermal massflow in one flow channel
US20220373372A1 (en) * 2021-05-19 2022-11-24 Honeywell International Inc. Fluid sensor for bubble and occlusion detection

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3817098A (en) * 1972-08-09 1974-06-18 Saratoga Systems Axial fluid flow and sound speed
DE2963483D1 (en) * 1978-07-22 1982-09-30 Robert James Redding Fluid flow measuring apparatus
DE3025788C2 (de) * 1980-07-08 1985-07-04 Danfoss A/S, Nordborg Ultraschall-Meßgerät
US4365541A (en) * 1980-12-12 1982-12-28 Caterpillar Tractor Co. Filter arrangement for an air circulatory system
US4365518A (en) * 1981-02-23 1982-12-28 Mapco, Inc. Flow straighteners in axial flowmeters
IT1144295B (it) * 1981-07-10 1986-10-29 Fiat Ricerche Dispositivo ultrasonico per la misura della portata di un fluido in un condotto
US4523478A (en) * 1983-08-18 1985-06-18 Nusonics, Inc. Sonic flow meter having improved flow straighteners
CH666549A5 (de) * 1985-01-02 1988-07-29 Landis & Gyr Ag Verfahren und einrichtung zur temperaturunabhaengigen messung einer mittleren stroemungsgeschwindigkeit einer fluessigkeit.
US4633719A (en) * 1985-03-27 1987-01-06 Badger Meter, Inc. Digital flow meter circuit and method for measuring flow
CH670156A5 (sk) * 1986-06-17 1989-05-12 Landis & Gyr Gmbh
DE3704472A1 (de) * 1987-02-13 1988-08-25 Standard Elektrik Lorenz Ag Messeinrichtung zur messung der relativgeschwindigkeit
GB2209217A (en) * 1987-08-28 1989-05-04 Gen Electric Co Plc An ultrasonic fluid flow meter
GB2209216A (en) * 1987-08-28 1989-05-04 Gen Electric Co Plc Ultrasonic flowmeter combined with a pressure sensor
GB8813640D0 (en) * 1988-06-09 1988-07-13 Gill M J Speed measurement device
US5168762A (en) * 1988-06-09 1992-12-08 British Gas Plc Speed measurement device
DE59100815D1 (de) * 1991-02-08 1994-02-17 Flowtec Ag Betriebsschaltung für Ultraschall-Volumendurchflussmessgeräte.
DE4114650A1 (de) * 1991-05-05 1992-11-12 Krieg Gunther Verfahren und vorrichtung zur messung von volumenstroemen in fluessigkeiten und gasen
GB9119742D0 (en) * 1991-09-16 1991-10-30 British Gas Plc Measurement system
FR2683046B1 (fr) * 1991-10-25 1994-02-04 Schlumberger Industries Dispositif de mesure de la vitesse d'un fluide.
WO1994009342A1 (en) * 1992-10-20 1994-04-28 Endress + Hauser Limited Acoustic flowmeter

Also Published As

Publication number Publication date
FR2701111A1 (fr) 1994-08-05
WO1994017371A1 (en) 1994-08-04
EP0681684B1 (en) 1997-04-09
HU9502264D0 (en) 1995-09-28
PL310051A1 (en) 1995-11-13
EP0681684A1 (en) 1995-11-15
AU5864994A (en) 1994-08-15
JPH08512126A (ja) 1996-12-17
EP0681685B1 (en) 1999-03-31
AU5865094A (en) 1994-08-15
US5811689A (en) 1998-09-22
WO1994017372A1 (en) 1994-08-04
EP0681685A1 (en) 1995-11-15
FR2713761A1 (fr) 1995-06-16
ES2131672T3 (es) 1999-08-01
AU678807B2 (en) 1997-06-12
DE69402534T2 (de) 1998-04-23
DE69402534D1 (de) 1997-05-15
DE69417543T2 (de) 1999-07-15
FR2713762A1 (fr) 1995-06-16
PL173732B1 (pl) 1998-04-30
FR2713763A1 (fr) 1995-06-16
HUT73364A (en) 1996-07-29
US5777237A (en) 1998-07-07
DE69417543D1 (de) 1999-05-06
FR2713761B1 (fr) 1998-05-07
CN1116877A (zh) 1996-02-14
JP3283519B2 (ja) 2002-05-20
CZ188195A3 (en) 1996-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK95995A3 (en) Flow indicator
US7469599B2 (en) Flowmeter mounted on a containment
US6912918B1 (en) Mass flow sensor and methods of determining mass flow of a fluid
JP3246851B2 (ja) 超音波流量計用検出器
EP2545345B1 (en) Apparatus and method for sensing fluid flow in a pipe with variable wall thickness
EP1742024B1 (en) Ultrasonic flowmeter with triangular cross section
WO1988008516A1 (en) Ultrasonic fluid flowmeter
US6338277B1 (en) Flowmeter for attenuating acoustic propagations
CN114088151A (zh) 外夹式多声道超声波流量检测装置及检测方法
SK44796A3 (en) Ultrasonic flowmeter
WO2005083371A1 (ja) ドップラー式超音波流量計
KR100311855B1 (ko) 유체유동계량기
US7614309B2 (en) Cup-shaped ultrasonic transducer for a flowmeter
WO2004005861A1 (en) Parallel ultrasonic flowmeter
JP2011038870A (ja) 超音波流量計およびこれを用いた流速測定方法
WO1994009342A1 (en) Acoustic flowmeter
JPS60115810A (ja) 超音波流量計
JP2005091332A (ja) 超音波流量計
Mahadeva et al. Studies of the accuracy of clamp-on transit time ultrasonic flowmeters
KR101119998B1 (ko) 다회선 외벽부착식 초음파 트랜스듀서
WO2007074779A1 (ja) 超音波流量計および超音波流量計に用いるくさび
RU2073830C1 (ru) Способ измерения расхода жидких и газообразных сред
JP3397632B2 (ja) 渦流量計
JP3021671B2 (ja) 渦流量計
CN117232595A (zh) 一种精准超声波水表