專利名稱：高速流體測速儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能夠?qū)Ω咚倭黧w進(jìn)行速度測量的測速儀。
背景技術(shù)：
目前使用較為廣泛的流體測速儀有碗狀測速儀、葉輪狀測速儀。它們具有如下缺 點(diǎn)(1)測速誤差大，精確度差。(2)不能測量高速流體，如當(dāng)流速> 1000m/S時(shí)，儀器測量 誤差迅速增加并極易被流體損壞。(3)不能在各種流體中通用，如測水流速度的儀器就不能 用于測量風(fēng)速。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種測速精度高、測速范圍大高速流體速度測量儀。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種高速流體測 速儀，其特征在于，包括一個(gè)測量桿、一個(gè)主機(jī)和一個(gè)與主機(jī)連接的顯示器，所述測量桿平 行流體流向被置于流體中，測量桿中部通過轉(zhuǎn)軸與主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置一個(gè)超聲波 發(fā)射端；測量桿兩端分別設(shè)有一個(gè)超聲波接收端，其中一個(gè)超聲波接收端的測量桿端部延 伸有一個(gè)用于使測量桿與流體流向平行的尾板；所述超聲波發(fā)射端內(nèi)部含有兩個(gè)超聲波 發(fā)射元件同時(shí)與主機(jī)中的超聲波發(fā)射電路相連，并分別向兩個(gè)超聲波接收端發(fā)射超聲波脈 沖；兩個(gè)超聲波接收端各含有一個(gè)傳感器并連接于主機(jī)中的超聲波接收電路。上述方案中，所述超聲波接收端與超聲波發(fā)射端之間的距離為10cm。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.測速精度高，可達(dá)0. lm/s。2.測速范圍大，從Om/s到數(shù)千米每秒都可以準(zhǔn)確測量。3.在各種流體中通用，即使被測流體的密度或物質(zhì)組成不斷地變化該高速流體測 速儀也可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地測量出流體流速。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.尾板；2、3.超聲波接收端；4.轉(zhuǎn)軸； 5.主機(jī)；6.傳輸線；7.顯示器。圖2為圖1中主機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，一種高速流體測速儀，包括一個(gè)測量桿、一個(gè)主機(jī)和一個(gè)顯示 器，測量桿平行流體流向被置于流體中，當(dāng)流體沿測量桿流過時(shí)測量桿兩端的超聲波接收 端3、2便可獲得流體的流速信號(hào)，超聲波接收端3、2通過穿過空心測量桿及空心轉(zhuǎn)軸4的 導(dǎo)線將流速信號(hào)送往主機(jī)5的超聲波接收電路及單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理，最后將流速顯示在 顯不器7上。[0013]測量桿中部通過轉(zhuǎn)軸4與主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸4上設(shè)置一個(gè)超聲波發(fā)射端8，超聲 波發(fā)射端8內(nèi)部含有兩個(gè)超聲波發(fā)射元件，它們同時(shí)與主機(jī)中的超聲波發(fā)射電路相連，并 分別向超聲波接收端2、3發(fā)射超聲波脈沖。測量桿兩端設(shè)有兩個(gè)超聲波接收端2、3，其中超 聲波接收端2的測量桿端部延伸有一個(gè)尾板1，用于使超聲波發(fā)射端8與超聲波接收端2、 3之間的連線與流體流向平行。超聲波接收端2、3各含有一個(gè)傳感器并連接于主機(jī)中的超 聲波接收電路。超聲波發(fā)射元件采用型號(hào)為CQY3-UTHE超聲波換能器。本實(shí)用新型的工作原理為由單片機(jī)系統(tǒng)控制超聲波發(fā)射電路，使超聲波發(fā)射端 8向超聲波接收端2發(fā)射一束超聲波脈沖并開始計(jì)時(shí)，當(dāng)超聲波接收端2接收到這束超聲波 脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí)并記此時(shí)間為、。通過測得的時(shí)間間隔、與2與8之間的距離L28計(jì)算出 這束超聲波脈沖的傳播速度V。hangedl = L28A1 = V^id+%。隨后，超聲波發(fā)射端8向超聲波 接收端3發(fā)射一束超聲波脈沖，當(dāng)2或3接收到這束超聲波脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí)，如果是被超聲 波接收端3接收到的則記此時(shí)間為t2，如果是被超聲波接收端2接收到的則記此時(shí)間為t3， 如果超過了 5秒仍未停止計(jì)時(shí)則流體速度Vliquid為V。hangedl/2。由測得的時(shí)間間隔t2、t3以 及 8 與 3 之間的距離 L83 可得，Vchanged2 = L83/t2 = V0-Vliquid 或 Vchanged2 = L28/t3 = Vliquid-V00
則，液體的流速Vliquid = (Vchangedl+Vchanged2)/2 或 Vliquid 一 (Vchangedl_Vchanged2)/2。取后^辱 Vliquid
輸出在顯示器7上。為確保測量的精確，圖2中超聲波發(fā)射電路所產(chǎn)生的超聲波為超聲波脈沖。超聲波接收端2、超聲波發(fā)射端8、超聲波接收端3之間兩兩間隔10cm。轉(zhuǎn)軸4使用空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為連接2、8、3與5的線路。計(jì)時(shí)及速度計(jì)算均由單片 機(jī)系統(tǒng)完成。本實(shí)用新型公開了一種高速流體測速儀，其特征在于，包括一個(gè)測量桿、一個(gè)主機(jī) 和一個(gè)與主機(jī)連接的顯示器，所述測量桿平行流體流向被置于流體中，測量桿中部通過轉(zhuǎn) 軸與主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置一個(gè)超聲波發(fā)射端；測量桿兩端分別設(shè)有一個(gè)超聲波接收 端，其中一個(gè)超聲波接收端的測量桿端部延伸有一個(gè)用于使測量桿與流體流向平行的尾 板；所述超聲波發(fā)射端內(nèi)部含有兩個(gè)超聲波發(fā)射元件同時(shí)與主機(jī)中的超聲波發(fā)射電路相 連，并分別向兩個(gè)超聲波接收端發(fā)射超聲波脈沖；兩個(gè)超聲波接收端各含有一個(gè)傳感器并 連接于主機(jī)中的超聲波接收電路。
權(quán)利要求一種高速流體測速儀，其特征在于，包括一個(gè)測量桿、一個(gè)主機(jī)和一個(gè)與主機(jī)連接的顯示器，所述測量桿平行流體流向被置于流體中，測量桿中部通過轉(zhuǎn)軸與主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置一個(gè)超聲波發(fā)射端；測量桿兩端分別設(shè)有一個(gè)超聲波接收端，其中一個(gè)超聲波接收端的測量桿端部延伸有一個(gè)用于使測量桿與流體流向平行的尾板；所述超聲波發(fā)射端內(nèi)部含有兩個(gè)超聲波發(fā)射元件同時(shí)與主機(jī)中的超聲波發(fā)射電路相連，并分別向兩個(gè)超聲波接收端發(fā)射超聲波脈沖；兩個(gè)超聲波接收端各含有一個(gè)傳感器并連接于主機(jī)中的超聲波接收電路。
2.如權(quán)利要求1所述的高速流體測速儀，其特征在于，所述超聲波接收端與超聲波發(fā) 射端之間的距離為10cm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速流體測速儀，其特征在于，包括一個(gè)測量桿、一個(gè)主機(jī)和一個(gè)與主機(jī)連接的顯示器，所述測量桿平行流體流向被置于流體中，測量桿中部通過轉(zhuǎn)軸與主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置一個(gè)超聲波發(fā)射端；測量桿兩端分別設(shè)有一個(gè)超聲波接收端，其中一個(gè)超聲波接收端的測量桿端部延伸有一個(gè)用于使測量桿與流體流向平行的尾板；所述超聲波發(fā)射端內(nèi)部含有兩個(gè)超聲波發(fā)射元件同時(shí)與主機(jī)中的超聲波發(fā)射電路相連，并分別向兩個(gè)超聲波接收端發(fā)射超聲波脈沖；兩個(gè)超聲波接收端各含有一個(gè)傳感器并連接于主機(jī)中的超聲波接收電路。
文檔編號(hào)G01P5/24GK201740791SQ20102019442
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者孟兵 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)