專利名稱：用于燃油終端結算的超聲波流量測量的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量液體燃油的體積流量的裝置，具體說，涉及用于提高燃油體積流量測量的精度穩(wěn)定性和系統(tǒng)可靠性的裝置。
背景技術：
超聲波流量測量技術是近年來流量測控領域發(fā)展最快的技術之一，最顯著的特點是其技術正在從一般的過程控制和水處理應用向高精度和貿易計量方向拓展。在天然氣和油類產品的貿易計量中，DNlOOmm以上的大口徑管道輸送應用中已越來越廣泛地采用了超聲波流量測量裝置，較小口徑的燃油計量結算中應用高精度超聲波流量測量的研究也已經開始成為技術前沿。超聲波流量測量裝置的最大優(yōu)點是沒有機械運動部件，磨損小，長期的精度穩(wěn)定性很好，流阻小，節(jié)約能量。超聲波流量測量裝置在實際貿易計量應用中所遇到的主要問題是需要的被測流量過程較長或體積量較大，不適于計量流量脈動較大和標定體積較小的應用對象，相關的國外標準為此特別放寬了對超聲波流量計量裝置的最小體積標定的要求。在常用的小口徑燃油終端結算設備中，由于流量脈動和小體積標定的本身行業(yè)特性，需要超聲波流量測量的響應速度和抑制隨機性的能力有進一步的提高。超聲波流量測量的主要優(yōu)點是可以做到無直接接觸，流阻小，測量流速范圍大，長期精度穩(wěn)定性好，維護少，使用靈活且壽命長等。特別是在腐蝕性，非導電流體和較大口徑管道的應用中更是具有其它流量測量技術不可比擬的優(yōu)勢，近年來隨著集成電路技術迅速發(fā)展開始得到廣泛應用，在流量測量領域成為增長最快的一種技術，并且在很多應用中有取代其它種類流量計的趨勢。以前超聲波流量計多用于以水和污水為主的應用場合，精度要求和穩(wěn)定性相對較低，技術發(fā)展到本世紀初石油天然氣行業(yè)開始全面接受超聲波流量計并在近期通過了一系列行業(yè)標準。隨著技術的進步和相關標準的實施，高精度超聲波流量測量的應用得到迅猛發(fā)展，超聲波氣體流量計已成為天然氣主干管道和支線網貿易計量的首選方案，在油類液體的管道輸送和貿易計量中也開始大量采用高精度超聲波流量測量裝置。由于管道經濟性的要求，絕大多數(shù)實際應用中的被測流體處于紊流狀態(tài)，瞬時超聲波測量的流速有很大的隨機性?，F(xiàn)有的高精度超聲波流量測量裝置無論是針對氣體還是液體的應用都無一例外地采用了多聲道(一般三個聲道以上)、基于飛行時差法的技術方案，要解決的技術難題也是共同的，即瞬時飛行時間測量的隨機性和對流速分布場的流量計算補償。對于常用的車用燃油結算終端設備其口徑一般為DN20和DN35，在同一管道截面上設計多道超聲波傳感器因存在機械尺寸上的限制而無法實現(xiàn)，另一方面由于管道直徑小造成有效超聲波聲道長度較小，更不利于對瞬時測量隨機性的抑制，針對小管徑應用出現(xiàn)了使管道彎曲而聲波傳播方向與流體流動方向平行的裝置，常成為U形管或π形管，如附

圖1所示，這種裝置的有效超聲波聲道長度大大增加，瞬時流速測量的隨機性也得以減小， 但實驗和理論分析表明，由于聲波傳播速度的限制有效超聲波聲道長度L和系統(tǒng)的響應速度存在矛盾，單個U形管或π形管裝置仍然無法滿足燃油結算終端的流量測量要求，在燃油結算終端裝置中常見的壓力脈動和局部氣泡也會對測量產生很大影響。一般精度較高的超聲波流量測量是基于飛行時差法的基本原理，其常用的表達式是
權利要求1.用于燃油終端結算的超聲波流量測量的裝置，其特征在于包括兩個或兩個以上的獨立的超聲波測量單元，用于控制各個獨立的超聲波測量單元的控制電路，以及用于接收各超聲波測量單元的測量結果并做進一步分析以計算出流量并將流量輸出的上位處理器; 其中所述兩個或兩個以上的獨立的超聲波測量單元依次串接。
2.根據權利要求1所述的超聲波流量測量的裝置，其特征在于所述每個超聲波測量單元包括一對超聲波傳感器、一個帶彎管且設有超聲波傳感器安裝位置的測量管段、電子裝置；每個超聲波測量單元的測量管段和流量出入口呈“S”形，即測量管段的入口彎管與出口彎管在結構上對稱但彎曲方向相反，入口彎管和出口彎管的軸線保持在同一平面上。
3.根據權利要求2所述的超聲波流量測量的裝置，其特征在于所述每個超聲波測量單元的測量管段直徑等于或小于燃油終端結算系統(tǒng)的管路口徑。
4.根據權利要求2所述的超聲波流量測量的裝置，其特征在于所述超聲波傳感器安裝在所述測量管段上；且超聲波傳感器面對面準直，聲波傳播的軸線與測量管段直線部分的軸線重合。
專利摘要本實用新型涉及用于燃油終端結算的超聲波流量測量的裝置，包括兩個或兩個以上的獨立的飛行時差法超聲波測量單元，用于控制各個獨立的超聲波測量單元的控制電路，以及用于接收各超聲波測量單元的測量結果并做進一步分析以計算出流量并將流量輸出的上位處理器；其中所述兩個或兩個以上的獨立的超聲波測量單元依次串接，通過動態(tài)加權平均計算得到最終流量結果，降低時差測量隨機誤差的影響，提高小容積測量和標定的精度和重復性；各測量管段的直徑適當收縮使之小于系統(tǒng)管路口徑，提高流體的通過流速和雷諾系數(shù)，以改善時差測量的分辨率和流量測量的精度和線性度。
文檔編號G01F1/66GK202158878SQ201120099399
公開日2012年3月7日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權日2011年4月7日
發(fā)明者劉風華, 廖仁, 陳建明 申請人:托肯恒山科技(廣州)有限公司