本實(shí)用新型涉及流量計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波質(zhì)量流量計(jì)。

背景技術(shù)：

目前質(zhì)量測(cè)量方法多種，如：科氏質(zhì)量流量計(jì)，壓差式質(zhì)量流量計(jì)，組合式流量測(cè)量等。

但是，現(xiàn)有相關(guān)測(cè)量?jī)x器有如下缺陷：1.測(cè)量精度參差不齊；2.儀器適應(yīng)能力差。有些測(cè)量?jī)x器只能對(duì)固定的流體進(jìn)行測(cè)量，如只能測(cè)量氣體，不能適應(yīng)多種流體；3.精度較高的儀表一般測(cè)量平臺(tái)較為復(fù)雜，使用和維護(hù)較為麻煩，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)便于應(yīng)用的儀器大都精度較低，兩者難于同一。

更重要的是以上儀器都不能對(duì)待測(cè)流體各方面物理參數(shù)進(jìn)行綜合性的測(cè)量，如流量計(jì)只測(cè)流量，密度計(jì)只測(cè)密度等。綜上所述，現(xiàn)有流體物理參數(shù)測(cè)定儀器在技術(shù)和方法上不能廣泛的適應(yīng)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，在測(cè)量結(jié)果上無(wú)法全面的提供待測(cè)流體各項(xiàng)參數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種超聲波質(zhì)量流量計(jì)，用于解決現(xiàn)有的質(zhì)量流量計(jì)無(wú)法廣泛適用于測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型的一種超聲波質(zhì)量流量計(jì)，其包括：用于流體經(jīng)過(guò)的管道，設(shè)于所述管道上的至少一組超聲波傳感器，以及測(cè)量主機(jī)；其中，所述的測(cè)量主機(jī)控制所述的超聲波傳感器發(fā)射和接收信號(hào)，從而獲取質(zhì)量流量值。

其中，所述超聲波傳感器包括：超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，其中所述的超聲波發(fā)射器和超聲波接收器分別設(shè)置于管道上下兩側(cè)，且位于同一經(jīng)過(guò)管道的軸線的面內(nèi)。

其中，所述的超聲波傳感器為兩組，兩組超聲波傳感器分列于管道不同的經(jīng)管道的軸線的面上。

其中，所述的管道上還設(shè)有用于檢測(cè)流經(jīng)管道內(nèi)的流體溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器電連接于檢測(cè)主機(jī)。

其中，所述的管道的兩端還設(shè)有外延的連接盤(pán)，所述連接盤(pán)上設(shè)有連接孔。

其中，所述的測(cè)量主機(jī)上還設(shè)有用于顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)的顯示屏。

本實(shí)用新型公開(kāi)的超聲波質(zhì)量流量計(jì)，相比現(xiàn)有技術(shù)而言的有益效果在于，超聲波以其高頻特性可完成較高測(cè)量精度的測(cè)量，對(duì)質(zhì)量流量測(cè)量精度較高。儀器結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，傳感器加主機(jī)，在無(wú)復(fù)雜機(jī)械部件?？蛇m用于多種液體質(zhì)量流量測(cè)量，對(duì)測(cè)量對(duì)象多元化?？蓪?duì)待測(cè)流體的個(gè)項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行綜合性分析，在測(cè)質(zhì)量流量同時(shí)也可以測(cè)得流體密度、溫度能量等信息。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型超聲波質(zhì)量流量計(jì)的主視圖。

圖2為本實(shí)用新型超聲波質(zhì)量流量計(jì)的前視圖。

圖3為本實(shí)用新型超聲波質(zhì)量流量計(jì)的左視圖。

圖4為圖3的剖視圖。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型予以進(jìn)一步地詳盡闡述。

請(qǐng)參閱附圖1至附圖4，在本實(shí)施例中，該超聲波質(zhì)量流量計(jì)，其包括：用于流體經(jīng)過(guò)的管道1，設(shè)于所述管道1上的至少一組超聲波傳感器3，以及測(cè)量主機(jī)2；其中，所述的測(cè)量主機(jī)2控制所述的超聲波傳感器3發(fā)射和接收信號(hào)，從而獲取質(zhì)量流量值。

其中，所述超聲波傳感器3包括：超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，其中所述的超聲波發(fā)射器和超聲波接收器分別設(shè)置于管道1上下兩側(cè)，且位于同一經(jīng)過(guò)管道的軸線的面內(nèi)。

在本實(shí)施例中，所述的超聲波傳感器3為兩組，兩組超聲波傳感器分列于管道不同的經(jīng)管道的軸線的面上。在其他實(shí)施例中，超聲波傳感器3也可以是多組，從而提高檢測(cè)的精度。多聲道超聲波流量計(jì)測(cè)流原理與單聲道超聲波流量計(jì)基本相同,只是測(cè)流時(shí)在流量的斷面上布設(shè)了多個(gè)傳感器。通過(guò)精確地測(cè)量各聲道上超聲波沿水流順向及逆向傳播的時(shí)差,用加權(quán)積分的方法計(jì)算出流量。由于大口徑管道內(nèi)各點(diǎn)的流速是不同的,如果用1個(gè)點(diǎn)的流速計(jì)算流量,誤差往往很大。應(yīng)用多聲道超聲波流量計(jì)就解決了這一難題,并大大地提高了流量的測(cè)量精確。

其中，所述的管道上還設(shè)有用于檢測(cè)流經(jīng)管道1內(nèi)的流體溫度的溫度傳感器4，所述溫度傳感器4電連接于檢測(cè)主機(jī)2。該實(shí)施例中的超聲波質(zhì)量傳感器同時(shí)可以檢測(cè)流體的溫度。

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤喐綀D3，所述的管道1的兩端還設(shè)有外延的連接盤(pán)11，所述連接盤(pán)上設(shè)有連接孔11，位于管道1的管道壁外還設(shè)有用于支撐的支腳112。

其中，主機(jī)2上還設(shè)有用于顯示數(shù)據(jù)的顯示屏21，內(nèi)部還設(shè)有PCB控制電路板22。(請(qǐng)具體補(bǔ)充PCB控制電路板的功能模塊，以及技術(shù)參數(shù))

該超聲波質(zhì)量流量計(jì)的工作原理如下：

測(cè)量模型包括主機(jī)和超聲波收發(fā)傳感器兩個(gè)部分，主機(jī)完成對(duì)超聲波收發(fā)的時(shí)序控制，該時(shí)序采用輪循方式，超聲波信號(hào)的分析、計(jì)算以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的輸出。

測(cè)量方法：

對(duì)質(zhì)量流量的分為兩個(gè)部分，即流體瞬時(shí)體積流量測(cè)量和流體密度測(cè)量，這兩個(gè)參數(shù)的的測(cè)量均可利用超聲波探測(cè)識(shí)別技術(shù)來(lái)完成。

瞬時(shí)體積流量測(cè)量：超聲傳感器的發(fā)射器和接收器探頭之間進(jìn)行超聲波收發(fā)，當(dāng)有流體流過(guò)時(shí)，傳感器所接收到的超聲波信號(hào)在時(shí)域上會(huì)搭載一定流量信息。首先，通過(guò)對(duì)超聲波信號(hào)的時(shí)域特性分析得到流速信息。流量計(jì)采用時(shí)差方式的測(cè)量原理。利用傳感器發(fā)出的超聲波在流動(dòng)著的流體中的傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，在同一傳播距離就有不同的傳輸時(shí)間，根據(jù)傳輸時(shí)間之差與被測(cè)流體流速之間的關(guān)系測(cè)出流體的流速。

流體的流速在管內(nèi)的不同位置是不同的，其管中央的流速要比靠近管壁的流速快。流體在管道中的流速分布可以用流速截面分布圖表示。通過(guò)對(duì)流量計(jì)的設(shè)置，并考慮流速的截面分布影響，從而可以計(jì)算出平均流速，再根據(jù)管道的截面積得出流體的體積流量。

其中：

V流體速度；M超聲波反射次數(shù)；D管徑；θ超聲波信號(hào)和流體之間的夾角；Tup下游傳感器發(fā)射信號(hào)到上游的時(shí)間；Tdown上游傳感器發(fā)射信號(hào)到下游的時(shí)間；ΔT＝Tup–Tdown；

其次，通過(guò)已知的管徑，管控面積等現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)換算出瞬時(shí)體積流量Qv。流體密度測(cè)量：根據(jù)超聲波在流體中的傳播特性可知：

c為流體內(nèi)超聲波速，k為流體壓縮系數(shù)，ρ為流體密度，利用主機(jī)內(nèi)超聲波收發(fā)時(shí)序控制系統(tǒng)測(cè)量超聲波旅行時(shí)間，根據(jù)已有的安裝距離信息測(cè)算流體內(nèi)超聲波速，超聲波速等于超聲波傳播距離除以傳播時(shí)間，帶入上式得出流體密度信息。

當(dāng)?shù)玫搅黧w密度和流體瞬時(shí)體積流量后根據(jù)公式：Qm＝ρ*Qv；Qm為瞬時(shí)質(zhì)量流量，ρ為流體密度，Qv為流體瞬時(shí)體積流量。計(jì)算得到流體瞬時(shí)質(zhì)量流量信息，與此同時(shí)，我們還可得到，流體密度，體積流量等衍生信息。

上述內(nèi)容，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用于限制本實(shí)用新型的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。