一种基于超声流量计的质量流量计的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于超声流量计的质量流量计，包括由测量管以及设于该测量管内的至少两个换能器构成的超声流量计，其特征在于：所述测量管的管壁设有低端测压口；另外，所述质量流量计还包括与所述测量管同轴设置并相互连通的入口圆管和圆锥状收缩管，其中，所述入口圆管与所述收缩管大端固定连接，所述收缩管的小端与所述测量管入口端固定连接，所述入口圆管的管壁上设有高端测压口。其优点是：避免了流体参数变化对测量的影响，提高了测量稳定性和精度，也大大减少了测量系统的设备投资和安装维护工作量。该质量流量计具有成本低、口径覆盖范围宽、适用气体和液体流量测量、无需温度压力补偿的优点。
【专利说明】一种基于超声流量计的质量流量计
【技术领域】
[0001]本发明属测量管路流体流量的仪器仪表【技术领域】，具体涉及一种基于超声流量计的质量流量计。
【背景技术】
[0002]对于气体和液体的流量测量，除了科氏质量流量计等少数流量计可直接测得流体的质量外，大多数流量仪表测量的是都是流体的工况体积流量。由于流体的工况体积是一个随密度变化的变量，不同密度条件下同样的体积其质量是不同的，因此工况体积流量在密度变化的情况下是不能准确地表达流体真实流量的。而绝大多数的工况条件压力和温度都是变化的，因而密度也随之变化，造成同样的体积流量其质量并不相等的问题，这样容易造成过程控制失调或失控而带来生产危害，特别是当用于贸易结算时，会带来很大的误差而引发贸易争端。因此对因参数变化而产生的这种影响应进行消除或减小，为此最好是直接测量流体的质量流量，可用上述的质量流量计进行测量。但是由于科氏质量流量计价格昂贵且不能用于较大口径等原因，又限制了其应用的范围。为此人们只能对体积流量采用压力和温度补偿的方式，间接得到流体的质量流量或标准状态下的体积流量。由此不仅增加了设备投资及测量系统的复杂，也会因补偿措施缺欠或不完善而带来测量误差。为此人们需要找到一种成本低、口径覆盖范围宽、适用气体和液体流量测量、无需温度压力补偿的的质量流量计。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于超声流量计的质量流量计，具有成本低、口径覆盖范围宽、适用气体和液体流量测量、无需温度压力补偿的优点。
[0004]为了达到上述发明目的，本发明实施例提出的一种基于超声流量计的质量流量计是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种基于超声流量计的质量流量计，包括由测量管以及设于该测量管内的至少两个换能器构成的超声流量计，其特征在于:所述测量管的管壁设有低端测压口 ；另外，所述质量流量计还包括与所述测量管同轴设置并相互连通的入口圆管和圆锥状收缩管，其中，所述入口圆管与所述收缩管大端固定连接，所述收缩管的小端与所述测量管入口端固定连接，所述入口圆管的管壁上设有高端测压口。
[0006]上述结构中，入口圆管可与工艺管道相连，且可通过高端测压口在入口圆管处获取流体流经入口圆管所形成的高端压力信号；圆锥状收缩管完成对流体的收缩整流以便在其后部形成一个稳定的压力信号，流体经过收缩整流后，到达测量管后变成了均速稳定的流动状态；通过测量管内的低端测压口在此部位产生一个与流速成反比的低端压力信号，同时在此段流动均速稳定状态下用超声换能器完成对流速的测量。之后可利用公式(4)通过差压和流速计算获得流体的质量，由于其测量过程中与流体的密度无关，因此测量气体或液体不需要压力温度补偿。[0007]以下将对于公式(4)以及其推导过程进行简要描述:
[0008]文丘里管差压流量公式
【权利要求】
1.一种基于超声流量计的质量流量计，包括由测量管以及设于该测量管内的至少两个换能器构成的超声流量计，其特征在于:所述测量管的管壁设有低端测压口 ；另外，所述质量流量计还包括与所述测量管同轴设置并相互连通的入口圆管和圆锥状收缩管，其中，所述入口圆管与所述收缩管大端固定连接，所述收缩管的小端与所述测量管入口端固定连接，所述入口圆管的管壁上设有高端测压口。
2.如权利要求1所述的一种基于超声流量计的质量流量计，其特征在于:所述质量流量计还包括同轴设置于所述测量管出口端的圆锥状扩张管，所述扩张管的小端与所述测量管出口端固定连接。
3.如权利要求2所述的一种基于超声流量计的质量流量计，其特征在于:所述入口圆管、收缩管、测量管和扩张管为一体结构。
4.如权利要求1、2或3所述的一种基于超声流量计的质量流量计，其特征在于:所述质量流量计还包括与所述换能器连接的超声传感器，以及通过导压管分别与所述高端测压口和低端测压口相连通的压差传感器。
5.如权利要求4所述的一种基于超声流量计的质量流量计，其特征在于:所述测量管外套设有对应所述低端测压口设置的低端测压环，所述入口圆管外套设有对应所述高端测压口设置的高端测压环，所述压差传感器通过导压管和所述高端测压环与所述高端测压口连通，通过导压管和所述低端测压环与所述低端测压口连通。
6.如权利要求4所述的一种基于超声流量计的质量流量计，其特征在于:所述质量流量计还包括与所述超声传感器相连的超声变换器、与所述压差传感器相连的压差变换器以及流量积算仪，所述流量积算仪连接所述超声变换器和压差变换器。
7.如权利要求6所述的一种基于超声流量计的质量流量计，其特征在于:所述超声流量计为单声道超声流量计。
【文档编号】G01F1/88GK103674146SQ201210356248
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】常勤信 申请人:上海迪纳声科技股份有限公司