流量计系统的制作方法_5

文档序号:8367306阅读:来源:国知局
骤替代。所述模拟根据通过用户输入的换能器115a、115b、115c、115d以及115e的位置以及定向,以及根据从换能器115a、115b、115c、115d以及115e中获得的流量测量读数,使用OWICS方法来产生体积通量Q_0WICS。
[0217]微控制器28然后根据上述所检索的体积通量Q_0WICS以及根据通过用户提供的流动干扰元件的类型、位置以及定向从关系数据集中检索误差E。
[0218]随后根据上述误差E以及上述体积通量Q_OWICS确定流体的体积通量。
[0219]图18到33示出了使用上述使用声学流量计103的方法的不同流体系统的不同流动速率测量误差图形。
[0220]每一图式示出了使用上述实施例中的上述方法的流动速率测量误差曲线图以及使用已知方法的另一流动速率测量误差曲线图。这些图形示出上述方法的流动速率测量误差小于已知方法的流动速率测量误差。
[0221]图19示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有两个换能器声学平面的声学流量计。
[0222]图20示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有三个换能器声学平面的声学流量计。
[0223]图21示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有四个换能器声学平面的声学流量计。
[0224]图22示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有五个换能器声学平面的声学流量计。
[0225]图23示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有两个换能器声学平面的声学流量计。
[0226]图24示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有三个换能器声学平面的声学流量计。
[0227]图25示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有四个换能器声学平面的声学流量计。
[0228]图26示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有45度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有五个换能器声学平面的声学流量计。
[0229]图27示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有两个换能器声学平面的声学流量计。
[0230]图28示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有三个换能器声学平面的声学流量计。
[0231]图29示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有四个换能器声学平面的声学流量计。
[0232]图30示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、2.82942米/秒的流动速率以及具有五个换能器声学平面的声学流量计。
[0233]图31示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有两个换能器声学平面的声学流量计。
[0234]图32示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有三个换能器声学平面的声学流量计。
[0235]图33示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有四个换能器声学平面的声学流量计。
[0236]图34示出了一个系统的流动速率测量误差曲线图,其中所述系统具有90度弯头干扰元件、12米/秒的流动速率以及具有五个换能器声学平面的声学流量计。
[0237]图35到38示出了实施例以说明测量路径定向对声学流量测量的影响。
[0238]图35示出了具有90度弯曲的弯头导管800,所述导管具有流过导管800的流体的流动剖面802。
[0239]导管800应用于各种工业应用中。弯头导管800用作流体流动干扰元件,其中在导管800中流动的流体的离心力对在导管800中心中较快的流动流体粒子的作用比对靠近导管800的壁的较慢的流动粒子的作用更大。
[0240]如图36中所见,这引起了在中心处导向弯头导管800的外侧的二次流动810以及在壁处导向弯头导管800的内侧的二次流动820。同时,流体的最大速度830转向弯头导管800的外侧。
[0241]基于图35,明显的是,二次流动810以及820将影响沿着如图37中所见竖直平面840中的测量路径而不是沿着如图38中所见水平平面850中的测量路径的声学流量测量。
[0242]因此,沿着路径所得的测量取决于路径840相对于干扰元件800的相对应的定向。
[0243]因此,对于流动速率计算必须考虑到声学路径相对于干扰元件的定向的定向。
[0244]在广义上,干扰元件的所述相对定向可以由固定协调系统来替代,其中界定了两个定向参数集,即干扰元件的绝对定向以及声学测量路径的定向。
[0245]在固定协调系统中,使用上述实施例,干扰元件可以被界定为具有90度弯曲并且干扰元件中的流体的流动被界定为沿着I轴进行且转向到X轴,如图35中所示。声学路径可以被界定为如图37中所示的竖直xy平面中的测量路径或为如图38中所示的水平xz平面中的测量路径。
[0246]声学流量计的换能器可以具有直接测量路径或反射测量路径。
[0247]图39示出了具有直接测量路径910的夹紧的声学换能器对。图39描绘了两个换能器900,所述换能器通过换能器壳体904夹紧到流管902上。
[0248]换能器壳体904将换能器900容纳在预定位置处使得换能器900以非侵入性方式沿着导管902纵向布置,其中换能器900沿着导管902相对于彼此偏移。
[0249]换能器900还成角度或指向预定定向,这取决于流动干扰元件的定向。声学换能器900经配置以通过直接测量路径910直接交换声学信号。
[0250]图40示出了具有反射测量路径920的夹紧的声学换能器对。图40示出了图39的换能器900,其中换能器900经配置以经由通过反射测量路径920在导管902的相对壁上进行的简单反射来交换声学信号。
[0251]图41示出具有不同相对定向以及具有不同位置的上述声学换能器对的流量测量。
[0252]所述实施例还可以利用以下组织成项的特征或元件的列表来描述。揭示于所述项列表中的特征的对应组合对应地被视为独立标的物,这些组合还可以与本申请案的其它特征组合。
[0253]1.一种用于测量液体导管中的液体的流动速率的声学流量计,所述声学流量计包括
[0254]至少一个声学发射器和接收器对,所述声学发射器和接收器对测量所述液体导管中的所述液体的流速值,
[0255]支架,所述支架用于将所述声学发射器和接收器对固定到所述液体导管上,
[0256]界面单元,所述界面单元用于通过用户输入接收
[0257]-液体干扰元件的类型数据、位置数据以及定向数据,以及
[0258]计算机模块,所述计算机模块包括
[0259]-存储器单元,所述存储器单元存储
[0260]-所述液体干扰元件的所述类型数据、所述位置数据以及所述定向数据,
[0261]-液体干扰元件的多个预定类型以及预定定向,以及
[0262]-处理器,所述处理器用于根据以下各者计算所述液体的流动速率:
[0263]-所述液体干扰元件的所述类型数据、所述位置数据以及所述定向数据,以及
[0264]-来自所述声学发射器和接收器对的所述流速值,以及
[0265]-输出装置,所述输出装置用于输出所述流动速率。
[0266]2.根据第I项所述的流量计,其中
[0267]所述流量计包括至少两个声学发射器和接收器对,每一声学发射器和接收器对测量所述液体导管中的在所述液体导管内的不同水平面处的所述液体的流速值。
[0268]3.根据第2项所述的流量计,其进一步包括用于在不同时刻处单独地激活所述声学发射器和接收器对使得所述发射器和接收器对的声学信号不彼此干扰的构件。
[0269]4.根据上述项中的一者所述的流量计,其中
[0270]所述输出装置经配置以显示液体干扰元件的所述预定类型,以用于用户通过所述界面单元选择特定类型数据。
[0271]5.根据上述项中的一者所述的流量计,其中
[0272]所述存储器单元还存储所述声学发射器和接收器对的多个相对应的预定位置以及相对应的预定定向,以及
[0273]所述处理器还根据所述声学发射器和接收器对的位置数据以及定向数据计算所述流动速率。
[0274]6.根据第5项所述的流量计,其中
[0275]所述界面单元接收所述声学发射器和接收器对的所述位置数据以及所述定向数据。
[0276]7.根据上述项中的一者所述的流量计,其中
[0277]所述存储器单元进一步存储
[0278]-多个预定流动速率,
[0279]-所述液体干扰元件的多个相对应的预定位置,以及
[0280]-所述声学发射器和接收器对的多个相对应的预定流速值。
[0281]8.一种操作用于测量液体流量的声学流量计的方法,所述声学流量计附接到液体导管上,所述方法包括
[0282]提供
[0283]-多个预定流动速率,
[0284]-液体干扰元件的多个相对应的预定类型、相对应的预定位置以及相对应的预定定向,以及
[0285]-声学发射器和接收器对的多个相对应的预定流速值,
[0286]从所述声学发射器和接收器对接收液体的流速值,
[0287]根据以下各者确定流动速率:
[0288]-所述液体干扰元件的所述类型数据、所述位置数据以及所述定向数据,以及
[0289]-来自所述声学发射器和接收器对的所述流速值,以及
[0290]输出所述流动速率。
[0291]9.根据第8项所述的方法,其进一步包括接收液体干扰元件的类型数据、位置数据以及定向数据。
[0292]10.根据第9项所述的方法,其进一步包括
[0293]提供所述声学发射器和接收器对的多个相对应的预定位置以及相对应的预定定向,以及
[0294]接收声学发射器和接收器对的位置数据以及定向数据。
[0295]11.根据第10项所述的方法,其中
[0296]还根据以下各者确定所述流动速率:
[0297]所述声学发射器和接收器对的所述位置数据以及所述定向数据。
[0298]12.根据第8项到第11项中的一者所述的方法,其进一步包括
[0299]根据以下各者模拟所述液体的流动剖面:
[0300]-流动速率,以及
[0301]-所述液体干扰元件的所述类型数据、所述位置数据以及所述定向数据,以及
[0302]将所述流动剖面连同所述相对应的流动速率以及连同所述液体干扰元件的所述相对应的类型数据、所述相对应的位置数据以及所述相对应的定向数据存储在一起。
[0303]13.根据第12项所述的方法,其进一步包括
[0304]根据以下各者模拟所述声学发射器和接收器对的流速值:
[0305]-所述流动剖面以及
[0306]-以及所述声学发射器和接收器对的所述位置
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