专利名称：气体超声流量计声延时测试方法和测量装置的制作方法
技术领域：
气体超声流量计声延时测试方法和测量装置，涉及对超声流量计类仪表的超声波传播时间的检测技术，尤其涉及到检测电子电路信号传输延迟时间、换能器信号延迟时间、信号采样点滞后时间、信号线缆延迟时间测量时间误差技术，适用于对各种口径超声流量计的声速检测。
背景技术：
气体超声流量计的声延时测量，是针对流量计本身固有参与运算的声速声信号采样的延迟时间(微秒级)检测，检测的准确度将直接影响仪表制造的最终质量。目前国内外采用传统的“作图法”来测量气体超声流量计的声延时，这种方法测试时间较长对环境要求较高，很难控制试验点的温湿度，导致声延时检测数据不稳定；另外在测试箱内检测的换能器，还要装入被测仪表表体声道中，与三坐标测量的标准声程会产生安装误差，一定程度上影响了声延时的测量精度。
发明内容
针对上述现有测量气体超声流量计的声延时方法的不足，本发明提供一种操作简便、稳定可靠性好，可用于测量各种气体介质的高精度标准气体声速测量装置(简称声速测量装置)，通过经校准的声速测量装置和电脑和上位机软件，对测试被检气体超声流量计(以下简称被检仪表)所在地的标准声速，来对比求证被检仪表的声延时数据的测量方法。气体超声流量计声延时就是指该流量计每个声道一对换能器在不同的气体介质中从发射到接收过程中正常传输时间以外的延迟时间，主要包括超声波在电子电路、换能器、信号线缆中传输时产生的延迟时间，同时采样波形的选择也会造成声波的延迟时间。在同样的气体介质组分、温度和压力测试条件下，假设此时的气体介质没有流动，则该气体介质的声速是一个定值，经过校准的声速检测装置检测到的声速与被检测表中的声速应当是相同的，因而可以获得标准声速，同时被检测表中各声道的声程是预知的，实际的声时t ；被检测表在没有考虑声延时的情况下，检测到的声速V’，已知Lp此时的声时为t’，与实际的声时之间存在一个声延时τ ；在实际测量过程中，通过软件设置改变τ值的大小，使得V’ = Vp通过这种声速比对的方法获得实际的气体超声流量计的声延时τ ο本发明测量气体超声流量计声延时方法，是将经校准的声速测量装置与被检气体超声流量计一起放在同一个温度受控的房间内4小时以上，以保证声速测量装置与被检气体超声流量计气体成分及温湿度达到一致；利用声速测量装置测定实验场地实际声速(V
，与安装在已知被检气体超声流量计表体内换能器之间的声程(Ld，由上位机软件自动计算出在零流量时被检气体超声流量计各组换能器的声延时数据，并将其设入被检气体超声流量计的转换器内各声道声延时参数表中，以其达到被检气体超声流量计零流量时各声道的气体介质声速一致，精确度可达到千分位，完成被检气体超声流量计各个声道的换能器声延时(τ)的检测数值。本发明方法测量气体超声流量计声延时(τ )，是基于常压室内条件下，气体介质没有流动时，则该气体介质声速是一个定值，如温度在10 30°c内变化时，每变化一度对声速度影响0. 6m/s。利用每一台超声流量计的声延时都是固定值，安装在表体内换能器之间的声程距离1^也是固定值，超声在同一环境内的气体转播速度是保持不变这三个特性以及用声速测量装置检测到的现场实际的声速，通过对比法来求证气体超声流量计声延时(τ)，具体步骤如下1.将被测换能器安装在已知被检气体超声流量计的表体各组声道内，直接测定换能器两端面之间的声程(L)距离，然后装上两端法兰盲板。2.通过通讯口端用数据线与电脑主机连接，接上被测超声流量计的转换器，然后将一个温度变送器插入声速装置内，另一个温度变速器插入被测表体内，待腔体内气流稳定、温度稳定。3.启动声速测量转换器和电脑上位机软件，设置被检气体超声流量计、换能器和温度变送器，压力变送器的各种参数(如口径、声程、频率、温压量程范围等)在计算机上位机中读取被测转换器上声时(t)、声速测量装置声速(V)、声速测量装置上温度变送器的温度(Ti)、被测表体内温度变送器的温度(T2)。4.利用公式求出声延时(τ)。
权利要求
1.气体超声流量计声延时测量方法和测量装置，其特征在于是将经校准的声速测量装置与被检气体超声流量计一起放在同一个温度受控的房间内4小时以上，利用声速测量装置测定实验场地实际声速(V$)，与安装在已知被检气体超声流量计表体内换能器之间的声程0^)，由上位机软件自动计算出在零流量时被检气体超声流量计各组换能器的声延时数据，并将其设入被检气体超声流量计的转换器内各声道声延时参数表中，以其达到被检气体超声流量计零流量时各声道的气体介质声速一致，通过对比法来求证气体超声流量计声延时(τ)，具体步骤如下1).将被测换能器安装在已知被检气体超声流量计的表体各组声道内，直接测定换能器两端面之间的声程(L)距离，然后装上两端法兰盲板；2).通过通讯口端用数据线与电脑主机连接，接上被测超声流量计的转换器，然后将一个温度变送器插入声速装置内，另一个温度变速器插入被测表体内，待腔体内气流稳定、温度稳定；3).启动声速测量转换器和电脑上位机软件，设置被检气体超声流量计、换能器和温度变送器，压力变送器的各种参数(如口径、声程、频率、温压量程范围等)在计算机上位机中读取被测转换器上声时(t)、声速测量装置声速(V)、声速测量装置上温度变送器的温度(T1)、被测表体内温度变送器的温度(T2)；4).利用公式求出声延时(τ)
2.气体超声流量计声延时测量方法和测量装置，其特征在于高精度标准气体声速测量装置由温度变送器(1)，标准表转换器O)，高精度压力变送器(3)，标准表表体，第一标准换能器(5)，标准表盲板(6)，温度变送器安装口(7)，第二标准换能器(8)构成，第一标准换能器( 和第二标准换能器(8)和标准表盲板(6)，固密封定设置在标准表表体(4)两端；温度变送器(1)固定设置在标准表表体(4)上的温度变送器安装口(7)内；高精度压力变送器C3)固定设置在标准表表体(4)上；温度变送器(1)，高精度压力变送器(3)，第一标准换能器(5)，第二标准换能器(8)通过电缆与标准表转换器(2)电路连接；电脑和上位机软件由计算器(9)，标准表通讯线缆(10)，电脑/上位机软件(11)，被检表通讯线缆(12)电路连接组成，标准表通讯线缆(10)与标准表转换器O)电路连接；被检气体超声流量计装置由被检表压力变送器(13)，被检表压力转换器(14)，被检气体超声流量计、盲板和螺栓螺母(1 组成，被检表通讯线缆(1 与被检表压力转换器(14)电路连接。
全文摘要
气体超声流量计声延时测试方法和测量装置，涉及对超声流量计类仪表的超声波传播时间的检测技术，尤其涉及检测电子电路信号传输延迟时间、换能器信号延迟时间、信号采样点滞后时间、信号线缆延迟时间测量时间误差技术，适用于对各种口径超声流量计的声速检测。本发明声延时测试方法是通过经检测的高精度标准气体声速测量装置、电脑和上位机软件，被检气体超声流量计测试超声流量计所在地的标准声速，来对比求证被检仪表的声延时数据的一种测量方法。
文档编号G01H5/00GK102589656SQ201110458819
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者方超, 邱亿忠 申请人:上海中核维思仪器仪表有限公司