一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计与流程

本发明属于流量测量装置技术领域，具体涉及一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计。

背景技术：

目前，传统流量计一般要求管内流体为满管状态，测量管内的流速v，对应测量管的截面积s的流量q＝s*v。对于非满管的流量测量在测量v的同时还需要测量管内流体的高度h。为了实现非满管状态下流体的精确测量，提出了很多用于非满管的方法，例如导电流体的非满管流量测量方法等，此类方法测量灵敏度不高，误差大，若要实现精确测量，在测量不同流体时必须重新进行标定。

电磁流量计的通用型号对流型分布敏感，对非满管流动状态不能实现准确测量，即使通过方法的改进实现了非满管的流量测量，例如一种可用于非满管流量测量的电容式电磁流量计，其测量精度然较高，却因为流体返出管线的尺寸不规则等大大影响了测量精度，而且价格不菲，使用成本高，以及实现过程较为复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计，具有能够克服现有流量计在非满管流动状态下需要对不同流体介质进行标定、管线尺寸不规则、测量精度低、成本高的特点。

本发明另一目的在于提供一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计的实现方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计，包括悬挂装置、数字显示屏、电池仓锁、等电位连接、压力/温度传感器连接口、超声波传感器连接口、按键、接口电缆、goretex膜空气补偿、带保护帽的前调制解调器和面积速度流量计；其中，所述面积速度流量计的上端安装有悬挂装置，所述面积速度流量计的表面上方安装有数字显示屏，所述数字显示屏的下端设置有按键，所述按键的下方设置有电池仓锁，所述面积速度流量计的一侧下端设置有goretex膜空气补偿，所述goretex膜空气补偿的下方安装有等电位连接，所述等电位连接的下方安装有压力/温度传感器连接口，所述压力/温度传感器连接口的下方安装有超声波传感器连接口，所述面积速度流量计的另一侧与按键对应位置安装有接口电缆，所述接口电缆的下方安装有带保护帽的前调制解调器。

在本发明中进一步的，所述面积速度流量计在顺流或逆流时均可以使用超声波，采用多普勒原理测量流体速度。

在本发明中进一步的，所述面积速度流量计进行液面高度测量时是使用超声波，采用不同介质反射原理实现的。

在本发明中进一步的，所述面积速度流量计的流量的计算公式为：流量＝截面积*流体速度*时间。

在本发明中进一步的，所述等电位连接、压力/温度传感器连接口、超声波传感器连接口和goretex膜空气补偿的线束均通过扎带统一扎住管理。

所述面积速度流量计内部包括数据传输和数据采集、处理模块，利用流速传感器和液位传感器进行数据采集和处理。

在本发明中进一步的，所述的一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计的实现方法，包括以下步骤：

(1)测流速：面积速度流量计利用多普勒原理测量处非满管内流体速度v；

(2)测液高：使用超声波，采用不同介质反射原理实现对非满管内液体进行液面高度h的测量；

(3)算截面积：面积速度流量计在管道或河道工作时，由于截面轮廓确定，液面高度h通过测量获得，则截面积a可以算出；

(4)算出流量：流量q的计算公式为：q＝a*v*t。

在本发明中进一步的，所述的一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计的实现方法，所述面积速度流量计在顺流或逆流时均可以使用超声波，采用多普勒原理测量流体速度；所述面积速度流量计进行液面高度测量时是使用超声波，采用不同介质反射原理实现的；所述面积速度流量计的流量的计算公式为：流量＝截面积*流体速度*时间；所述等电位连接、压力/温度传感器连接口、超声波传感器连接口和goretex膜空气补偿的线束均通过扎带统一扎住管理；所述面积速度流量计内部包括数据传输和数据采集、处理模块，利用流速传感器和液位传感器进行数据采集和处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过连接流速传感器和液位传感器，可以实现对非满管流的流量进行实时测量，能够克服现有流量计在非满管流动状态下需要对不同流体介质进行标定、管线尺寸不规则的测量，提高测试精度高，数据误差小；

2、本发明通过将整体结构细小化，使其可以应用于非满管流、河道、明渠等的流量测量；

3、本发明通过设置金属外壳，同时在其接口连接处设置有保护帽和防水垫圈，有效提高使用寿命和防水性能；

4、本发明通过简化结构，优化计量算法，减少不必要的元器件，造价低廉，降低成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的悬挂装置立体结构示意图；

图3为本发明的面积速度流量计组成示意图；

图4为本发明的运行流程示意图；

图中：1、悬挂装置；2、数字显示屏；3、电池仓锁；4、等电位连接；5、压力/温度传感器连接口；6、超声波传感器连接口；7、按键；8、接口电缆；9、goretex膜空气补偿；10、带保护帽的前调制解调器；11、面积速度流量计。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计，包括悬挂装置1、数字显示屏2、电池仓锁3、等电位连接4、压力/温度传感器连接口5、超声波传感器连接口6、按键7、接口电缆8、goretex膜空气补偿9、带保护帽的前调制解调器10和面积速度流量计11；其中，面积速度流量计11的上端安装有悬挂装置1，面积速度流量计11的表面上方安装有数字显示屏2，数字显示屏2的下端设置有按键7，按键7的下方设置有电池仓锁3，面积速度流量计11的一侧下端设置有goretex膜空气补偿9，goretex膜空气补偿9的下方安装有等电位连接4，等电位连接4的下方安装有压力/温度传感器连接口5，压力/温度传感器连接口5的下方安装有超声波传感器连接口6，面积速度流量计11的另一侧与按键7对应位置安装有接口电缆8，接口电缆8的下方安装有带保护帽的前调制解调器10。

进一步的，面积速度流量计11在顺流或逆流时均可以使用超声波，采用多普勒原理测量流体速度。

进一步的，面积速度流量计11进行液面高度测量时是使用超声波，采用不同介质反射原理实现的。

进一步的，面积速度流量计11的流量的计算公式为：流量＝截面积*流体速度*时间。

进一步的，等电位连接4、压力/温度传感器连接口5、超声波传感器连接口6和goretex膜空气补偿9的线束均通过扎带统一扎住管理。

进一步的，面积速度流量计11内部包括数据传输和数据采集、处理模块，利用流速传感器和液位传感器进行数据采集和处理。

进一步的，本发明所述的一种利用超声波多普勒方法测非满管流的面积速度流量计的实现方法，包括以下步骤：

(1)测流速：面积速度流量计11利用多普勒原理测量处非满管内流体速度v；

(2)测液高：使用超声波，采用不同介质反射原理实现对非满管内液体进行液面高度h的测量；

(3)算截面积：面积速度流量计11在管道或河道工作时，由于截面轮廓确定，液面高度h通过测量获得，则截面积a可以算出；

(4)算出流量：流量q的计算公式为：q＝a*v*t。

进一步的，面积速度流量计11在顺流或逆流时均可以使用超声波，采用多普勒原理测量流体速度；面积速度流量计11进行液面高度测量时是使用超声波，采用不同介质反射原理实现的；面积速度流量计11的流量的计算公式为：流量＝截面积*流体速度*时间；等电位连接4、压力/温度传感器连接口5、超声波传感器连接口6和goretex膜空气补偿9的线束均通过扎带统一扎住管理；面积速度流量计11内部包括数据传输和数据采集、处理模块，利用流速传感器和液位传感器进行数据采集和处理。

实施例1

将面积速度流量计11固定悬挂在合适位置，利用流速传感器和液位传感器与面积速度流量计11连接，利用多普勒原理测量处非满管内流体速度v；然后使用超声波，采用不同介质反射原理实现对非满管内液体进行液面高度h的测量；面积速度流量计11在管道或河道工作时，由于管道的截面轮廓确定，因而液面高度h通过测量便可获得，则截面积a可以算出；流量q的计算公式为：q＝a*v*t，从而测得非满管的流量，使用便携。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。