本实用新型涉及气体流量测速领域,具体涉及一种管道气体测速装置。
背景技术:
目前在天然气、煤气等气体输送过程中,稳定可靠地计量是保证贸易交接公平。公正的重要条件。目前市场上有出现一种使用单个反射镜的测速装置,但其测速效果不好,容易产生误差。
如图1所示如果采用单个反射镜模式,超声波从A点发射经反射到B点,天然气流速v与超声波的路径存在着夹角P,该夹角的存在会影响到最后的计算结果;甚至单个反射镜模式可能存在由于安装误差等原因导致超声波经过路径不确定,所采集的原始数据所计算的结果存在误差。
技术实现要素:
为了克服背景技术的不足,本实用新型提供一种管道气体测速装置,解决了现有技术中管道内气体测速效果不好的问题。
本实用新型所采用的技术方案:一种管道气体测速装置,包括管道,所述管道内壁上设有两个探头,管道外壁上设有电路模块,所述电路模块与探头电连接,所述探头对侧设有两个反射镜,所述探头与反射镜之间形成S1、S2、S3三条超声波线路,所述S2超声波线路与管道轴向平行布置。
所述电路模块包括电源和单片机,所述探头与单片机检测引脚电连接,电源为其供电,所述单片机内设有计时器。
所述S1、S3两条超声波线路与管道轴向垂直布置。
所述探头为可收发一体的超声波探头。
本实用新型的有益效果:该测速装置采用两个反射镜,因此可以避免使用一个反射镜时会产生的超声波速度和天然气流速之间形成夹角而产生的测量误差,提高测量精准度。
附图说明
图1为本实用新型的现有技术示意图;
图2为本实用新型实施例一种管道气体测速装置的示意图。
图中:1-探头,2-反射镜,3-电路模块,4-管道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明:
如图1和图2所示的一种管道气体测速装置,包括管道4,所述管道4内壁上设有两个探头1,管道4外壁上设有电路模块3,所述电路模块3与探头1电连接,所述探头1对侧设有两个反射镜2,所述探头1与反射镜2之间形成S1、S2、S3三条超声波线路,所述S2超声波线路与管道轴向平行布置。
作为优选的,所述电路模块3包括电源和单片机,所述探头与单片机检测引脚电连接,电源为其供电,所述单片机内设有计时器。
作为优选的,所述S1、S3两条超声波线路与管道4轴向垂直布置,可提高测量精度,减少误差。
作为优选的,所述探头1为可收发一体的超声波探头,也可使用两套收发功能分开的探头对其进行检测;收发一体的超声波探头与其相比具有节省空间的效果。
其运作方法如下:
左边的探头一发射超声波,发射角度与管道内壁垂直,当超声波经过左下的反射镜一时,超声波被水平反射到右下的反射镜二,然后在经反射镜二反射到右边的探头二,此时探头二接收到超声波的信号,把信号传递给测量电路模块,模块记录超声波从探头一经反射镜一、反射镜二到达探头二时的时间T1,同理,当探头二发射超声波,测量模块也记录超声波从探头二,经反射镜二、反射镜一到达探头一时的时间T2,从而模块自动计算往返时间差△T,从而得到天然气在管道中的流动速度v。
算法推导过程如下:
探头一(左边探头)发射超声波,经过左下的反射镜一,然后对称反射到右下的反射镜二,然后再从右下的反射镜二反射到右上的探头二,探头二(右边)接收到。
其中,由于超声波速度S3和天然气在管道中的流速v的夹角为90°,因此在路程S1和S3中的超声波速度S3和流速v的合速度均为S3+vS3os90°=S3;
由可得,在S1、S3这两个路线中的每一段的往返时间都是相等的;
t1=t1′,t3=t3′;
其中,t1、t1′分别是在S1段的往返速度,t3、t3′分别是在S3段的往返速度;
故△t=(t1-t1′)+(t3-t3′)=0s;
故在比较在S1、S2、S3这个路线中的往返时间的时间差时,可以忽略超声波在S1和S3中的往返时间,在S1、S3中的往返时间差为0S,直接比较在路程S2中的往返时间的时间差即可。
由图2所示,在管道上方的两个探头,是可发射又可接收超声波的。A、B两点可以互为上下游,对其进行双向测量。
△T=T1-T2
=t1+tAB+t3-t1′-tBA-t3′
=(t1-t1′)+(tAB-tBA)+(t3-t3′)
=tAB-tBA+△t
=tAB-tBA
其中,tAB——从A点到B点的时间;
tBA——从B点到A点的时间;
S2——A、B两点间的距离;
S3——超声波的速度;
v——天然气在管道内的流动速度;
t1、t1′——分别是在S1段的往返速度;
t3、t3′——分别是在S3段的往返速度;
△t——在S1、S3两段距离内的往返时间差;
△T——总的往返时间差
当超声波在S2中的往返时间tAB=tBA时,可得管道里面的天然气流速为0m/s。
本实施例的有益效果:该测速装置采用两个反射镜,因此可以避免使用一个反射镜时会产生的超声波速度和天然气流速之间形成夹角而产生的测量误差,提高测量精准度。
实施例不应视为对实用新型的限制,但任何基于本实用新型的精神所作的改进,都应在本实用新型的保护范围之内。