一种管道流量测量方法及热量表积分仪系统与流程

本发明属于热量计量，特别是涉及一种管道流量测量方法及热量表积分仪系统。

背景技术：

1、在各种工业和民用应用中，准确地测量管道中的流体流量是非常重要的。不仅如此，对于供暖、供冷或其他能源传输系统，热量表也是必不可少的，它可以测量和记录在一段时间内传输的热能总量。

2、传统的超声波流速测量方式依靠声波在流体中的传播速度与流体流速的相对关系，结合时差或相位差进行计算，总而得到管道内液体的流速。但是此种方式忽略了管壁的粘性效应，这导致管道内的液体并不是均匀流动的，直接将超声波测速解算出来的速度用于计算管道内的流量会导致系统性的偏差。

3、在公开号为cn110132367a的专利中公开了一种超声波热量表积分仪系统，包括单片机、计时模块、授时模块、超声换能器、温度传感器以及超声信号调理模块，所述授时模块分别与单片机、计时模块连接，所述计时模块与单片机连接，所述温度传感器与计时模块连接，所述超声换能器包括超声换能器ⅰ和超声换能器ⅱ，所述超声换能器ⅰ和超声换能器ⅱ的一端连接到计时模块，另一端连接到超声信号调理模块，所述超声信号调理模块与计时模块连接。该方案未能测算出管道内的流速差异，会连带导致测算出的热量数据出现系统性偏差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种管道流量测量方法及热量表积分仪系统，通过对管道内不同位置的轴向流速进行测算，得到管道内液体更为精确的流量数值，从而实现对管道热量的精确测量。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供一种管道流量测量方法，包括，

4、获取管道中内腔体为均匀圆柱体的部分作为测试管道；

5、获取所述测试管道的内腔体的中心轴线；

6、在所述测试管道设置核心超声测算单元，所述核心超声测算单元内成对设置的核心超声换能器的连接线与所述测试管道的内腔体的中心轴线相交；

7、在所述测试管道设置辅助超声测算单元，所述辅助超声测算单元内成对设置的辅助超声换能器的连接线不与所述测试管道的内腔体的中心轴线相交；

8、获取每对所述辅助超声换能器的连接线的中点至所述测试管道的内腔体的中心轴线的距离作为每对所述辅助超声换能器的径心距离；

9、通过所述核心超声测算单元实时解算出核心测算速度；

10、通过所述辅助超声测算单元实时解算出辅助测算速度；

11、通过所述核心测算速度、所述辅助测算速度以及每对所述辅助超声换能器的径心距离计算出所述测试管道内腔体径向各处的流速；

12、根据所述测试管道内腔体径向各处的流速以及所述测试管道的内腔体直径计算得到所述测试管道内平均流量。

13、本发明还公开了一种热量表积分仪系统，包括，

14、核心超声测算单元，设置于测试管道，所述核心超声测算单元内成对设置的核心超声换能器的连接线与所述测试管道的内腔体的中心轴线相交；

15、辅助超声测算单元，设置于测试管道，所述辅助超声测算单元内成对设置的辅助超声换能器的连接线不与所述测试管道的内腔体的中心轴线相交；

16、超声解算单元，用于通过所述核心超声测算单元实时解算出核心测算速度；

17、通过所述辅助超声测算单元实时解算出辅助测算速度；

18、流速校准单元，用于获取所述测试管道的内腔体的中心轴线；

19、获取每对所述辅助超声换能器的连接线的中点至所述测试管道的内腔体的中心轴线的距离作为每对所述辅助超声换能器的径心距离；

20、通过所述核心测算速度、所述辅助测算速度以及每对所述辅助超声换能器的径心距离计算出所述测试管道内腔体径向各处的流速；

21、根据所述测试管道内腔体径向各处的流速以及所述测试管道的内腔体直径计算得到所述测试管道内平均流量；

22、温度测量单元，用于实时获取所述测试管道内流体的温度；以及，

23、热量计量单元，用于根据所述测试管道内平均流量以及流体的温度计算得到管道输送的热量。

24、本发明利用测量管道内不同位置的轴向流速，以获得更精确的管道内液体流量数值，从而实现对管道内热量的准确测量。在管道测试中通过测量每对辅助超声换能器连接线的中点与管道内腔体中心轴线之间的距离，可以获得每对辅助超声换能器的径向距离。核心超声测量单元可实时计算核心流速，而辅助超声测量单元则实时计算辅助流速。结合核心流速、辅助流速以及每对辅助超声换能器的径向距离，可以计算出管道内不同位置的径向流速。最终实现对管道流量整体平均流量，同时结合温度测量单元实现对管道热量的准确检测。

25、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种管道流量测量方法，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述核心测算速度、所述辅助测算速度以及每对所述辅助超声换能器的径心距离计算出所述测试管道内腔体径向各处的流速的步骤，包括，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述辅助测算速度以及每对所述辅助超声换能器的径心距离得到所述测试管道的内腔体的横截面直径上部分位置点的流速的算术平均值的步骤，包括，

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述测试管道的内腔体的横截面直径上全部位置点及部分位置点的流速的算术平均值解算得到所述测试管道内流体流速分布特征以及最大流速的步骤，包括，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述测试管道内流体流速分布特征以及最大流速得到所述测试管道的内腔体的横截面任一点的流速作为所述测试管道内腔体径向各处的流速的步骤，包括，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测试管道内腔体径向各处的流速以及所述测试管道的内腔体直径计算得到所述测试管道内平均流量的步骤，包括，

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括，

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述测试管道内温变传播速度对所述测试管道内平均流量进行校正的步骤，包括，

9.一种热量表积分仪系统，其特征在于，包括，

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括，

技术总结
本发明公开一种管道流量测量方法及热量表积分仪系统，涉及热量计量技术领域。本发明包括获取每对辅助超声换能器的连接线的中点至测试管道的内腔体的中心轴线的距离作为每对辅助超声换能器的径心距离；通过核心超声测算单元实时解算出核心测算速度；通过辅助超声测算单元实时解算出辅助测算速度；通过核心测算速度、辅助测算速度以及每对辅助超声换能器的径心距离计算出测试管道内腔体径向各处的流速；根据测试管道内腔体径向各处的流速以及测试管道的内腔体直径计算得到测试管道内平均流量。本发明得到管道内液体更为精确的流量数值，从而实现对管道热量的精确测量。

技术研发人员：石佳,张庙龙,易华勇,石松林
受保护的技术使用者：北京嘉洁能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15