一种带气泡检测及修正的超声波流量计及其流速修正方法

摘要

本发明公开了一种带气泡检测及修正的超声波流量计，包括表体、设置于表体上的表头和流量监测换能器组，所述表体上还设有气泡检测换能器组，所述气泡检测换能器组位于表体进水口一侧，所述流量监测换能器组位于表体出水口一侧，所述流量监测换能器组和气泡检测换能器组均与表头内的电路板电性连接。在表体上设有用于气泡检测的气泡检测换能器组，可以准确地识别出超声波是否有经过气泡。通过设置多组气泡检测换能器组，便于发现处于流体内不同层面的气泡，能够更好的检出气泡并消除气泡对测量结果的影响。

说明书

技术领域

本发明属于流量计技术领域，尤其涉及一种带气泡检测及修正的超声波流量计。

背景技术

目前供热领域尤其是换热站用超声波流量计/热量表经常需要面临管网中被测热水含有气泡的情况。究其原因有两方面：其一是随着水温升高，水中含气量下降，导致气泡产生；其二是热网中热水是通过锅炉加热的，由于锅炉中炉丝温度较高，与热水接触存在气化现象。尽管热网中存在排气装置，但仍有些气泡会随着热水流动，影响测量结果。

传统超声波流量计在测量状态下检测到流量波动时并不能确定流速变化原因是流体内存在气泡或者流体本身流速发生变化。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种超声波流量计。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种超声波流量计，包括表体、设置于表体上的表头和流量监测换能器组，所述表体上还设有气泡检测换能器组，所述气泡检测换能器组位于表体进水口一侧，所述流量监测换能器组位于表体出水口一侧，所述流量监测换能器组和气泡检测换能器组均与表头内的电路板电性连接。

更进一步的技术方案是，所述气泡检测换能器组包括两个气泡检测换能器，两个气泡检测换能器水平相对设置于表体的两侧，所述流量监测换能器组包括两个流量监测换能器，两个流量监测换能器相对设置，一个位于表体的上游，一个位于表体的下游。

更进一步的技术方案是，所述气泡检测换能器组有多组，多组气泡检测换能器组从上至下排列在同一竖直面。

更进一步的技术方案是，气泡检测换能器组有三组，三组气泡检测换能器组从上至下排列在同一竖直面。

更进一步的技术方案是，所述表头通过连接立柱设置于表体上。

更进一步的技术方案是，所述连接立柱上设有若干换能器引线管，所述流量监测换能器组和气泡检测换能器组的引线通过换能器引线管进入连接立柱，再通过连接立柱进入表头，与表头内的电路板相连。

一种基于上述的超声波流量计的流速修正方法，包括以下步骤：

S1、检测是否存在气泡，若不存在气泡，则进入步骤S2，若存在气泡，则进入步骤S3。

S2、采用时差法进行测量，测的此时的流量。

S3、预估气泡到达流速监测声道的时间，在气泡到达流速监测声道时不进行流速测量，仍以上一时刻无气泡时测得的流量作为此时的流量。

更进一步的技术方案是，步骤S1中，存在气泡包括一组气泡检测换能器组检测到气泡和多组气泡检测换能器组同时检测到气泡。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在表体上设有用于气泡检测的气泡检测换能器组，可以准确地识别出超声波是否有经过气泡。通过设置多组气泡检测换能器组，便于发现处于流体内不同层面的气泡，能够更好的检出气泡并消除气泡对测量结果的影响，使得对含气泡状态下热水测量更准确。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的流程图。

图中：1、表体；2、表头；3、流量监测换能器组；4、气泡检测换能器组；5、连接立柱；6、换能器引线管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1所示的一种超声波流量计，包括表体1、设置于表体1上的表头2和流量监测换能器组3，所述表体1上还设有气泡检测换能器组4，所述气泡检测换能器组4位于表体1进水口一侧，所述流量监测换能器组3位于表体1出水口一侧，所述流量监测换能器组3和气泡检测换能器组4均与表头2内的电路板电性连接。

其中，所述气泡检测换能器组4包括两个气泡检测换能器，两个气泡检测换能器水平相对设置于表体1的两侧，使两个气泡检测换能器连线与水流方向垂直。所述流量监测换能器组3包括两个流量监测换能器，两个流量监测换能器相对设置，一个位于表体1的上游，一个位于表体1的下游。

优选的，所述气泡检测换能器组4有多组，具体的，在本实施例中，气泡检测换能器组4有三组，三组气泡检测换能器组4从上至下排列在同一竖直面。

所述表头2通过连接立柱5设置于表体1上。

所述连接立柱5上设有若干换能器引线管6，所述流量监测换能器组3和气泡检测换能器组4的引线通过换能器引线管6进入连接立柱5，再通过连接立柱5进入表头2，与表头2内的电路板相连。

如图2所示的一种基于上述的超声波流量计的流速修正方法，包括以下步骤：

S1、检测是否存在气泡，若不存在气泡，则进入步骤S2，若存在气泡，则进入步骤S3。

S2、采用时差法进行测量，测的此时的流量。

S3、预估气泡到达流速监测声道的时间，在气泡到达流速监测声道时不进行流速测量，仍以上一时刻无气泡时测得的流量作为此时的流量。

步骤S1中，存在气泡包括一组气泡检测换能器组4检测到气泡和多组气泡检测换能器组4同时检测到气泡。

工作原理：

声波在水中速度约1450m/s，在空气中速度340m/s。

利用超声波在水中和在空气中速度不同进行检测。通过多组气泡检测换能器组4发射与接收的延迟时间，可确定声程上是否有气泡。

1.对于每个气泡检测声道而言，无气泡时，声波传播时间T

2.在热网中气泡受管道运行时压力影响，实际体积不可能太大。因此通过设置多组气泡检测换能器组4，便于发现处于流体内不同层面的气泡，能够更好的检出气泡并消除气泡对测量结果的影响。

3.流体连续性原理，即流体在流动过程中流速是连续性的，不可能发生突变。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。