[发明专利]多声道超声波流量标准动态传递装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于流量计量检定技术领域，特别涉及计量过程中，上一等级的计量器具现场向下一级的计量器具传递或校正计量结果的检定系统和方法。

背景技术

流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油以及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。随着流量仪表技术的发展，出现了各种类型的流量仪表，对于流量仪表的检定工作越来越突出。传统方法已经越来越不能满足目前的需要。

流量是一个动态量，它是一个只有当流体运动时才实际存在的物理量，由于这种动态性质，流量受到许多复杂因素的影响。不同流动状态或不同流速分布的来流对于各种流量仪表能产生不同的效应。这就使得流量量值的传递变得相当困难。流量计的流量值借助传递标准进行量值传递，通过采用动态传递，传递标准为一台或一组流量计，它们在原始标准上校准过。在将这些校准过的流量计（传递标准）接入待检流量计管路中进行检定，使得传递标准和待检流量计在相同的环境中进行校正或检定。目前流量的量值动态传递多采用一台或两台涡轮流量计作为传递标准，但涡轮流量计在使用过程中的轴承与轴之间的摩擦容易导致精度降低，从而导致在检定过程中容易出现精度降低且不易察觉等缺点。传递标准过程中缺乏一种自检自查能力。涡轮流量计需要跟流体直接接触，所以对流体种类也有一定的限制，

随着最近几十年的电子技术的发展，超声波测量技术日益完善，并在实际运用中有了一定的应用，它具有测量不受流体物理性和化学性质等影响、安装维护方便、测量精度高等特点。

发明内容

本发明针对现有技术的不足， 提出了一种多声道超声波流量标准动态传递装置及其使用方法。

本发明包括过滤器、整流器、压力变送器、温度变送器、标准管段、多声道超声波测量系统。

过滤器的入口通过第一标准法兰与外部管路连接，过滤器的出口与整流器入口相连接，整流器的出口与标准管段相入口连接，标准管段出口通过第二标准法兰与外部管路相连接；压力变送器安装在过滤器出口与标准管段入口之间，温度变送器安装在标准管段出口与第二标准法兰之间；标准管段外部还安装有多声道超声波测量系统。标准法兰、过滤器、整流器、温度变送器、压力变送器、标准管段等焊接在一起组成一体结构。便于安装到待测管路中，减少安装过程带来的误差。

所述的多声道超声波测量系统，包括三对超声波换能器，多声道脉冲信号发生采集卡，工控机；三对超声波换能器分为测量1组、测量2组、测量3组并以固定角度安装在标准管段外壁上；每一对超声波换能器呈收发一体结构，且相互交替的对应作为发射和接收元件，并通过连接线与多声道脉冲信号发生采集卡相连接，多声道脉冲信号发生采集卡插入工控机相应卡槽中。

上述装置的使用方法包括如下步骤：

流体经过过滤器以及整流器后，进入标准管段。待流量稳定后，由工控机控制多声道脉冲信号发生采集卡，发出脉冲信号传至安装在标准管段外壁的三对超声波换能器，并采集超声波在管段内顺流传播时的时间和逆流传播时的时间。利用时差发原理计算出三对超声波换能器测得管道内的流量。

将步骤一中三对超声波换能器测得的流量进行分析比较，比较三对超声波换能器测得的流量，比较测量1组与测量2组测的流量，若两者间误差在允许范围内时，则该两组超声波换能器测得的流量的均值即为管道内流量。若不在范围内，则分析比较测量1组与测量3组测的流量，若两者间误差在允许范围内时，则该两组测的流量的均值即为管道内流量，且提示测量2组超声波换能器是否有误，若不在范围内，则分析比较测量2组与测量3组测得的流量，若两者间误差在允许范围，则该两组测的流量的均值即为管道内流量，且提示测量1组超声波换能器是否有误，若不在范围内则进行重新测定。若从新测定次数超过三次，则报警。

本发明的有益效果：装置各部分采用一体结构，便于安装，超声波换能器采用模块化结构，直接安装在管道外壁固定位置处的底座上且方便拆卸。本发明减少了安装过程中带来的误差。采用多组超声波换能器同时测管道内流量。并利用互相核查的方式，大大提高了动态传递的准确性和稳定性。而且互查方式可以实现自检目的，及时发现检定过程中是否精度降低。因采用非接触式测量，大大提高了使用范围，整个过程包括测量和核查过程全部实现自动化。

附图说明

图1为本发明装置示意图。