[发明专利]一种基于超声波的管道流体流速检测方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及管道流体流速的自动检测，尤其涉及对一些不宜直接接触的介质，实现非接触式的管道流体介质速度的自动检测方法，属于管道流体流速检测技术领域。

背景技术

相对于其他的波源，超声波具有频率高、波长短、功率大、穿透能力强、衍射效果不明显等特点，在固态和液态中衰减性较好的特性，作为测量的波源是最佳的选择。管道中流体介质的速度调节和测量是一个很重要的控制参数指标，传统的流量计也是可以测量流速的，但是在不同的管路，不同内径的管道必须是对应不同流量计的公称直径。在一些特殊的场合下，例如介质有腐蚀性、不宜直接的接触等场合是很不方便的。

本发明专利实现了在不切开管道的情况下的非接触式测量，可测量内径DN15～DN6000的管道内流体流速，具有很大的应用前景。

发明内容

为了实现对管道介质流速的柔性测量(不受管道内径大小的限制、易于安装、方便拆卸)，特别是对一些不宜直接接触的介质，实现非接触式的测量，本发明提供了一种基于超声波的便携式管道流体流速自动检测方法。

本发明专利所采用的技术方案是：

超声波在流体介质中传播时，根据多普勒效应，顺流方向的声波传播速度会增大，逆流方向声波的传播速度会减小，流体流速检测原理如下：

管道外壁安装二个超声波的发射和接受单元(传感器1和2)，顺流方向即超声波从传感器1到传感器2的传播时间为t_1，2，逆流方向即超声波从传感器2到传感器1的传播时间为t_2，1，则流体流速V的表达式为：

V=N2+D22N·t2,1-t1,2(t1,2-2MC0sinα)(t2,1-2MC0sinα)]]>

式中：N是两个传感器的轴向距离、D是管道的内径D、是M管道壁的厚度、C₀是超声波在管壁中的传播速度、α是超声波的入射角。

本发明专利针对不同内径的管道，利用超声波的多普勒效应快速检测出管道内流体的流速。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1是一种基于超声波的管道流体流速检测方法原理图。

附图1中编号1和2分别是超声波传感器1和超声波传感器2，编号3和4是管道上下截面，A点和B点表示的超声波与管道内截面的交点、L是A点到B点的距离，N是两个传感器从A点到B的轴向距离，D表示的是管道的内径，M表示的是管道壁的厚度，α表示的是超声波的入射角，β表示的是管道轴向与超声波声道之间的夹角，V为流体的流速。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利的具体实施方式做进一步说明。