[发明专利]一种浆液复合管道流量的检测方法及装置

说明书

本发明提供一种浆液复合管道流量的检测方法，步骤包括：在浆液复合管道上沿浆液流动方向布置至少三个能够发射和接收超声波信号的传感器；任意两个传感器之间交替发射和接收超声波信号，计算超声波信号发射和接收的时间差和频率差；根据时间差和频率差分别计算浆液流速V_t、V_f；如果V_t与V_f大致相等，则将二者的平均值作为最终测量速度；如果V_t与V_f差异很大，则根据时间差与相位差的关系找出其中正确的速度，以该速度作为最终测量速度；根据上述最终测量流速计算浆液流量。本发明还提供一种浆液复合管道流量的检测装置，包括发射信号单元、超声换能器单元、信号检测解调单元、流量显示单元。

技术领域

本发明涉及浆液处理领域，具体涉及一种时间差与频率差相结合的浆液复合管道流量的检测方法及装置。

背景技术

用于传输浆液的复合管道由于具有橡胶内衬，且管道内流动的是具有一定含固量的酸性液体，因此流量不易测量。同时若要在不影响生产的情况下进行接触式测量也不现实，因此非接触式测量是最佳的选择。非接触式流量测量目前有两种测量方案：一种是由超声波探头、超声波信号检测与处理模块、流量显示和键盘输入模块组成。超声波探头一般由一对探头组成，超声波发射电路输出一定幅度、一定频率的高频信号，这种信号施加到超声波发射换能器后产生超声波信号，超声波接收换能器则实现把接收到的超声波信号转变成电信号，转变成电信号后再经过放大、滤波等过程实现对超声波回波信号的提取；另一种是利用光电技术计算滴液数量来测定流量，用于自动注射器等产品，但只有滴液状态才能测量，应用也很局限。

现有的技术无法实现对不同流体介质的流量测量，例如涡轮流量计进行流量测量时需要将其串入被测系统管路，破坏了系统的流阻特性，且安装维护非常不方便；容积式流量计是通过内部转子的转动，被测流体通过计量室排出的次数作为依据进行计量的。由于存在机械转子、轴、轴承和齿轮等机械转动部件，计量表容易磨损，导致维护量较大，特别是对于含杂质较多的浆液，过滤网容易堵塞，造成计量表无法准确计量。同时由于本系统中管道外径比较大，电磁流量计也没法使用。因此市场上目前还没有一款非接触式、能自动根据介质特性选择不同测量方法的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种浆液复合管道流量的检测方法及装置，针对的复合管道的管壁是由多层不同的材料组合在一起，其折射和反射过程复杂，在不停止生产情况下本方法通过时间差与频率差相结合的方法，来消除由于多层介质引起的直达波，即从时间差、频率差和相位差等三种信息的综合利用和分析，来唯一并准确地确定流体的流速，进而根据流速确定流量。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种浆液复合管道流量的检测方法，步骤包括：

在浆液复合管道上沿浆液流动方向布置至少三个能够发射和接收超声波信号的传感器；

任意两个传感器之间交替发射和接收超声波信号，计算超声波信号发射和接收的时间差和频率差；

根据时间差和频率差分别计算浆液流速V_t、V_f；

如果V_t与V_f大致相等，则将二者的平均值作为最终测量速度；

如果V_t与V_f差异很大，则根据时间差与相位差的关系找出其中正确的速度，以该速度作为最终测量速度；

根据上述最终测量流速计算浆液流量。

优选地，根据时间差计算浆液流速V_t的公式为：

其中，Δt表示时间差，c表示超声波在浆液中的速度，L为两个传感器之间的水平距离。