[发明专利]气体超声波流量计校准方法

权利要求书

1.气体超声波流量计校准方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤一、基于时差法测量原理的多声道超声波气体流量计，依据已有的公式计算得到每一个声道上的测量流速V：

式中，T_AB为超声波传播顺程时间；T_BA为超声波传播逆程时间；L为声道长度；θ为超声波传播方向与管道轴向的夹角。

步骤二、再通过将各个声道上的流速测量值进行加权积分，可计算得到流体流经管道横截面的平均流速

式中，ω_i是第i声道的加权积分系数。

步骤三、根据流体流量公式计算管道测量断面的瞬时体积流量Q：

步骤四、又因为从另一角度，也可根据数值积分公式计算该分段布置形式的管道流量，定义管道半径为R，声路数量为n，i代表不同的声道，为i声道线处的气体平均流速；则管道内气体的瞬时体积流量为：

令可以简化积分计算过程，从而推导出管道断面的瞬时体积流量Q：

步骤五、通过雷诺数来进行判别气体的流动状态，分为层流或紊流：

层流状态下的截面平均流速和声道线平均流速之间存在如下关系为：

紊流状态下的截面平均流速和声道线平均流速之间存在如下关系为：

雷诺数已知(由尼古拉兹的实验数据查询流体和管道等相关几何参数得出雷诺数的取值)，则可计算出对应的n值。

步骤六、在步骤四中，在简化积分计算的公式中，令可以看出W_i与声道长度呈正相关函数。又由流体力学计算公式和已知的雷诺数取值，推导出两种不同流体状态下的截面平均流速和声道线平均流速之间的函数表达：

即，层流状态下：

紊流状态下：

即由此简化积分中W_i的复杂计算过程。

2.按照权利要求1所述的气体超声波流量计校准方法，其特征是，运用PROM编程器软件将W_i的函数表达式写入工控机的计算程序，根据流体雷诺数取值赋予相应声道线上对应n的取值，并保证工控机关于流体状态的切换模式稳定运行。