[发明专利]一种超声波流量计

摘要

本发明公开了一种超声波流量计，所述超声波流量计包括绕气体管道周向布置的三对超声波收发装置，其中一对超声波收发装置所形成的超声波传播路径与气体管道的中心线相交，其余两对超声波收发装置所形成的超声波传播路径相互平行，且对称分布在气体管道中心线的两侧。每对超声波收发装置所形成的超声波传播路径与气体管道的中心线的夹角为30～60度。相互平行的两条超声波传播路径共平面，另一对超声波的传播路径与该平面仅有一个交点。本发明计量精度高、设备稳定性好、维护成本低，同时还集成了故障自诊断及各类数据远传功能，使得燃气公司能够对天然气管网状态进行实时监控、对燃气输配进行远程管理、对异常状态进行及时响应。

主权项

1.一种超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计包括绕气体管道周向布置的三对超声波收发装置以及用于处理超声波收发装置采集的信息，并输出气体流量的控制单元，其中一对超声波收发装置所形成的超声波传播路径与气体管道的中心线相交，其余两对超声波收发装置所形成的超声波传播路径相互平行，且对称分布在气体管道中心线的两侧；所述控制单元包括以下模块：接收模块，用于根据回波信号的采样数据计算超声波回波信号的最大幅值V0；判断模块，用于判断最大幅值V0是否处于幅值范围[VL,VH]内，并输出判断结果；VH为气体流量达到超声波流量计量程上限时，超声波回波信号的最大幅值与第一裕量的加和；第一裕量的范围为可被正确识别的超声波回波信号的最大幅值的5～10％；VL为气体流量达到超声波流量计量程下限时，超声波回波信号的最大幅值与动态调整幅值增益最大值的乘积和第二裕量的差值；第二裕量的范围为可被正确识别的超声波回波信号的最大幅值的5～10％；调整模块，用于依据判断模块的输出结果，调整最大幅值V0，并输出调整结果；若判断模块的输出结果为：最大幅值V0处于幅值范围[VL,VH]内，则不进行调整；若判断模块的输出结果为：最大幅值V0不处于幅值范围[VL,VH]内，则利用式V＝A(x)·V0计算最大幅值V，使调整后的最大幅值V处于幅值范围[VL,VH]内，A(x)为动态调整幅值增益；时间模块，用于依据调整结果，确定回波信号的基准时刻；若最大幅值为V0，则使用回波信号中第二个波与第一触发阈值VTH0相交的较小时刻作为超声波的基准时刻，计算超声波的传输时间；若最大幅值为V，则使用回波信号中第二个波与第二触发阈值VTH相交的较小时刻作为超声波的基准时刻，计算超声波的传输时间；计算模块，用于依据回波信号的基准时刻，计算各超声波收发装置对应的初始气体流速，并对各初始气体流速进行加权平均，得到气体流速，并结合气体管道截面积计算得到气体流量。