中低壓小口徑氣體流量計的製作方法

2023-07-25 06:31:36

專利名稱：中低壓小口徑氣體流量計的製作方法
技術領域：
中低壓小口徑氣體流量計，涉及超聲波氣體流量計的製造技術，用於對氣體流量進行檢測，尤其適用於對微小流速下的氣體流量進行檢測。
背景技術：
隨著工業的進步和人民生活水平的不斷提高，對天然氣、煤氣等各種氣體產品的使用與日俱增，特別是大量的工業用戶和商業用戶，出於企業成本的控制要求，於是對小流量小口徑(DN25mm至DNSOmm)的氣體計量檢測儀表的精確計量要求也越來越高。氣體流量的精確計量，對於節約能源、節約生產成本、提高產品利用率均具有重要意義。目前，國內外常用的中低壓小口徑氣體流量計(主要分布在DN25至DN80)有渦輪流量計、容積式流量計、節流式流量計、超聲波流量計、電磁感應流量計、質量流量計、羅茨流量計等，由於這類氣體流量計標準短截的結構，使得這類氣體流量計對氣體流量計量的準確度等級多為1.0級以下，測量範圍較小(量程比小，一般都在5 1至20 1)，而且都無法做到對小流速狀態下的氣體進行流量檢測計量。另外，受流場的影響，這類氣體流量計在結構上都需安裝長度不一的直管段來提高對氣體流量的測量精度，以增大量程比，否則無法進行檢測，並且直管段的安裝使得小口徑氣體流量計在檢測安裝要求上受到了一定的限制。
發明內容針對現有小口徑氣體流量計的不足，本實用新型提出一種結構新穎，構造合理的超聲測量短截和高精度超聲測量單元相結合，能夠從小於0. 5m3/h起步計量的大量程、高精度的中低壓小口徑氣體流量計。本實用新型小口徑超聲氣體流量計由超聲測量短截和超聲測量單元兩部分構成。 超聲測量短截的兩端為滯止腔，在滯止腔內設置穩流器，使得對進入這一腔體內的氣體能夠起到遲滯和穩定氣體的作用。穩流器的前端為斜面超聲波反射板，其後端部為橢圓形。針對斜面超聲波反射板的部位，在垂直超聲測量短截的上下兩側固定置有超聲換能器座，超聲換能器固定安裝在超聲換能器座內，通過上下兩側垂直安裝超聲換能器，使得平行於流場的超聲波聲程相同。在超聲測量短截中，兩滯止腔之間測量段的內徑要小於滯止腔的內徑，通過減小測量段的直徑來提高雷諾數，兩超聲換能器的直徑與測量段的內徑保持相當， 使所測量氣體的流速是測量段內徑的面速度。本實用新型小口徑氣體流量計採用由單片機，寬帶發射/接收單元，信號動態自動幅度控制單元，低零漂放大器，零電平信號檢查單元，計時電路，計時門單元和超高頻、高穩定時標單元構成的高精度超聲測量單元。超聲測量單元通過超聲換能器對氣體進行測量，寬帶發射/接收單元，並通過信號動態自動幅度控制單元，將所接收到的超聲信號幅度控制在規定的幅值範圍內，經高增益、低零漂的信號放大器單元送入零電平信號檢測單元， 檢測出過零電平的接收信號，再由計時門單元配以> IOOMHz的高時標，測量出的聲波傳播的時間，經多次測量後平均，使得測量精度大幅度提高，聲時測量精度優於0. 1ns，從而保證本發明中低壓小口徑超聲氣體流量計全量程的測量精度達0.5級，量程比優於80 1，達到了高精度測量的要求。本實用新型的特點在於由於氣體流量計超聲測量短截上不設直管段，結構新穎， 而是在超聲測量短截內設置了滯止腔和穩流器，這樣可使進入測量短截的氣體得到滯止和穩定，起到內部具有流場整流的功能。減小測量段的直徑，可以改善雷諾數，垂直設置超聲換能器並使超聲換能器的直徑與測量段的直徑保持相當，將氣體的遲滯、穩流，換能器的直徑、雷諾數諸因素有機地結合了起來，通過超聲測量短截與高精度超聲測量單元的結合，使得本實用新型中低壓小口徑超聲氣體流量計的聲波檢測面積達到了需測面積的25%以上， 全量程的測量精度達0.5級，量程比優於80 1，達到高精度氣體流量測量儀表的標準，而且彌補了超聲氣體流量計只用於大口徑大流量而對小口徑小流量難於高精度計量的缺點。

附圖是本實用新型氣體流量計實施例示意圖圖1.是本實用新型氣體流量計結構示意圖，圖2.是本實用新型氣體流量計檢測電路示意圖，圖中法蘭1，滯止腔2，超聲換能器座3，超聲換能器4，穩流器5，測量段6。
具體實施方式
本實用新型氣體流量計由超聲換能器由測量短截和超聲測量單元兩部分構成。超聲測量短截為無直管段的短截，它包括法蘭1，滯止腔2，超聲換能器座3，穩流器5。法蘭1 與滯止腔2的一端固定連接成一體，穩流器5固定設置在滯止腔2內，穩流器5的前端為斜面超聲波反射板，其後端部為橢圓形，以減少對氣體流動的阻力。針對聲波反射板的部位置，垂直測量短截的上下兩側設置超聲換能器座3，超聲換能器4固定安裝在超聲換能器座 3內，在兩滯止腔2之間為測量段6，測量段6的內徑要小於滯止腔2的內徑。本實用新型的超聲測量單元由單片機，寬帶發射/接收單元，信號動態自動幅度控制單元，放大器，零電平信號檢查單元，計時電路，計時門單元和超高頻、高穩定時標單元由電路連接構成。超聲測量單元與超聲換能器連接，通過超聲換能器對氣體進行測量，寬帶發射/接收單元發射和接收信號，並通過信號動態自動幅度控制單元，將所接收到的超聲信號幅度控制在規定的幅值範圍內，經高穩定、高增益的信號放大器單元送入零電平信號檢測單元，檢測出過零電平的接收信號，再由計時門單元配以> IOOMHz的高時標，測量出的聲波傳播的時間，經多次測量後平均，使全量程的測量精度達0.5級，量程比優於80 1， 達到了高精度測量的要求。
權利要求1.中低壓小口徑氣體流量計，由超聲測量短截和超聲測量單元兩部分構成，其特徵在於法蘭(1)與滯止腔( 的一端固定連成一體，穩流器( 固定設置在滯止腔( 內，穩流器(5)的前端為斜面超聲波反射板，其後端部為橢圓形，超聲換能器座C3)垂直設置在針對穩流器( 前端斜面超聲波反射板部位的超聲測量短截的上下兩側，超聲換能器固定安裝在超聲換能器座(3)內，在兩滯止腔( 之間為測量段(6)，測量段(6)的內徑小於滯止腔⑵的內徑，超聲換能器⑷的直徑與測量段(6)的內徑相同；高精度超聲測量單元由單片機，寬帶發射/接收單元，信號動態自動幅度控制單元，放大器，零電平信號檢查單元， 計時電路，計時門單元和超高頻、高穩定時標單元由電路連接構成，高精度超聲測量單元與超聲換能器(4)連接。
2.根據權利要求1所述的氣體流量計，其特徵在於其中高精度超聲測量單元中的計時門單元配以彡IOOMHz的高時標。
專利摘要中低壓小口徑氣體流量計，涉及超聲波氣體流量計的製造技術，用於對氣體流量進行檢測，尤其適用於對微小流速下的氣體流量進行檢測。本實用新型氣體流量計由超聲測量短截和超聲測量單元兩部分構成，超聲測量短截包括法蘭(1)，滯止腔(2)，超聲換能器座(3)，穩流器(5)。超聲測量單元通過垂直設置在超聲測量短截上的超聲換能器(4)對氣體進行測量，能夠從小於0.5m3/h起步檢測計量，且聲波檢測面積達到了需測面積的25％以上，全量程的測量精度達0.5％，量程比≥80∶1，達到了高精度測量的要求。
文檔編號G01F1/66GK202101707SQ20102055138
公開日2012年1月4日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者盧傑, 梁軍汀, 石泓然 申請人:上海維思儀器儀表有限公司