[实用新型]一种超声计量和流量控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于声学、传感技术领域，特别是利用超声检测技术结合流量通断控制技术，具体是一种超声流量计量仪表及流量控制系统。 

背景技术

超声波流量仪表是以“速度差法”为原理，测量管段圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术，使流量仪表更能适应现场的环境，计量更方便、经济、准确。可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。 

现有的超声波流量仪表，按超声波的发射及接收方式有反射式及对射式两种，特点是均要求有一个一定长度及管径的测量管，管径越小，管内的流体速度会越快，流场越稳定，以及测量管的长度越长，相应的仪表计量的精度就越高。 

基于以上特点，现有采用超声波流量仪表计量的流体管网，其通断控制方法一般采用在仪表前后一定管径距离外配装自控阀门，以免影响仪表的测量，要求有较大的现场安装空间。如需实现对流体进行智能通断控制时，要在仪表和控制阀之间另行建立控制通讯，由此增加了安装成本，以及后期维护成本。 

其它还有一种将自控阀门集成到仪表表体出水端的控制系统，这种系统由于表体与自控阀门一体，因此结构较为紧凑，安装及通讯控制方便，但由于阀门孔径过小会对仪表内流体流场稳定性有影响，阀门的通径须做到与管径一致或更大，此时通径增大，阀门通断所需的扭距会变大，需要配置能提供较大扭距的驱动机构以及更大容量的电池来保证该系统的正常运作。 

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型为克服上述缺陷，提供了一种安装方便、测量准确、体积小、控制简单可靠的超声计量和流量控制系统。 

技术方案：一种超声计量和流体通断控制集成方法，包括控制模块1，超声计量装置3，流体通断控制装置2。所述流体通断控制装置的执行机构位于超声计量装置的测量管内部，执行机构上设有两边开口贯穿执行机构的孔洞，执行机构的孔径大于或等于测量管孔径。贯穿执行机构的孔洞截面包括但不限于圆形、椭圆、正方形、长方形，菱形，梯形等。当执行机构旋转至一定角度，孔洞的中心线与测量管的中心线相重合或平行时，液体流量最大，当执行机构继续旋转，孔洞的中心线与测量管中心线夹角逐渐增大，直至垂直时，液体流量逐渐变小，直至为零。 

所述控制模块1是由信号处理及模拟电路接收并处理超声波在流体中的速度信息，通过时间芯片测得时间差值，送至微处理器计算出流体的瞬时流量等信息，这些信息可通过数据显示电路直接显示在仪表上，或通过通讯电路远程传入用户的数据库中，同时可按用户设定要求，对流体通断控制装置3进行操作。所述用户设定要求指用户通过远程通讯，IC卡传感，红外发射等通讯方式接入控制模块（1）的通讯电路，对微处理器进行的设定。 

所述超声计量装置3由管段3.4、换能器3.3、反射镜3.1、测量管3.2组成，所述换能器3.3具超声波发射及接收功能，由第一个换能器3.3发射超声波→反射镜3.1→测量管3.2→执行机构2.1→测量管3.2→反射镜3.1→第二个换能器3.3接收超声波，通过控制模块1得出流体的流量信息，当流体通断控制装置2执行关断操作时，控制模块1将控制超声计量装置1停止对流体的计量运算。所述的换能器（3.3）设置在管段内侧，成对设置，两个换能器之间的距离大于测量管的距离，反射镜和换能器相对，成一定角度，测量管（3.2）固定设置在管段内，所述换能器（3.3）具超声波发射及接收功能。 

所述超声计量装置3为反射式测量结构，该装置同样可用于对射式测量结构，即两个换能器之间不经过任何反射镜进行超声波的发射和接收。所述的超声计量装置（3）采用对射式测量结构，由管段（3.4）、换能器（3.3）、测量管（3.2）组成，所述的换能器（3.3）设置在管段内侧，成对设置，两个换能器之间的距离大于测量管的距离，测量管（3.2）固定设置在管段内，所述换能器（3.3）具超声波发射及接收功能。 

所述流体通断控制装置2由执行机构2.1、传动轴2.2、驱动机构2.3组成，执行机构（2.1）、传动轴（2.2）、驱动机构（2.3）依次相连接。当控制模块1按用户设定要求，对该装置执行通断操作要求时，由驱动机构2.3带动传动轴2.2旋转，使执行机构2.1进行通断操作。所述的执行机构为球形或楔形。 

由于执行机构2.1位于测量管3.2之内，而测量管3.2因超声波流量仪表的测量特性，测量管3.2会在压力损失允许的情况下有一定的缩径，因此执行机构2.1的孔径可做到与测量管3.2孔径相同，以达到减小驱动机构2.3输出扭距的要求。