[发明专利]多声道超声波计量器及其计量方法

说明书

本发明公开了一种多声道超声波计量器，用于计量管段内流体的流速或者流量，包括超声波换能器、微处理器、切换开关和超声波发送接收器；管段内设有多个声道；对应每个声道均设有两个超声波换能器；切换开关与微处理器和超声波发送接收器连接，其用于接收微处理器发送的声道切换信号，并根据声道切换信号来切换超声波发送接收器与不同声道的超声波换能器连接；超声波发送接收器将发送超声波信号和接收超声波信号的时间间隔发送至微处理器；微处理器根据时间间隔计算管段内流体的流速或流量。本发明的多声道超声波计量器，减小计量误差，提高计量精度，确保计量器能够长时间的连续、稳定运行。

技术领域

本发明涉及流体计量技术领域，具体涉及一种多声道超声波计量器，还涉及一种多声道超声波计量方法。

背景技术

超声波流量计是一种非接触式流量计量器，测量过程中对流体状态无任何影响，具有体积小、量程比大，以及高稳定性的特点。现有技术中，绝大部分的超声波流量计只能实现单声道的速度测量，超声波探头所测得的流速为沿流动方向的线平均流速，不是整个管段横截面内的平均流速，大口径表，明渠、河道等宽径管段中计量误差大；另一方面，单声道测量在超声波探头出现故障的情况下不能计量，影响超声波计量器的正常工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多声道超声波计量器，减小计量误差，提高计量精度，确保计量器能够长时间的连续、稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多声道超声波计量器，用于计量管段内流体的流速或者流量，包括超声波换能器，其还包括微处理器、切换开关和超声波发送接收器；

所述管段内设有多个声道，多个所述声道在管段的横截面方向依次设置；对应每个所述声道均设有两个所述超声波换能器，两个所述超声波换能器沿流体的流动方向依次设置，分别为上游超声波换能器和下游超声波换能器；

所述切换开关与微处理器和超声波发送接收器连接，其用于接收所述微处理器发送的声道切换信号，并根据所述声道切换信号来切换超声波发送接收器与不同声道的超声波换能器连接；

所述超声波发送接收器用于产生并发送超声波信号至超声波换能器、接收超声波换能器发送的超声波信号，并将发送超声波信号和接收超声波信号的时间间隔发送至微处理器；

所述微处理器与切换开关和超声波发送接收器连接，用于产生并发送声道切换信号至切换开关；用于产生并发送计量信号至所述超声波发送接收器，所述超声波发送接收器根据计量信号发送或接收超声波信号；还用于接收所述超声波发送接收器发送的时间间隔，并根据所述时间间隔计算管段内流体的流速或流量。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述超声波发送接收器具有第一信号端和第二信号端，所述超声波发送接收器根据所述计量信号在第一信号端和第二信号端中选择一个用作发送超声波信号端，另一个用作接收超声波信号端。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述切换开关具有第一切换触头和第二切换触头，所述第一切换触头和第二切换触头两者的一端分别与第一信号端和第二信号端连接；所述切换开关根据所述声道切换信号控制第一切换触头和第二切换触头的另一端分别与不同声道上的上游超声波换能器和下游超声波换能器连接。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述切换开关为模拟开关。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述微处理器还用于输出片选信号，所述切换开关根据片选信号进入休眠状态或者工作状态。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述管段靠近其管心位置的两两声道之间的间距小于靠近其管壁位置的两两声道之间的间距。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种多声道超声波计量方法，用于计量管段内流体的流速，使用以上结构的计量器，其包括以下步骤，