[发明专利]一种超声波测量蒸汽流量计

说明书

本发明公开了一种超声波测量蒸汽流量计，包括蒸汽运输管道、超声换能器、超声波发射处理电路、模拟开关、超声波接收处理电路、单片机、温度测量模块、压力测量模块、显示模块和无线通讯模块，所述蒸气运输管道两侧设有安装底座，每个安装底座上设有两组超声换能器，所述超能换能器和蒸气运输管道之间设有耦合剂，所述超声换能器为收发一体式结构，包括超声波发射电路、超声波信号源、超声波传感器，且四组超声换能器分别连接到模拟开关上，通过单片机控制模拟开关切换超声换能器的工作状态，本发明的有益效果为：无接触式测量，对被测蒸汽无阻力，无损害，能够可靠、稳定、准确地对蒸汽流量进行测量。

技术领域

本发明属于流量计仪表技术领域，尤其涉及一种超声波测量蒸汽流量计。

背景技术

传统的蒸汽流量测量采用机械式流量计，主要有孔板流量计、旋进漩涡流量计和涡街流量计等流量计，需要将流量计与蒸汽直接接触，不便于安装测量并且由于机械转动部件容易使其磨损，或由于传感器受介质的污染乃至腐蚀，导致这些流量计的性能容易变差，并且其性能受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响较大。

相比较上述计量设备，超声波气体流量计在诸多方面占据优势，超声波测量采用无阻碍测量技术，不存在活动部件，在测量过程中能量消耗低，可长期保持足够高的流体测量精度，但由于市场上超声流量计的种类较多，成本较低，总体的测量性能不高，但对于一些结垢较厚的管道而言，超声波流量计存在不易接收到信号或者长时间测量中信号衰减的问题，影响测量的准确行。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种超声波测量蒸汽流量计，无接触式测量，对被测蒸汽无阻力，无损害，能够可靠、稳定、准确地对蒸汽流量进行测量。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种超声波测量蒸汽流量计，包括蒸汽运输管道、超声换能器、超声波发射电路、模拟开关、超声波接收处理电路、单片机、温度测量模块、压力测量模块、显示模块和无线通讯模块，所述蒸气运输管道两侧设有安装底座，每个安装底座上设有两组超声换能器，所述超能换能器和蒸气运输管道之间设有耦合剂，所述超声换能器为收发一体式结构，包括超声波发射电路、超声波信号源、超声波传感器，且四组超声换能器分别连接到模拟开关上，通过单片机控制模拟开关切换超声换能器的工作状态。

作为本发明的一种优选技术方案，超声波发射电路包括高压脉冲发生电路、脉冲升压器，单片机发出信号控制高压脉冲发生电路发射高压脉冲信号，经脉冲升压器升压后作用在超声波信号源两端，发射出超声信号。

作为本发明的一种优选技术方案，所述超声波接收处理电路包括前置放大电路、带通滤波电路、自动增益控制电路、峰值保持电路、电压比较电路。

作为本发明的一种优选技术方案，所述四组超声换能器呈X型分布安装在蒸汽运输管道上，所述超声换能器的轴线与蒸汽运输管道的轴线夹角均为45°。

作为本发明的一种优选技术方案，所述单片机的STM32系列单片机芯片，控制超声换能器工作状态的切换、流量显示模块和无线通信模块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述温度测量模块和压力测量模块，通过采集实时的温度和压力值对所测流量进合理的补偿。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、通过安装底座和耦合剂，能够实现超声换能器不接触气体的安装，对于结垢较厚的管道也能无接触式测量，对被测气体无阻力，无损害，同时提高测量的精确度；

2、将接收到的超声波信号进行一系列放大处理，提高测量的精确度，电路设计简洁，抗干扰性强。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中电路整体结构框图；

图3是本发明中超声波接收处理电路结构框图。