一种超声波流量计的组合整流系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109839158A(43)申请公布日2019.06.04(21)申请号201910194656.4(22)申请日2019.03.14(71)申请人天津中德应用技术大学地址300350天津市津南区海河教育园区雅深路2号(72)发明人韩思奇檀盼龙邵欣朱少锋(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程小艳(51)Int.Cl.G01F1/66(2006.01)G01F15/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种超声波流量计的组合整流系统(57)摘要流量连同温度、压力三种热工量作为检测参数，其计量的准确性在现代工业生产自动化中占有重要地位。而流量计作为流量测量的结算工具，在化工冶炼、石油和天然气输送、农田水利灌溉、民用水表和燃气表等商业贸易结算、工业生产等领域得到广泛应用。其中，随着我国能源结构的改变，天然气在能源消耗中的比重越来越大，天然气输送和使用的结算需求带动了气体超声波流量计的快速发展。本发明以改进气体超声波流量计的剂量精度为目的，设计了一种超声波流量计的组合整流系统，实现了超声波流量计在气体流场混乱情况下的精确测量，扩大的超声波流量计的应用范围。CN109839158ACN109839158A权利要求书1/1页1.一种超声波流量计的组合整流系统，内嵌安装于管道中,其特征在于,主要由紊流发生器和多孔板构成，所述紊流发生器采用风扇叶片式，所述紊流发生器与多孔板之间设置有缓冲直管段。2.根据权利要求1所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,所述紊流发生器设计为8片，每片扇叶扭向斜度30度，紊流发生器中间固定轴为内径3mm的空心圆柱体，壁厚1mm，发生器轴向长度3cm。3.根据权利要求1所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,所述多孔板由1个内径22mm整流孔、8个内径14mm整流孔、24个内径8mm整流孔构成。4.根据权利要求3所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,所述整流孔均为圆形。5.根据权利要求1或3所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,所述多孔板均为由耐腐蚀金属板冲孔制成。6.根据权利要求1所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,组合整流系统的外壁与管道内壁之间经过气密处理。7.根据权利要求1所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,所述紊流发生器与多孔板之间设置有3cm长的缓冲直管段。8.根据权利要求1所述的一种超声波流量计的组合整流系统，其特征在于,气体流场整流成特定形式的紊流供超声波流量计进行测量，超声波流量计在测量中通过扩展卡尔曼滤波器对测量数据进行滤波处理。2CN109839158A说明书1/3页一种超声波流量计的组合整流系统技术领域[0001]本发明涉及流场优化技术领域，特别涉及一种超声流量计的组合整流系统，适用于气体超声波流量计的流场整流，有利于提高超声波流量计的测量精度。背景技术[0002]超声流量计的自身特点使其在使用中对现场应用条件有一定要求，否则将影响计量精度，这一点对超声波流量计的设计、安装和使用尤为重要。影响气体超声流量计精度的因素包括：基于流态的管段流速选择、测量短截的几何尺寸误差、声时测量误差、温度/压力测量误差、管道粗糙度变化引起的测量误差、信号衰减或受到外界噪声干扰时造成的误触发误差、气流脉动引起的测量误差、流场分布畸变误差。[0003]关于流场分布畸变，主要原因为管道中的流量调节阀、弯管、旁通、管道法兰连接处的错位等引起流场变化或产生涡流及其他横向流，从而引起测量误差。为了提高流量测量精度，可采用多通道超声测量方法来克服流场畸变产生的影响。另外，在测量段的上下游保证安装一定长度的直管段或整流段，可以防止产生涡流，也是提高计量可靠性的有效方法。[0004]针对特定的流场状况或是特别的声道布局，往往需要一种整流器进行整流，以将气体流场整定为特定形式下的紊流流场，便于超声波流量计进行测量和计算。发明内容[0005]本发明为解决背景技术中的技术问题，提出一种超声波流量计的组合整流系统，流体经紊流发生器、缓冲直管段后，其流场会形成特定的流态畸变，流经多孔板后对涡流进行整合，形成充分发展流，流体流型对称分布，此时结合内嵌特有算法可以对流速进行计算。[0006]本发明所采用的技术方案是：一种超声波流量计的组合整流系统，内嵌安装于管道中,主要由紊流发生器和多孔板构成，所述紊流发生器采用风扇叶片式，所述紊流发生器与多孔板之间设置有缓冲直管段。[0007]所述紊流发生器设计为8片，每片扇叶扭向斜度30度，紊流发生器中间固定轴为内径3mm的空心圆柱体，壁厚1mm，发生器轴向长度3cm。[0008]所述多孔板由