超声水表及液体流量检测方法技术

本申请提供一种液体流量检测方法，包括以下步骤：构建流场分布指数模型；构建雷诺数与液体温度的关系，获得雷诺数模型；测定待测液体的温度，根据液体的温度，并结合雷诺数模型计算得待测液体的雷诺数；基于流场分布指数模型，并结合雷诺数计算得流场分布指数；采用超声水表测定待测液体在管道中心的流速，超声水表具有

【技术实现步骤摘要】
超声水表及液体流量检测方法


[0001]本申请涉及流量检测
，尤其涉及一种超声水表及液体流量检测方法
。

技术介绍

[0002]对于超声水表而言，可通过测量超声波顺逆流传播的飞行时间以及其时间差计算流体的流速，即超声波传播方向跟流体流动方向相同时
(
顺流
)
，声波传播速度加快，传播时间变短
。
当传播方向跟流体流动方向相反时
(
逆流
)
，速度变慢，传播时间变长
。
然而，流体中的飞行时间差和流速并非简单的线性关系，其与流体的温度和流速均有一定的关系，因为在不同的温度和流速下，流体的流场即流速分布也不同
。
[0003]目前，市场上的超声波水表大多是采用查表法来进行温度流量补偿
。
然而该方法需要前期在多个温度点和多个流量点下获得测试结果，建立一个关于温度和流量的二维修正表格，利用该表格对瞬时流量进行修正，因此需要进行大量的测试工作，严重影响了研发进度
。
[0004]因而，有必要提供一种技术方案，解决相关技术中存在的水表研发需要前期在多个温度点和多个流量点下获得测试结果，建立一个关于温度和流量的二维修正表格，需要进行大量的测试工作，严重影响了研发进度的问题
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，提供一种技术方案，解决相关技术中存在的水表研发需要前期在多个温度点和多个流量点下获得测试结果，建立一个关于温度和流量的二维修正表格，需要进行大量的测试工作，严重影响了研发进度的问题
。
[0006]基于以上目的，本申请提供一种液体流量检测方法，用于测定管道中的液体流量，方法包括以下步骤：
[0007]构建
U
型声道结构下待测液体的雷诺数与流场分布指数的关系，获得流场分布指数模型；
[0008]构建雷诺数与液体温度的关系，获得雷诺数模型；
[0009]测定待测液体的温度，根据液体的温度，并结合雷诺数模型计算得待测液体的雷诺数；
[0010]基于流场分布指数模型，并结合雷诺数计算得流场分布指数；
[0011]采用超声水表测定待测液体在管道中心的流速，超声水表具有
U
型声道结构，获得流速计量值；
[0012]利用流场分布指数对流速计量值进行修正，获得流速修正值，并将流速修正值乘以管道的有效截面积，以获得管道中的液体瞬时流量
。
[0013]进一步的，方法还包括：
[0014]根据超声水表的量程设置流量点，各个流量点能够覆盖超声水表的量程；
[0015]调节管道流量，使管道内实际流量大小与某一流量点对应，采用超声水表测量在
预设温度下测量待测液体流速，获得流速计量值；
[0016]根据实际流量计算雷诺数，并根据在每一流量点下测得的流速计量值计算流场分布指数；
[0017]根据雷诺数和流场分布指数，获得雷诺数与流场分布指数之间的对应关系；
[0018]对对应关系进行拟合，获得流场分布指数模型
。
[0019]进一步的，当雷诺数大于或等于
1000
时，通过以下公式，根据流速计量值计算流场分布指数：
[0020][0021]当雷诺数小于
1000
时，通过以下公式，根据所述流速计量值计算所述流场分布指数：
[0022][0023]式中，
n
表示流场分布指数，
V
表示流速计量值，
A
表示管道的有效截面积，
Q
表示实际流量
。
[0024]进一步的，雷诺数与流场分布指数的对应关系通过如下公式表示：
[0025][0026]式中，
Re
表示雷诺数，
n
表示流场分布指数，
X
表示雷诺数与流场分布指数之间的初始对应关系，
α
表示与初始对应关系之间的偏差
。
[0027]进一步的，方法还包括：
[0028]对雷诺数进行区域划分，获得至少两个雷诺数范围区间；
[0029]对每一雷诺数范围区间设置一流场分布指数，以获得初始对应关系
。
[0030]进一步的，利用流场分布指数对流速计量值进行修正包括以下步骤：
[0031]判断雷诺数的大小，当雷诺数大于或等于
1000
时，通过如下公式对流速计量值进行修正：
[0032][0033]当雷诺数小于
1000
时，通过如下公式对流速计量值进行修正：
[0034][0035]式中，
n
表示流场分布指数，
U
max
表示流速计量值，表示流速修正值
。
[0036]进一步的，方法还包括：
[0037]计算流速修正值与流速计量值之间的误差，若误差超出预设范围，则重新测定流速计量值和待测液体的温度，并重新对流速计量值进行修正
。
[0038]本申请还提供一种超声水表，包括：
[0039]超声波收发组件，包括第一超声波收发单元和第二超声波收发单元；
[0040]反射组件，包括第一反射单元和第二反射单元；
[0041]当超声水表安装在管道上时，第一反射单元的中心与第二反射单元的中心的连线基本与管道中心重合；
[0042]第一超声波收发单元
、
第一反射单元
、
第二反射单元以及第二超声波收发单元组成
U
型声道结构，第一超声波收发单元发出的超声波能够依次经过第一反射单元和第二反射单元后被第二超声波收发单元接收；
[0043]超声水表还包括：
[0044]计时单元，计时单元用于计量超声波在顺流方向的第一传播时间以及在逆流方向的第二传播时间；
[0045]温度检测单元，温度检测单元用于检测管道中待测液体的温度；
[0046]处理单元，处理单元根据第一传播时间和第二传播时间计算待测液体在管道中心的流速，获得流速计量值；
[0047]处理单元还存储有流场分布模型和雷诺数模型，流场分布模型表示
U
型声道结构下待测液体的雷诺数与流场分布指数的关系，雷诺数模型表示雷诺数与液体温度的关系；
[0048]处理单元还用于根据待测液体的温度，并结合雷诺数模型计算得待测液体的雷诺数，并基于雷诺数，根据流场分布指数模型计算得流场分布指数，并利用流场分布指数对流速计量值进行修正，获得流速修正值，处理单元将流速修正值乘以管道的有效截面积，以获得管道中的液体瞬时流量
。
[0049]进一步的，处理单元还用于根据管道内的实际流量计算雷诺数，并根据在每一流量点下测得的流速计量值计算流场分布指数；
[0050]其中，流量点根据超声水表的量程设置，各个流量点能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种液体流量检测方法，用于测定管道中的液体流量，其特征在于，所述方法包括以下步骤：构建
U
型声道结构下待测液体的雷诺数与流场分布指数的关系，获得流场分布指数模型；构建所述雷诺数与液体温度的关系，获得雷诺数模型；测定待测液体的温度，根据所述液体的温度，并结合所述雷诺数模型计算得所述待测液体的雷诺数；基于所述流场分布指数模型，并结合所述雷诺数计算得流场分布指数；采用超声水表测定待测液体在管道中心的流速，所述超声水表具有
U
型声道结构，获得流速计量值；利用所述流场分布指数对所述流速计量值进行修正，获得流速修正值，并将所述流速修正值乘以所述管道的有效截面积，以获得所述管道中的液体瞬时流量
。2.
根据权利要求1所述的液体流量检测方法，其特征在于，所述方法还包括：根据超声水表的量程设置流量点，各个所述流量点能够覆盖所述超声水表的量程；调节管道流量，使所述管道内实际流量大小与某一所述流量点对应，采用所述超声水表测量在预设温度下测量所述待测液体流速，获得所述流速计量值；根据所述实际流量计算所述雷诺数，并根据在每一所述流量点下测得的所述流速计量值计算所述流场分布指数；根据所述雷诺数和所述流场分布指数，获得所述雷诺数与所述流场分布指数之间的对应关系；对所述对应关系进行拟合，获得所述流场分布指数模型
。3.
根据权利要求2所述的液体流量检测方法，其特征在于，当雷诺数大于或等于
1000
时，通过以下公式，根据所述流速计量值计算所述流场分布指数：当雷诺数小于
1000
时，通过以下公式，根据所述流速计量值计算所述流场分布指数：式中，
n
表示流场分布指数，
V
表示所述流速计量值，
A
表示所述管道的有效截面积，
Q
表示所述实际流量
。4.
根据权利要求2所述的液体流量检测方法，其特征在于，所述雷诺数与所述流场分布指数的对应关系通过如下公式表示：式中，
Re
表示所述雷诺数，
n
表示所述流场分布指数，
X
表示所述雷诺数与所述流场分布指数之间的初始对应关系，
α
表示与所述初始对应关系之间的偏差
。5.
根据权利要求4所述的液体流量检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述雷诺数进行区域划分，获得至少两个雷诺数范围区间；对每一所述雷诺数范围区间设置一流场分布指数，以获得所述初始对应关系
。6.
根据权利要求1所述的液体流量检测方法，其特征在于，利用所述流场分布指数对所述流速计量值进行修正包括以下步骤：判断雷诺数的大小，当雷诺数大于或等于
1000
时，通过如下公式对所述流速计量值进行修正：当雷诺数小于
1000
时，通过如下公式对所述流速计量值进行修正：式中，
n
表示所述流场分布指数，
U...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一博，张延武，
申请(专利权)人：金卡水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：