双通道法超声流量计时间差检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种双通道法超声流量计时间差检测装置，其包括：一待测超声流量计；与该待测超声超声流量计的一端连接的第一信号分离模块，与该待测超声超声流量计的另一端连接的第二信号分离模块；位于第一信号分离模块与第二信号分离模块之间设置在液体容器中的第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器；其特征在于：所述第一换能器与所述第二换能器位于第一通道，所述第三换能器与所述第四换能器位于第二通道。该检测装置具有较大的通用性，适用于不同厂家的流量计，装置能够通过对几何参数的溯源实现量值传递，具有较高准确度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声流量计的检测装置，特别是超声流量计的流速测量检测装置，使用该装置可以对超声流量计的时间差及流速测量准确性进行检测、校准。
技术介绍
时差法超声流量计是近年来技术发展迅速的一种速度式流量测量仪表，其被广泛应用于天然气流量、水电站流量、河道流量、污水流量等计量领域，其计量准确性备受关注。超声流量计被广泛用于流量测量领域，特别是在大口径水流量(如水电站)、天然气流量以及明渠流量测量等方面，已成为主要测量手段。流量计的准确度往是使用者最为关心的技术指标。在现有技术中，如专利CN1389711A公开了一种标定装置，其可进行流量计的时间差标定，该装置包括一个“T”形的封闭液槽，将流量计超声波发射探头及2个接收探头分别安装在液槽的3个端口处，液槽的中心位置装有超声波的反射透镜，使由发射探头发出的超声波各约50%分别透射、反射到2个接收探头，2个接收探头的位置可调整， 使超声波到2个接收探头的行程不同，从而产生时间差，该装置还包含有一个标定控制电路，其核心为一个三刀双掷开关，用来控制切换发射探头与接收探头。但该装置在使用上存在一定的局限性(1)声路长度难以准确测量。标准时间差是由声道长度差值计算得到， 由于通常需要检测的时间差非常小，达到微秒量级，因此要求长度的测量准确度需要达到 0. 1mm，甚至0. 01mm，但该装置中在探头安装好后是无法直接对声路长度进行直接测量的， 而由反射形成的折线声路长度测量难度更大；( 其利用反射与透射将超声信号分成2路， 但由于信号强度减少一半，可能会造成有些流量计无法接收到信号；C3)通用性受限，由于探头要密封在液槽端口上，不同厂家、不同型号的探头大小、材质可能会不同，需要重新设计端口机械结构；其标定控制电路需已知超声流量计上、下游探头发送规则，否则无法实现对发射、接收端的切换控制，而每个流量计生产企业均有自己的发送规则，不尽相同。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中检测装置的局限性，形成一套可广泛适用于现有超声流量计产品的通用型流速模拟检测装置，该装置可进行量值溯源，且具有较高的计量准确性。本技术提供了一种双通道法超声流量计时间差检测装置，其包括一待测超声流量计；与该待测超声超声流量计的一端连接的第一信号分离模块，与该待测超声超声流量计的另一端连接的第二信号分离模块；位于第一信号分离模块与第二信号分离模块之间设置在液体容器中的第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器；其特征在于所述第一换能器与所述第二换能器位于第一通道，所述第三换能器与所述第四换能器位于第二通道。其中，所述第一通道为正向传播通道，所述第二通道为逆向传播通道。其中，在所述液体容器中进一步包括有定位装置，其用于对四个换能器进行安装和定位。其中，所述定位装置为滑轨系统，该滑轨系统包括一条轨道和两个可滑动组件。其中，所述第一换能器发射超声信号，所述第二换能器接收该超声信号；所述第三换能器发射超声信号，所述第四换能器接收该超声信号。其中，从第一换能器到第二换能器的超声传播距离与第三换能器到第四换能器的超声传播距离不同。其中，换能器通过紧固件固定到可滑动组件上。其中，所述第一信号分离模块与所述第二信号分离模块的信号发送和接收为独立的通道。其中，所述定位装置位于所述液液体容器中，在所述液体容器中具有液体介质，所述液体介质具有预定的流速。本技术的检测装置中带有可固定超声换能器的可滑动组件的滑轨系统2条， 在每条滑轨上，2个可滑动组件间的距离在滑轨范围内可调；信号分离模块能够使超声波信号发射信号及接收信号单向导通。在超声流量计的声道上安装上的2对超声换能器均平行对准，同一声道上的两个换能器的中心位于同一个轴线上，保证超声波传输声道的水平，形成双通道，通过信号分离模块控制超声流量计正向传输信号和逆向传输信号分别通过独立的传输通道，滑轨系统可调整2个通道的声路长度，对声路长度之间设置一个差值，使超声波正向传输和逆向传输产生时间差，流量计将产生流速信号，通过几何方法可准确测得声路长度并计算得到理论时间差(及流速)，从而实现流量计流速检测。对流量计流速测量准确性进行测量是非实流校准方法中最重要的一个手段。本技术的双通道法超声流量计时间差检测装置将流量计的正向、逆向超声信号分开为2个通道，并通过几何方法使正向、逆向超声信号行程不同，模拟一个标准流速，可准确、高效地对流量计的流速示值进行检测。该装置具有较大的通用性，适用于不同厂家的流量计，装置能够通过对几何参数的溯源实现量值传递，具有较高准确度，解决了非实流校准中关键技术问题，可在计量检测机构及超声流量计生产厂家中推广使用。附图说明本技术附图的简要说明如下图1时间差检测装置示意图图2滑轨系统示意图具体实施方式为了本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并结合实际实施例，对本技术进一步详细说明。如图1所示，双声道时差超声流量计的结构示意图。超声流量计形成A、B两个通道，通过两个通道的时间差获得流速。具体而言，测量装置中设置液体容器，优选该液体容器可为液体槽1，在该液体槽1中具有流动的液体介质，可传输超声波信号，一般与超声流量计测量介质相同，该液体介质在液体槽中具有标准的流速，其流动方向相对于图1来说可向左或向右，只要保证其流速的稳定以及流动的方向符合检测要求即可。在液体槽1中设置用于放置超声流量计的换能器的定位装置，优选该定位装置为图1中所示的滑轨系统 21、22，滑轨系统21、22放置于液体槽1中，在液体槽1中液体的液面高于滑轨系统的高度， 保证实验用液体介质完全浸没滑轨系统，且滑轨系统对液晶介质的流动速度的影响可以忽略不计。如图2所示为滑轨系统21的侧面图，在滑轨系统21上设置有两个可滑动组件 211、212，该两个可滑动组件可被固定在滑轨上，优选通过锁紧机构215、216将该可滑动组件固定到滑轨上，采用紧固件213将换能器31安装到可滑动组件211上，使用紧固件214 将换能器32安装到可滑动组件212上，各种不同型号和结构的换能器能够通过紧固件精确地安装到可滑动组件上。对于待检测、标定的超声流量计5来说，其通常具有一对换能器，每个换能器同时具有发射超声和接收超声的功能，正向(以液体流动方向为正向)和逆向传播的超声声路为同一条声道。在本技术中为了提高测量的准确性，采用双通道进行测量，就是采用两对换能器，将正向超声声道和逆向超声声道分离开来，形成独立的两个通道，即如图1所示的A通道和B通道。假定超声流量计5的端口 51为其连接上游超声换能器的端口，端口 52 为其连接下游超声换能器的端口，其中，超声流量计5的上游端口 51及下游端口 52上分别连接有信号分离模块41、42，正是通过信号分离模块，从端口 51发出和接收的信号被分成两个通道，使原超声流量计使用状态的单条超声通道变为双通道，信号分离模块采用电学方法，使单条通道双向传播的超声信号分离，端口 51发出的正向传播(上游端口至下游端口)信号被信号分离模块41分离到A通道，A通道的信号通过一对换能器31、32传播到下游位置处的信号分离模块42处，该信号分离模块42将接收到的A通道信号发送到下游端口 52，从而将信号传递到流量计5处，实现了正向传播本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟涛，胡鹤鸣，张亮，王池，高峰，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：