一种超声波流量计无水检测方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波流量计无水检测方法，通过在超声波流量计上安装检测设备，即将两个检测探头分别与同一声路上的被测超声波换能器对接，用检测电缆将两个检测探头与无水检测仪进行连接，来进行超声波流量计的无水检测。本发明专利技术可使超声波流量计在无水情况下对换能器、连接电缆、超声收发电路以及声速准确度等进行检测。提高检测效率，缩短检测过程，降低超声波流量计投运和维护成本，提高流量计系统投运效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超声波流量计无水检测方法，属于水利水电测量仪器检测

技术介绍
超声波流量计无可动部件，可以实现非接触高精度测量，具有量程宽、无压损、溯源性好、成本对口径变动不敏感等优点，因此在中大管径流量测量方面具有明显优势。超声波流量计检测目的是确保测量装置能在静水和动水情况下换能器和流量测量功能都能正常工作，当出现异常时，可通过多次检测查找原因，帮助调试和维护人员解决问题。用于水流量测量的超声波换能器共振频率一般为1MHz，超声波在水中传播速度约为1457m/s，而空气中传播速中只有340m/s，若暴露在空气中超声能量将很快消弱，在无水情况下，当一侧换能器发射超声波后，其对侧换能器基本上收不到任何信号。因而传统超声波流量计检测必须在管道充满水的情况下才能进行，如果换能器或连接电缆有故障，只有将流道中的水排干更换，很不方便。这必然受很多客观条件的影响，特别是对于大口径大流量系统，如水电站、泵站、大型引水渠道等，其建设、安装和维护停水周期都非常长，若由于无水原因而不能及时对已经安装好的超声波流量系统进行检验，则必须要等到下一次大修才能进行，因此时间间隔必将延长，人力和投运成本必将大大增加。而对于大型引水渠道，一旦投运之后，可能就无法对超声波换能器进行更换。目前国内外还没有专用的超声波流量计无水检测设备与相应方法。目前在无水时，对于超声波换能器检测，现场调试与维护人员大多采用人耳通过声音来进行判断，当超声波从换能器中发出时，会激发一些机械低频振动产生的声音，比如“吱吱”的声音，如果没有声音则说明换能器或电缆存在问题。无水时通过耳朵来判断超声波换能器的好坏，存在下面几个缺点1)耳朵判断带有一定的主观性，且对于个体而言，听力的好坏对于检测的结果存在误差。2)耳朵判断不能量化信号的特征，如不能判断信号的频率，如果超声波换能器型号使用有误，通过耳朵就不能识别出这种错误。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超声波流量计无水检测方法，在无水的情况下，借助无水检验设备通过接收超声波换能器发出的信号，判断信号特征，解决了耳朵判断客观性差及不能量化的缺点。本专利技术采用的技术方案如下：一种超声波流量计无水检测方法，包括以下步骤：1)在被测超声波流量计上安装无水检测设备，所述无水检测设备包括检测探头A和检测探头B、检测电缆和无水检测仪；所述两个检测探头分别与同一声路上的被测超声波换能器对接；所述两个检测探头均通过检测电缆与无水检测仪进行连接；2)给无水检测仪上电，并设置参数，包括声路长、声速、模拟水的流速，然后开始检测；3)对声路正向传播时间进行测量，具体包括以下步骤：3-1)超声波流量计通过发射电路向换能器A发射高压脉冲产生超声波；3-2)检测探头A接收超声波并转换成电信号传递给无水检测仪；3-3)无水检测仪若始终接收不到超声电信号则提醒调试维护人员查找原因，然后跳转至步骤4)，对声路逆向传播时间进行测量；无水检测仪若接收到超声电信号，则转入步骤3-4)；3-4)无水检测仪接收到有效超声电信号后，根据设置参数，模拟水流情况，经过一定延时后，通过检测探头B向换能器B发出超声波信号，然后转入步骤3-5)；3-5)若超声波流量计接收到与换能器B固有频率相同的正弦波形信号时，表示检测到信号，则转入步骤3-6)；若超声波流量计检测不到信号，则跳转至步骤4)，对声路逆向传播时间进行测量；3-6)超声波流量计接收到超声波信号后，根据传播计数计算正向传播时间；然后进行步骤4)；4)对声路逆向传播时间进行测量，具体包括以下步骤：4-1)超声波流量计通过发射电路向换能器B发射高压脉冲产生超声波；4-2)检测探头B接收超声波并转换成电信号传递给无水检测仪；4-3)无水检测仪若始终接收不到超声电信号，则提醒调试维护人员查找原因，然后跳转至步骤6)，对整体检测结果进行分析；无水检测仪若接收到超声电信号，则转入步骤4-4)；4-4)无水检测仪接收到有效超声电信号后，根据设置参数，模拟水流情况，经过一定延时后，通过检测探头A向换能器A发出超声波信号，然后转入步骤4-5)；4-5)若超声波流量计接收到与换能器A固有频率相同的正弦波形信号时，表示检测到信号，则转入步骤4-6)；若超声波流量计检测不到信号，则提醒调试维护人员需查找原因，然后跳转至步骤6)，对整体检测结果进行分析；4-6)超声波流量计接收到超声波信号后，根据传播计数计算逆向传播时间；然后进行步骤5)；5)计算超声波流量计的流速和声速，具体为：当所述步骤3)和步骤4)的正、逆向测量都正常时，根据所述步骤3)和步骤4)获得的正、逆向传播时间以及所述步骤2)设置的参数计算出水流流速，水中声速以及瞬时流量；6)进行检测结果分析，具体为：如果正、逆向测量出现异常即在正、逆向测量过程中，检测不到超声波信号，则可多次重复所述步骤3)和步骤4)的检测流程，直到查出问题原因并解决；如果正、逆向测量都正常，则对水中声速准确度进行检测。前述的两个检测探头与被测超声波换能器的对接面涂以耦合剂。前述的步骤5)中，水流流速的计算公式为：V=L2cosα×(1Tu-1Td)]]>其中，V为水流流速，α为水流流速与声路的夹角，L为声路长，Tu为正向传播时间，Td为逆向传播时间；水中声速的计算公式为：C=L2×(1Tu+1Td)]]>其中，C为水中声速；瞬时流量的计算公式为：Q＝V×S其中，Q为瞬时流量，S为管道面积。前述的步骤6)中，对水中声速准确度进行检测是指，当所述步骤3)、步骤4)的正、逆向测量都正常时，完成测量后超声波流量计上都会有声速测量结果，将测量结果与当前无水检测仪上设定的声速值进行比较计算，将无水检测仪上设定的声速作为标准声速。前述的水中声速准确度的检测标准为声速测量结果与标准声速偏差小于0.2％。本专利技术可解决超声波流量计出厂前检验和现场无水检测问题，提高检测效率，缩短检测过程，降低超声波流量计投运和维护成本，提高流量计系统投运效率，保证运行时的测量精度，同时也为出厂前流量测量功能检验提供方法。附图说明图1为超声波流量计工作原理图；图2为本专利技术的超声波流量计无水检测设备安装结构示意图；图3为本专利技术的无水检测流程图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。超声波流量计检测与其工作原理密切相关，超声波流量计发展至今，在众多种测量方法中，时差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波流量计无水检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在被测超声波流量计上安装无水检测设备，所述无水检测设备包括检测探头A和检测探头B、检测电缆和无水检测仪；所述两个检测探头分别与同一声路上的被测超声波换能器对接；所述两个检测探头均通过检测电缆与无水检测仪进行连接；2)给无水检测仪上电，并设置参数，包括声路长、声速、模拟水的流速，然后开始检测；3)对声路正向传播时间进行测量，具体包括以下步骤：3‑1)超声波流量计通过发射电路向换能器A发射高压脉冲产生超声波；3‑2)检测探头A接收超声波并转换成电信号传递给无水检测仪；3‑3)无水检测仪若始终接收不到超声电信号则提醒调试维护人员查找原因，然后跳转至步骤4)，对声路逆向传播时间进行测量；无水检测仪若接收到超声电信号，则转入步骤3‑4)；3‑4)无水检测仪接收到有效超声电信号后，根据设置参数，模拟水流情况，经过一定延时后，通过检测探头B向换能器B发出超声波信号，然后转入步骤3‑5)；3‑5)若超声波流量计接收到与换能器B固有频率相同的正弦波形信号时，表示检测到信号，则转入步骤3‑6)；若超声波流量计检测不到信号，则跳转至步骤4)，对声路逆向传播时间进行测量；3‑6)超声波流量计接收到超声波信号后，根据传播计数计算正向传播时间；然后进行步骤4)；4)对声路逆向传播时间进行测量，具体包括以下步骤：4‑1)超声波流量计通过发射电路向换能器B发射高压脉冲产生超声波；4‑2)检测探头B接收超声波并转换成电信号传递给无水检测仪；4‑3)无水检测仪若始终接收不到超声电信号，则提醒调试维护人员查找原因，然后跳转至步骤6)，对整体检测结果进行分析；无水检测仪若接收到超声电信号，则转入步骤4‑4)；4‑4)无水检测仪接收到有效超声电信号后，根据设置参数，模拟水流情况，经过一定延时后，通过检测探头A向换能器A发出超声波信号，然后转入步骤4‑5)；4‑5)若超声波流量计接收到与换能器A固有频率相同的正弦波形信号时，表示检测到信号，则转入步骤4‑6)；若超声波流量计检测不到信号，则提醒调试维护人员需查找原因，然后跳转至步骤6)，对整体检测结果进行分析；4‑6)超声波流量计接收到超声波信号后，根据传播计数计算逆向传播时间；然后进行步骤5)；5)计算超声波流量计的流速和声速，具体为：当所述步骤3)和步骤4)的正、逆向测量都正常时，根据所述步骤3)和步骤4)获得的正、逆向传播时间以及所述步骤2)设置的参数计算出水流流速，水中声速以及瞬时流量；6)进行检测结果分析，具体为：如果正、逆向测量出现异常即在正、逆向测量过程中，检测不到超声波信号，则可多次重复所述步骤3)和步骤4)的检测流程，直到查出问题原因并解决；如果正、逆向测量都正常，则对水中声速准确度进行检测。...

【技术特征摘要】
1.一种超声波流量计无水检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在被测超声波流量计上安装无水检测设备，所述无水检测设备包括检测探头A和检
测探头B、检测电缆和无水检测仪；所述两个检测探头分别与同一声路上的被测超声波换能
器对接；所述两个检测探头均通过检测电缆与无水检测仪进行连接；
2)给无水检测仪上电，并设置参数，包括声路长、声速、模拟水的流速，然后开始检
测；
3)对声路正向传播时间进行测量，具体包括以下步骤：
3-1)超声波流量计通过发射电路向换能器A发射高压脉冲产生超声波；
3-2)检测探头A接收超声波并转换成电信号传递给无水检测仪；
3-3)无水检测仪若始终接收不到超声电信号则提醒调试维护人员查找原因，然后跳转
至步骤4)，对声路逆向传播时间进行测量；无水检测仪若接收到超声电信号，则转入步骤
3-4)；
3-4)无水检测仪接收到有效超声电信号后，根据设置参数，模拟水流情况，经过一定
延时后，通过检测探头B向换能器B发出超声波信号，然后转入步骤3-5)；
3-5)若超声波流量计接收到与换能器B固有频率相同的正弦波形信号时，表示检测到
信号，则转入步骤3-6)；若超声波流量计检测不到信号，则跳转至步骤4)，对声路逆向传
播时间进行测量；
3-6)超声波流量计接收到超声波信号后，根据传播计数计算正向传播时间；然后进行
步骤4)；
4)对声路逆向传播时间进行测量，具体包括以下步骤：
4-1)超声波流量计通过发射电路向换能器B发射高压脉冲产生超声波；
4-2)检测探头B接收超声波并转换成电信号传递给无水检测仪；
4-3)无水检测仪若始终接收不到超声电信号，则提醒调试维护人员查找原因，然后跳
转至步骤6)，对整体检测结果进行分析；无水检测仪若接收到超声电信号，则转入步骤4-4)；
4-4)无水检测仪接收到有效超声电信号后，根据设置参数，模拟水流情况，经过一定
延时后，通过检测探头A向换能器A发出超声波信号，然后转入步骤4-5)；
4-5)若超声波流量计接收到与换能器A固有频率相...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏洲，朱浩，程潇黠，张大朋，陈天健，刘占果，李钦思，
申请(专利权)人：南京南瑞集团公司，国网电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32