一种液体流量的检测方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种液体流量的检测方法与系统，涉及液体流量领域，所述检测方法包括：在管道中顺流体流动方向的频率增加，逆流体流动方向的频率减少的条件下，通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源对应的声波在到达线阵探头时的频率相等；通过线阵探头检测其频率与固定声源对应的声波在到达线阵探头时的频率相等时所产生波形的波节与波腹位置，判断在预设时间内波节与波腹的位置是否发生改变，若否，则获取第一声源与第二声源产生频率的频率差；通过频率差获取液体流量值，其解决了目前传统超声波流量计的测量线路太过复杂且测量精度不够高的问题。且测量精度不够高的问题。且测量精度不够高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种液体流量的检测方法与系统


[0001]本专利技术涉及液体流量领域，尤其涉及一种液体流量的检测方法与系统。

技术介绍

[0002]流量测量对化工生产至关重要，流量测量技术日新月异，各种类型的流量计相继问世，目前已投入使用的流量计已超过100种，比如超声波流量计，当超声波波束在液体中传播时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间，液体的流动将使传播时间产生非常微小的变化，其变化值正比于液体的流速，根据时差计算出流速。声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量比较大也是10
‑3数量级，非常微小。若要求测量流速的准确度为1％，则对声速的测量准确度要求为10
‑5～10
‑6数量级，所以传统超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂，且测量精度不够高。本专利技术利用声源频率差，代替了时差测量，测量线路简单、精度更高、对液体中的气泡干扰效果更好。

技术实现思路

[0003]为了解决目前传统超声波流量计的测量线路太过复杂且测量精度不够高的问题，本专利技术提出了一种液体流量的检测方法，其通过PWM调制器使设置在管道上游的第一声源与设置在管道下游的第二声源同时产生振幅，并利用设置在第一声源与第二声源中间的线阵探头检测因振幅所产生的波形，所述检测方法包括步骤：
[0004]S01：在管道中顺流体流动方向的频率增加，逆流体流动方向的频率减少的条件下，通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等，所述固定声源即产生保持不变的频率对应的声源；
[0005]S02：通过线阵探头检测其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等时所产生波形的波节与波腹位置，并判断在预设时间内波节与波腹的位置是否发生改变，若否，则获取第一声源与第二声源产生频率的频率差；
[0006]S03：通过频率差获取液体流量值。
[0007]进一步地，所述步骤S03中通过频率差获取液体流量值的方法包括：
[0008]利用多普勒频移计算公式获取水管中的液体流动速度，通过液体流动速度与水管的横截面积获取液体流量值。
[0009]进一步地，所述步骤S03中通过频率差获取液体流量值的方法还包括：
[0010]通过频率差与预设对照表中的预设频率差进行匹配获取液体流量值，所述预设对照表中包括预设频率差，以及预设频率差对应的液体流量值。
[0011]进一步地，所述第一声源与第二声源均为压电晶片。
[0012]进一步地，所述线阵探头由若干片压电晶片组成。
[0013]本专利技术还提出了一种液体流量的检测系统，其通过PWM调制器使设置在管道上游
的第一声源与设置在管道下游的第二声源同时产生振幅，并利用设置在第一声源与第二声源中间的线阵探头检测因振幅所产生的波形，所述检测系统包括：
[0014]控制模块，用于在管道中顺流体流动方向的频率增加，逆流体流动方向的频率减少的条件下，通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等，所述固定声源即产生保持不变的频率对应的声源；
[0015]检测模块，用于通过线阵探头检测其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等时所产生波形的波节与波腹位置，并判断在预设时间内波节与波腹的位置是否发生改变，若否，则获取第一声源与第二声源产生频率的频率差；
[0016]获取模块，用于通过频率差获取液体流量值。
[0017]进一步地，所述获取模块包括：
[0018]第一获取单元，用于利用多普勒频移计算公式获取水管中的液体流动速度，通过液体流动速度与水管的横截面积获取液体流量值。
[0019]进一步地，所述获取模块还包括：
[0020]第二获取单元，用于通过频率差与预设对照表中的预设频率差进行匹配获取液体流量值，所述预设对照表中包括预设频率差，以及预设频率差对应的液体流量值。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术通过在水管的下游与上游分别设置声源，并在上下游声源的中间设置线阵探头，在管道中顺流体流动方向的频率增加，逆流体流动方向的频率减少的条件下，通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等，并通过线阵探头检测其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等时所产生波形的波节与波腹位置，在预设时间内波节与波腹的位置未发生改变时，获取第一声源与第二声源产生频率的频率差，并根据频率差获取液体流量值，其通过声源之间的频率差值得到液体流量值，代替了传统超声波流量计的时差测量，消除了时差测量的高精度要求，降低了测量线路的复杂度，并提高了测量结果的精度；
[0023](2)本专利技术在检测到预设时间内波节与波腹的位置未发生改变时(即检测到驻波现象时)，获取第一声源与第二声源产生频率的频率差，提高了对气泡的抗干扰能力；
[0024](3)本专利技术第一声源或者第二声源的频率均可灵活调整或者保持不变，可根据情况进行调整与控制，其极大的提高了系统的灵活性。
附图说明
[0025]图1为一种液体流量的检测方法的方法流程图；
[0026]图2为一种液体流量的检测系统的系统结构图。
具体实施方式
[0027]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0028]实施例一
[0029]为了解决目前传统超声波流量计的测量线路太过复杂且测量精度不够高的问题，如图1所示，本专利技术提出了一种液体流量的检测方法，其通过PWM调制器使设置在管道上游的第一声源与设置在管道下游的第二声源同时产生振幅，并利用设置在第一声源与第二声源中间的线阵探头检测因振幅所产生的波形，所述检测方法包括步骤：
[0030]S01：在管道中顺流体流动方向的频率增加，逆流体流动方向的频率减少的条件下，通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等，所述固定声源即产生保持不变的频率对应的声源；
[0031]特别地，步骤S01中通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源对应的声波在到达线阵探头时的频率相等的目的是以此产生驻波；在流动的液体中，驻波只有在固定一个声源的频率的同时，调整另一个声源的频率，使两个频率的声波同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体流量的检测方法，其特征在于，其通过PWM调制器使设置在管道上游的第一声源与设置在管道下游的第二声源同时产生振幅，并利用设置在第一声源与第二声源中间的线阵探头检测因振幅所产生的波形，所述检测方法包括步骤：S01：在管道中顺流体流动方向的频率增加，逆流体流动方向的频率减少的条件下，通过PWM调制器控制其中任一个声源产生的频率保持不变的同时，控制另外一个声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时，其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等，所述固定声源即产生保持不变的频率对应的声源；S02：通过线阵探头检测其频率与固定声源产生的频率对应的声波在到达线阵探头时的频率相等时所产生波形的波节与波腹位置，并判断在预设时间内波节与波腹的位置是否发生改变，若否，则获取第一声源与第二声源产生频率的频率差；S03：通过频率差获取液体流量值。2.根据权利要求1所述的一种液体流量的检测方法，其特征在于，所述步骤S03中通过频率差获取液体流量值的方法包括：利用多普勒频移计算公式获取水管中的液体流动速度，通过液体流动速度与水管的横截面积获取液体流量值。3.根据权利要求1所述的一种液体流量的检测方法，其特征在于，所述步骤S03中通过频率差获取液体流量值的方法还包括：通过频率差与预设对照表中的预设频率差进行匹配获取液体流量值，所述预设对照表中包括预设频率差，以及预设频率差对应的液体流量值。4.根据权利要求1所述的一种液体流量的检测方法，其特征在于，所述第一声源与第二声源均为压电晶片。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，王婧婧，
申请(专利权)人：恒河材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：