【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是流量测量，具体涉及一种旋转式多声道超声流量计结构及其使用方法。
技术介绍
1、超声流量计是一种新型的速度式流量计，它具有无压力损失、无口径限制、流速范围宽(量程比大)、可不断流在线安装等多种安装方式的特点而得到广泛的应用。但因为是速度式流量计，超声流量计的测量准确度会受到管道内流场的影响。管道内流场是由流量计上下游管道上的扰流件形式不同(如平面弯头、空间弯头、阀门、泵、三通、渐扩管等)形成的不同流场。不同扰流件形式及直管段长度不同在管道内产生不同的流场(横向流、非对称流、旋转流等)，直接影响流量计的测量精度。
2、为了保证以及提高超声流量计的测量精度，可以采用多声道测量，即在一个测量断面上安装多对超声探头实现多声道测量。多对超声探头测量对应声道上的平均流速，然后将这些声道上的速度按照不同的积分方法求和得到整个截面的平均流速再乘以管道过流面积得出流量。多声道测量对扰动流场的适应性更强，获得高精度测量所需的前后直管段更短。目前的产品通常是单测量断面布置4声道，或双测量断面4x4布置8声道。
3、传统的速度式流量计要求在流态充分发展状态下测量流速,方能保证测量精度，故要求一定长度的前后直管段，但在工程实践中往往由于现场条件的限制，无法满足流量计要求的前后直管段长度。也就是说：虽然流量计本身精度满足测量要求(事先在标定装置上标定过)，但由于现场直管段长度不满足要求流量计在现场安装之后不能保证现场测量的测量精度，而且很难评估流量计的现场测量偏差是多少。
4、在这种直管段长度不满足要求的
5、为研究直管段不同长度引起的不同流态与流量计测量误差的关系，我们有必要知道管道内的实际流态分布情况。目前工程上安装的超声流量计通常是水平布置声道，但管道内的流态是随不同的扰流形式、不同的直管段长度而形成非对称、非正态分布，同时根据流速的变化流态也随之而变化，所以无法确定流量计安装位置上的最合理的声道安装角度(声道平面与水平线的夹角)和合适的声道数来保证测量精度。
6、本专利技术采用多声道(5声道单断面布置)流量计对管道内的流态分布进行实际测量，流量计测量段部位(安装超声探头部位)管段设计成可旋转360°的结构形式，这样流量计的5个声道在测量过程中进行多个角度旋转测量，就可以测量出管道内的实际流态分布情况。本专利技术采用5个声道流速以显示棒的形式分别显示，并实时显示管道内流态分布的曲线，这样在不同流速下旋转360°测量取得管道内三维空间流态分布情况。根据记录下来的不同流速、不同测量断面安装角度下的测量结果进行比较，确定出最合理的测量断面安装角度和声道数，进而得到提高现场测流精度所需的真实数据，这样为确定流量计的测量断面的安装角度及声道数提供具体方案。
7、目前，市场上的多声道超声流量计大多采用单测量断面4声道布置，而且声道平面水平安装，但工程实践中现场管道内实际流态情况随扰流件形式及直管段长度不同管道内的流场(横向流、非对称流、旋转流等)非常复杂。对这种复杂流态进行实测流速来测量管道内的流态，需要多次拆装流量计的办法实现多角度测量流速来分析实际流态分布情况。多次拆装流量需要停车关闸放掉被测介质，再把流量计拆下来旋转一个角度再装上去，重新开启装置进行下一次测试，这样周而复始地测量需要很多人力物力和时间，在工程实践中几乎是不可能完成的事情。
技术实现思路
1、针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种旋转式多声道超声流量计结构及其使用方法，通过流量计测量管段旋转结构，可以解决在线不停流带压进行连续多角度测量，在短时间内可把管道内的实际流态分布情况准确测量并描述出三维速度分布情况，为流量计的安装角度和声道数的确定提供最佳技术方案，使流量计的测量精度满足现场要提供了可能性。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种旋转式多声道超声流量计结构，包括可旋转测量管段、超声探头座、锁紧钢圈、定位钢珠顶丝、o型密封圈和楔形密封圈，可旋转测量管段通过o型密封圈装配在法兰套筒内，可旋转测量管段通过定位槽与钢珠滚动配合，可旋转测量管段两端密封接触面设有润滑油注入嘴，法兰套筒两端设置有楔形槽，楔形槽通过楔形密封圈及锁紧钢圈与可旋转测量管段密封锁紧，可旋转测量管段上安装有五对超声探头座。
3、作为优选，所述的锁紧钢圈通过螺丝锁紧固定。
4、作为优选，所述的超声探头座安装有超声探头。
5、一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，包括以下步骤：在标准实流装置上安装不同形式的扰流装置，在不同直管段长度情况下进行流态模拟试验，把5声道实验用流量计在不同安装角度、不同直管段长度下测到的流量为qcal与标准装置测定的标准流量q进行比对并计算出非对称流态下的流量测量偏差；计算公式如下：err＝((q-qcal)/q)×100(％)
6、q为标准流量值；
7、qcal是采用二重积分数学模型测得的流量的值；
8、err是((q-qcal)/q)×100(％)的流量偏差值。
9、所述的声道的流速以棒示图形式显示各声道流速大小，可以测得管道内实时的三维空间流态分布情况。根据记录下来的不同流速、不同声道安装角度下的测量精度进行比较确定最合理的声道安装角度和声道数。
10、所述的声道布置方法如下：在被测管道横截面上相对于流体的流动方向成θ角度平行布置5个弦声道，用布置的5个弦声道将管道直径等分成多份。
11、将用每个弦声道上的平均流速拟合出被测管道内的流态分布曲线，并对该曲线进行内插值微分和积分求得管道轴向平均流速，再乘以管道截面积求得流量。
12、所述的流态包括非对称流态流量和对称流态流量，在测量非对称流态流量时采用自二重积分数学模型(对速度和面积的二重积分求得流量)计算流量。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术旋转密封结构设计简单适用，密封效果好，转动轻松，紧固方便，可在线带压不断流操作，给现场测量管道内流态分布情况及不同角度流量测量偏差的比对测量带来方便和可能性。本专利技术可根据不同介质、不同管道压力设计适应不同压力等级的结构。
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1.一种旋转式多声道超声流量计结构，其特征在于，包括可旋转测量管段(1)、超声探头座(2)、锁紧钢圈(4)、定位钢珠顶丝(6)、O型密封圈(7)和楔形密封圈(5)，可旋转测量管段(1)通过O型密封圈(7)装配在法兰套筒(10)内，可旋转测量管段(1)通过定位槽与钢珠(8)滚动配合，可旋转测量管段(1)两端密封接触面设有润滑油注入嘴(9)，法兰套筒(10)两端设置有楔形槽，楔形槽通过楔形密封圈(5)及锁紧钢圈(4)与可旋转测量管段(1)密封锁紧，可旋转测量管段(1)上安装有五对超声探头座(2)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式多声道超声流量计结构，其特征在于，所述的锁紧钢圈(4)通过螺丝(3)锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的一种旋转式多声道超声流量计结构，其特征在于，所述的超声探头座(2)安装有超声探头。
4.一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：在标准实流装置上安装不同形式的扰流装置，在不同直管段长度情况下进行流态模拟试验，把5声道实验用流量计在不同安装角度、不同直管段长度下测到的流量为Qcal与标准装置测定的
5.根据权利要求4所述的一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，其特征在于，所述的声道的流速以棒示图形式显示各声道流速大小，可以测得管道内实时的三维空间流态分布情况；根据记录下来的不同流速、不同声道安装角度下的测量精度进行比较确定最合理的声道安装角度和声道数。
6.根据权利要求4所述的一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，其特征在于，所述的声道布置方法如下：在被测管道横截面上相对于流体的流动方向成θ角度平行布置5个弦声道，用布置的5个弦声道将管道直径等分成多份。
7.根据权利要求4所述的一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，其特征在于，将用每个弦声道上的平均流速拟合出被测管道内的流态分布曲线，并对该曲线进行内插值微分和积分求得管道轴向平均流速，再乘以管道截面积求得流量。
8.根据权利要求4所述的一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，其特征在于，所述的流态包括非对称流态流量和对称流态流量，在测量非对称流态流量时采用自二重积分数学模型计算流量。
...【技术特征摘要】
1.一种旋转式多声道超声流量计结构，其特征在于，包括可旋转测量管段(1)、超声探头座(2)、锁紧钢圈(4)、定位钢珠顶丝(6)、o型密封圈(7)和楔形密封圈(5)，可旋转测量管段(1)通过o型密封圈(7)装配在法兰套筒(10)内，可旋转测量管段(1)通过定位槽与钢珠(8)滚动配合，可旋转测量管段(1)两端密封接触面设有润滑油注入嘴(9)，法兰套筒(10)两端设置有楔形槽，楔形槽通过楔形密封圈(5)及锁紧钢圈(4)与可旋转测量管段(1)密封锁紧，可旋转测量管段(1)上安装有五对超声探头座(2)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式多声道超声流量计结构，其特征在于，所述的锁紧钢圈(4)通过螺丝(3)锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的一种旋转式多声道超声流量计结构，其特征在于，所述的超声探头座(2)安装有超声探头。
4.一种旋转式多声道超声流量计的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：在标准实流装置上安装不同形式的扰流装置，在不同直管段长度情况下进行流态模拟试验，把5声道实验用流量计在不同安装角度、不同直管段长度下测到的流量为qcal与标准装置测定的标准流量q...
【专利技术属性】
技术研发人员：朴奇焕，
申请(专利权)人：北京唯恩传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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