集流式超声流量计制造技术

一种集流式超声流量计，包括外护管、设置与外护管内的电池短节、电路短节以及测量短节，测量短节包括按顺流和逆流方向分别设置有两个超声波传感器，两个超声波传感器之间有进水口，测量短节的一端设有出水口，电路短节包括与超声波传感器依次连接的放大电路、比较器、鉴相器、ＡＤ转换器、单片机以及存储器；比较器的比较对象是固定电压；电池短节给电路短节及测量短节供电。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及流量检测领域，具体涉及一种集流式超声流量计。
技术介绍
石油勘探领域中，经常需要测量流量参数，流量计就是一种常用的流量检测仪器。 传统的流量仪器是一种应力式流量计，这种流量计具有测量精度不高的问题，传统应力式 流量计的测量精度在满量程范围最多只能到达；其次传统应力式流量计由于管径的线 性限制要测量大流量就必须增大管径，而增大管径小流量的测量必然不准，甚至于对小流 量没有反应，因此量程受限较大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种集流式超声流量计，其解决了
技术介绍
中测量精 度不高以及量程相对较小的技术问题。本技术一种集流式超声流量计的流量测量简要原理如下当声波在液体中平行于液体流动方向传播时，其总的传播速度是静止液体中的声 速与液体流速的线性合成，于是在一固定的距离L上，声波顺流传播与逆流传播所用的时 间必然不同，测得该时间差及静止液体中的声速，即可推算出流速，并进一步折算成流量。本技术的技术解决方案是—种集流式超声流量计，包括外护管、设置与外护管内的电池短节、电路短节以及 测量短节，其特殊之处在于所述测量短节包括按顺流和逆流方向分别设置有两个超声波 传感器，两个超声波传感器之间有进水口，测量短节的一端设有出水口，所述电路短节包括 与超声波传感器依次连接的放大电路、比较器、鉴相器、AD转换器、单片机以及存储器；所 述比较器的比较对象是固定电压；所述电池短节给电路短节及测量短节供电。上述鉴相器与AD转换器之间还设置滤波器，该滤波器能达到平坦的滤波效果。上述滤波器为二阶低通滤波器。上述鉴相器为74AHCT74组成的鉴相器。上述超声波传感器的探头为固态压铸的探头，而不是一般的充液体(一般为硅 油)探头。上述单片机为PIC16C77单片机，该单片机的性能稳定，是一款经典产品。不但省 电而且在运行时不易出错造成死机。本技术的优点在于1、结构简单，该井下流量计只包括外护管、电池短节、电路短节、超声测量管、超声 探头组成2、精度高，最高精度可达1%。，从根本上改变了传统应力式流量计测量精度不高的 问题，传统应力式流量计的测量精度在满量程范围最多只能到达1%。3、量程大最大可到1000M7D，而且小流量的测量不受太大影响。传统应力式流量计由于管径的线性限制要测量大流量就必须增大管径，而增大管径小流量的测量必然不 准，甚至于对小流量没有反应，超声流量计的专利技术从根本上解决了这一问题，最小可测量 1M3/D，最大可以测量1000M7D。4、电路方面采取74AHCT74组成的鉴相器最高频率可达40MHZ。5、电路方面还采用了特殊的二阶低通滤波器达到了最平坦的的滤波效果从而保 证了流量的连续性和平稳性。6、在传感器的安装方面采用了最新的超声传感器安装方法(该方法已申报专利) 保证了压力损失的最小和注水流量的最大。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术流测量电路部分的原理框具体实施方式本技术的测量管内按顺流及逆流方向分别安装两个超声波传感器，分时交替 完成超声波的发射、接收工作，测量流速、声速等相关量，集流式流量计所使用的超声波频 率为 1. 38MHz ο具体的数学原理推导设水流的速度为V水声音在水中的传播速度为V，两个超声波传感器之间的距离为L传播的时间差为At显然的L/(V声-V水)-L/(V声+V水)=Δ t其中V声、Δ t、L三个量均可以测出，所以 V #很容易便可得到。参见图1及2，一种集流式超声流量计，包括外护管1、设置与外护管1内的电池短 节2以及电路短节3、测量短节4，其特征在于所述测量短节4包括按顺流和逆流方向分别 设置两个超声波传感器41 ；两个超声波传感器之间设有进水口 42，测量短节的一端设有出 水口 43，所述电路短节3设置有与超声波传感器依次连接的放大电路31、比较器32、鉴相器 33、AD转换器34、单片机35以及存储器36 ；所述比较器32的比较对象是固定电压；所述电 池短节2给电路短节3及测量短节4供电。鉴相器33与AD转换器34之间还设置滤波器。 该滤波器能达到平坦的滤波效果。滤波器为二阶低通滤波器。鉴相器33为74AHCT74组成 的鉴相器。超声波传感器41的探头为固态压铸的探头。单片机34为PIC16C77单片机。本技术所有注入地层的水，必须从流量计中心的直管段流过；然后通过出水 口流入地层。仪器工作时先设采样间隔，下井时采用特制的钢丝，将仪器放入井下配水器位 置，然后使仪器的测量短节4置于配水器的芯子中，当水从后直管进入流过超声波传感器 41，两个超声波传感器41同时发波，由于顺流和逆流的传播速度不一致必然导致两个超声 波传感器41的接收时间不同经过前级的放大电路31后，进入比较器32与固定电压进行比 较；而后进入鉴相器33，通过鉴相器33取出时间差，从鉴相器33出来后进入二阶低通滤波 器、AD转换器34将模拟信号转变为数字信号从而进入单片机35，再经处理后转变成流量数据；再存入存储器中。测量完成后从井里起出仪器使用超声流量计回放软件进行回放，回放 时用直读仪将仪器和PC机或回放仪相连接，从而得到测量的流量值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集流式超声流量计，包括外护管、设置与外护管内的电池短节、电路短节以及测量短节，其特征在于：所述测量短节包括按顺流和逆流方向分别设置两个超声波传感器；所述电路短节包括与超声波传感器依次连接的放大电路、比较器、鉴相器、ＡＤ转换器、单片机以及存储器；所述比较器的比较对象是固定电压；所述电池短节给电路短节及测量短节供电。

【技术特征摘要】
一种集流式超声流量计，包括外护管、设置与外护管内的电池短节、电路短节以及测量短节，其特征在于所述测量短节包括按顺流和逆流方向分别设置两个超声波传感器；所述电路短节包括与超声波传感器依次连接的放大电路、比较器、鉴相器、AD转换器、单片机以及存储器；所述比较器的比较对象是固定电压；所述电池短节给电路短节及测量短节供电。2.根据权利要求1所述集流式超声流量计，其特征在于所述鉴相器与AD转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘跃军，梁开元，雷选锋，黄义军，
申请(专利权)人：西安思坦仪器股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]