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多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置。現有的超聲波傳播特性測量裝置不能綜合考慮溫度、壓力以及介質對超聲波傳播特性的影響，測量結果不準確。本發明包括氣路切換裝置，調壓裝置，聲速測量裝置以及調溫裝置，所述氣路切換裝置同調壓裝置的一端相連，調壓裝置的另一端連接聲速測量裝置，所述聲速測量裝置置于調溫裝置內。通過氣路切換裝置將高壓氣體輸入，高壓氣體經過調壓裝置進入聲速測量裝置，成為介質，通過調溫裝置進行調溫。本發明的優點是能夠綜合考慮溫度、壓力以及介質對超聲波傳播特性的影響，測量結果更準確。
【專利說明】多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量裝置，具體涉及一種多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量
裝直。
【背景技術】
[0002]超聲波傳播過程中會受到外界環境的影響，例如溫度、壓力、液體的粘度系數、換熱系數等都會對超聲波傳播造成影響，但是目前對于超聲波傳播特性測量的綜合研究有限，僅僅考慮單一方面的影響，對于超聲波傳播特性的研究不準確，因此需要一個對于多方面影響綜合考慮的超聲波傳播特性測量裝置。

【發明內容】

[0003]本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，該裝置能夠綜合考慮溫度、壓力、介質等對超聲波傳播特性的影響。
[0004]為解決以上問題，本發明采用了以下技術手段:多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，包括氣路切換裝置，調壓裝置，聲速測量裝置以及調溫裝置，所述氣路切換裝置同調壓裝置的一端相連，調壓裝置的另一端連接聲速測量裝置，所述聲速測量裝置置于調溫裝置內。
[0005]進一步，所述的聲速測量裝置包括測試管道、超聲換能器、法蘭、端蓋、墊片、安全閥、截止閥、液體輸入輸出管道以及調壓裝置的管道，所述測試管道的兩端分別通過法蘭同端蓋相連，第一端蓋和第二端蓋的中心位置分別放置一個超聲換能器，所述超聲換能器同端蓋螺紋連接，超聲換能器的螺紋底端同端蓋之間增加一個墊片，第一端蓋上放置溫度傳感器和壓力傳感器，第二端蓋上開有一個調壓裝置輸入孔和一個液體輸入輸出孔，所述安全閥及截止閥通過液體輸入輸出管道同液體輸入輸出孔相連，所述調壓裝置通過管道同調壓裝置輸入孔相連。
[0006]進一步，所述的測試管道長為620mm，測試管道和端蓋的總長為640mm，超聲換能器為7.8mm，墊片厚度為1mm，超聲波換能器之間的距離為d=640_ (7.8-l)*2=626.4mm。
[0007]進一步，所述調溫裝置包括低溫恒溫槽，低溫恒溫槽的一端開有兩個開孔，所述液體輸入輸出管道穿過第一開孔同測試管道相連，調壓裝置的管道穿過第二開孔同測試管道相連。
[0008]進一步，所述調壓裝置包括除濕器、一級緩沖罐、二級緩沖罐、壓力調節閥、兩個三通閥、第一截止閥、第二截止閥、液體加壓活塞缸，所述除濕器的一端同一級緩沖罐的一端連接，一級緩沖罐的另一端同二級緩沖罐的一端連接，二級緩沖罐的另一端同壓力調節閥的輸入端相連，壓力調節閥的輸出端同第一三通閥的一端相連，第一三通閥的另外兩端分別連接第一截止閥的一端和第二截止閥的一端，第一截止閥的另一端連接液體加壓活塞缸的一端，液體加壓活塞缸的另一端同第二三通閥的一端相連，第二三通閥的另外兩端分別同第二截止閥和測試管道相連。[0009]進一步，所述的液體加壓活塞缸內有一個活塞，將所述液體加壓活塞缸分成兩個中空腔，第一中空腔同第一截止閥相通，第二中空腔同第二三通閥相通。
[0010]進一步，所述的氣路切換裝置包括氣路切換開關和高壓氣瓶，所述高壓氣筒同氣路切換開關的一端連接，氣路切換開關的另一端同除濕器的另一端連接。
[0011]本發明的優點在于:解決了超聲波傳播特性研究過程中，只考慮單一方面對超聲波傳播特性的影響所造成的測量結果不準確的問題，綜合考慮了溫度、壓力、介質對超聲波傳播特性的影響，測量結果更準確。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0013]圖2為本發明的測試管道結構示意圖。
[0014]圖3為本發明的調壓裝置示意圖。
[0015]圖4為聲速測量的基本原理圖。
【具體實施方式】
[0016]一種多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，該裝置能夠綜合考慮溫度、壓力、介質等對超聲波傳播特性的影響。
[0017]一種多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，如圖1所示，包括氣路切換裝置，調壓裝置，聲速測量裝置以及調溫裝置，所述氣路切換裝置同調壓裝置的一端相連，調壓裝置的另一端連接聲速測量裝置，所述聲速測量裝置置于調溫裝置內。
[0018]如圖1和圖2所示,所述的聲速測量裝置包括上位機28、相位角測量電路27、測試管道6、超聲換能器3、法蘭20、第一端蓋4、第二端蓋5、墊片、安全閥19、截止閥18、液體輸入輸出管道以及調壓裝置的管道，所述測試管道6的兩端通過法蘭20同端蓋相連，第一端蓋4和第二端蓋5的中心位置分別放置一個超聲換能器3，所述超聲換能器3同第一端蓋
4、第二端蓋5螺紋連接，超聲換能器3的螺紋底端同第一端蓋4、第二端蓋5之間增加一個墊片，所述超聲換能器3上帶有一個引線，超聲換能器3通過引線同相位角測量電路27相連，所述相位角測量電路27同上位機28相連，第一端蓋4上放置溫度傳感器I和壓力傳感器2，第二端蓋5上開有一個調壓裝置輸入孔8和一個液體輸入輸出孔7，所述安全閥19及截止閥18通過液體輸入輸出管道同液體輸入輸出孔7相連，所述調壓裝置通過管道同調壓裝置輸入孔8相連。
[0019]所述的測試管道6長為620mm,測試管道6和第一端蓋4、第二端蓋5的總長為640mm,超聲換能器3為7.8mm,用于超聲換能器3與測試管道6連接的墊片的厚度為Imm,因此，超聲波換能器3之間的距離為d=640- (7.8-1) *2=626.4mm。
[0020]所述調溫裝置包括低溫恒溫槽11，所述低溫恒溫槽11的一端開有第一開孔9和第二開孔10，所述液體輸入輸出管道穿過第一開孔9同測試管道6相連，調壓裝置的管道穿過第二開孔10同測試管道6相連。
[0021]如圖3所示，所述調壓裝置包括除濕器14、一級緩沖罐15、二級緩沖罐16、壓力調節閥17、第一三通閥21、第二三通閥25、第一截止閥22、第二截止閥23、液體加壓活塞缸24，所述除濕器14的一端同一級緩沖罐15的一端連接，一級緩沖罐15的另一端同二級緩沖罐16的一端連接，二級緩沖罐16的另一端同壓力調節閥17的輸入端相連，壓力調節閥17的輸出端同第一三通閥21的一端相連，第一三通閥21的另外兩端分別連接第一截止閥22的一端和第二截止閥23的一端,第一截止閥22的另一端連接液體加壓活塞缸24的一端，液體加壓活塞缸24的另一端同第二三通閥25的一端相連，第二三通閥25的另外兩端分別同第二截止閥23和測試管道相連。
[0022]所述的液體加壓活塞缸24內有一個活塞26,將所述液體加壓活塞缸24分成兩個中空腔，第一中空腔同第一截止閥22相通，第二中空腔同第二三通閥25相通。
[0023]如圖1所示，所述的氣路切換裝置包括氣路切換開關13和高壓氣瓶12，所述高壓氣瓶12同氣路切換開關13的一端連接，氣路切換開關13的另一端同除濕器14的另一端連接。
[0024]超聲波聲速的測量是采用兩種頻率下的相位差測量法，其原理如圖4所示:通過超聲波換能器之間的距離、波長和相位角的關系，最終計算出超聲波聲速，其推導公式如下:
【權利要求】
1.多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，其特征在于:包括氣路切換裝置，調壓裝置，聲速測量裝置以及調溫裝置，所述氣路切換裝置同調壓裝置的一端相連，調壓裝置的另一端連接聲速測量裝置，所述聲速測量裝置置于調溫裝置內； 所述的聲速測量裝置包括上位機、相位角測量電路、測試管道、超聲換能器、法蘭、端蓋、墊片、安全閥、截止閥、液體輸入輸出管道以及調壓裝置的管道，所述測試管道的兩端通過法蘭同兩個端蓋相連，第一端蓋和第二端蓋的中心位置分別放置一個超聲換能器，所述超聲換能器同端蓋螺紋連接，超聲換能器的螺紋底端同端蓋之間增加一個墊片，所述超聲換能器上帶有一個引線，超聲換能器通過引線同相位角測量電路相連，所述相位角測量電路同上位機相連，第一端蓋上放置溫度傳感器和壓力傳感器，第二端蓋上開有一個調壓裝置輸入孔和一個液體輸入輸出孔，所述安全閥及截止閥通過液體輸入輸出管道同液體輸入輸出孔相連，所述調壓裝置通過管道同調壓裝置輸入孔相連； 所述的調溫裝置包括低溫恒溫槽，所述低溫恒溫槽的一端開有兩個開孔，所述液體輸入輸出管道穿過第一開孔同測試管道相連，調壓裝置的管道穿過第二開孔同測試管道相連； 所述的調壓裝置包括除濕器、一級緩沖罐、二級緩沖罐、壓力調節閥、兩個三通閥、第一截止閥、第二截止閥、液體加壓活塞缸，所述除濕器的一端同一級緩沖罐的一端連接，一級緩沖罐的另一端同二級緩沖罐的一端連接，二級緩沖罐的另一端同壓力調節閥的輸入端相連，壓力調節閥的輸出端同第一三通閥的一端相連，第一三通閥的另外兩端分別連接第一截止閥的一端和第二截止閥的一端，第一截止閥的另一端連接液體加壓活塞缸的一端，液體加壓活塞缸的另一端同第二三通閥的一端相連，第二三通閥的另外兩端分別同第二截止閥和測試管道相連； 所述的氣路切換裝置包括氣路切換開關和高壓氣瓶，所述高壓氣筒同氣路切換開關的一端連接，氣路切換開關的另一端同除濕器的另一端連接。
2.如權利要求1所述的多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，其特征在于:所述的測試管道長為620mm,測試管道和端蓋的總長為640mm,超聲換能器為7.8mm,墊片厚度為Imm,超聲波換能器之間的距離為626.4mm。
3.如權利要求1所述的多介質溫壓可調的超聲波傳播特性測量裝置，其特征在于:所述的液體加壓活塞缸內有一個活塞，將所述液體加壓活塞缸分成兩個中空腔，第一中空腔同第一截止閥相通，第二中空腔同第二三通閥相通。
【文檔編號】G01H5/00GK103697998SQ201310682122
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】謝代梁, 楊玉杰, 徐志鵬, 劉鐵軍 申請人:中國計量學院