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龙图腾网获悉江苏方天电力技术有限公司申请的专利一种基于时差式超声波流量计的管道气泡大小测量系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116295149B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310094241.6，技术领域涉及：G01B17/00；该发明授权一种基于时差式超声波流量计的管道气泡大小测量系统是由叶加星设计研发完成，并于2023-02-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于时差式超声波流量计的管道气泡大小测量系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于时差式超声波流量计的管道气泡大小测量系统，包括数据采集单元和数据处理单元；数据采集单元包括超声波流量计和控制单元，超声波流量计包括超声换能器，超声换能器包括第一上游超声换能器、第二上游超声换能器和第一下游超声换能器，第一上游超声换能器和第一下游超声换能器通过v法安装在管道上，第二上游超声换能器在管道上与第一下游超声换能器形成z法安装结构；超声波流量计与控制单元电连接，控制单元与数据处理单元电连接。本发明利用了超声波传播路径上有气泡时流量计无法得到流速的原理，通过同时使用v法和z法进行超声换能器的安装，并通过利用其超声波传播的空间关系来计算气泡的大小。

本发明授权一种基于时差式超声波流量计的管道气泡大小测量系统在权利要求书中公布了：1.一种基于时差式超声波流量计的管道气泡大小测量系统的使用方法，其特征在于： 所述测量系统包括：包括数据采集单元1和数据处理单元2；所述数据采集单元1包括超声波流量计和控制单元，所述超声波流量计包括数个超声换能器4，所述超声换能器4包括第一上游超声换能器41、第二上游超声换能器42和第一下游超声换能器43，所述第一上游超声换能器41和第一下游超声换能器43通过v法安装在管道上，所述第二上游超声换能器42与第一上游超声换能器41关于管道对称安装在第一上游超声换能器41的对面，并与第一下游超声换能器43形成z法安装结构；所述第一上游超声换能器41、第二上游超声换能器42和第一下游超声换能器43分别与控制单元电连接，所述控制单元与数据处理单元2电连接； 所述控制单元包括匹配电路、使能控制模块、激励脉冲模块、阈值检测模块、收发时序控制模块、DSP控制模块、高精度计时模块、滤波放大模块和过零检测模块；所述第一上游超声换能器41通过匹配电路分别与使能控制模块和收发时序控制模块电连接，所述第二上游超声换能器42通过匹配电路分别与使能控制模块和收发时序控制模块电连接，所述第一下游超声换能器43通过匹配电路与收发时序控制模块电连接；所述DSP控制模块用于控制激励脉冲模块，向阈值检测模块传递数据信号，与高精度计时模块进行数据传输，并与数据处理单元2进行数据传输；所述激励脉冲模块用于向使能控制模块发出使能信号，以及向阈值检测模块和收发时序控制模块发出激励信号；所述使能控制模块用于控制第一上游超声换能器41或第二上游超声换能器42的运作；所述收发时序控制模块用于控制第一上游超声换能器41、第二上游超声换能器42和第一下游超声换能器43的收发状态，并向滤波放大模块传递获得的信号；所述滤波放大模块用于将经过滤波放大模块达到测量的幅值要求的信号传输给过零检测模块；所述过零检测模块用于将处理后的信号传输至高精度计时模块；阈值检测模块用于接收DSP控制模块的信号，进行激励信号的阈值检测，并将信息传递给高精度计时模块；所述高精度计时模块用于通过阈值检测模块传递的信号来确定超声波的发射时刻，通过过零检测模块传递的信号来确定超声波的接收时刻； 所述使用方法包括如下步骤： 步骤一，开启超声波流量计进行v法的测量，此时使能信号为高电平，通过v法的超声换能器4来测量管道内的流速v流，记录超声波在正方向上传播的时间Tup和超声波在逆方向上的时间Tdown；则管道内流速v流计算公式为， 步骤二，当管道内气泡运动到超声波传播路径上时仪器测不到管道内流速，记此时为t11，同时使能信号变为低电平，超声波流量计转换为z法进行测量，此时z法仍然可以测到流速； 步骤三，当气泡又会移动到z法测量的超声波传播路径上时，导致其无法测到流速，记此时为t12；此时不转换测量方式，使能信号保持低电平； 步骤四，一直保持z法测量直到又可以测量到流速时，记此时为t13；同时使能信号变为高电平转，超声波流量计转换为v法进行测量，此时v法仍然测不到流速，气泡继续随介质流动； 步骤五，直到v法可以测量到流速，记此时为t14，以完成数据的测量； 步骤六，管道内的流速数据传输到数据处理单元2，得到不同时刻超声波流量计所测得的流速，通过数据处理单元2得到各个时间节点的数值，根据这些数据来计算出气泡的大小； 所述步骤六包括如下步骤： 1通过测得所得参数，计算气泡的长度和宽度，其中被测管道的内径记为D，v法和z法超声波传播的与流速之间的夹角分别为θv和θz，i为超声换能器4的组数；则气泡的长度的计算公式为， 2气泡的宽度的计算公式为， 3通过上述宽度和长度最终计算出气泡的大小， V＝π*R2*L。

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