[發明專利]超聲聯接器組件

無效

• 申請號: 201210129553.8
• 申請日: 2012-04-20
• 公開（公告）號: CN102778262A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 敖曉蕾;O·A·赫拉科夫斯基;C·A·弗雷爾;馬玥
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強;譚祐祥

技術領域

本發明大體涉及超聲流率測量，并且更具體而言，涉及超聲聯接器組件。

背景技術

使用超聲流量計來確定在大小和形狀不同的管道中流動的流體中的各種流體(例如液體、氣體等)的流率(即平均管道流率(V_m))。在采用傳播時間流量計量的一種類型的超聲流量計中，可將一對或多對超聲換能器附連到管道壁的外部上，其中各對可包含位于彼此的上游和下游的超聲換能器，從而在它們之間形成超聲路徑。當被通電時，各個超聲換能器沿著通過流動的流體的超聲路徑發送超聲信號(例如聲波)，超聲信號由另一個超聲換能器接收和檢測。可根據下者之間的差來確定流動的流體沿著超聲路徑取平均的路徑速度(即路徑或弦速度(V_p))：即，(1)超聲信號沿著超聲路徑逆著流向從下游超聲換能器向上游行進到上游超聲換能器的傳播時間，以及(2)超聲信號沿著超聲路徑順著流向從上游超聲換能器向下游行進到下游超聲換能器的傳播時間。

知道流體的流率可使得能夠確定流體的其它物理屬性或質量。例如，在一些密閉輸送應用中，可使用流率來確定通過管道從賣方輸送到買方的流體(例如水、石油或氣體)的總體積(Q)，以確定交易的費用，其中總體積等于流率乘以管道的橫截面積(A)在流動的時間里的積分。在一些應用(例如精煉廠或核動力裝置)中，超聲流量計附連到其上的管道運送導致管道壁也達到極高的溫度的高溫流體(例如在精煉廠中處于400℃的焦炭)，或者運送導致管道壁也達到極低的溫度的低溫流體(例如液化天然氣)。附連到那些極端溫度的管道壁上的超聲換能器被管道的極端溫度加熱或冷卻，并且因此必須由恰當的材料構建而成，這會提高這些超聲換能器的成本。例如，定額為+200℃或更高的超聲換能器可顯著地比定額為+100℃的超聲換能器更昂貴。類似地，定額為-200℃或更低的超聲換能器可顯著地比定額為-100℃的超聲換能器更昂貴。另外，即使在由適于極端溫度應用的材料構建而成時，不斷暴露于極端溫度的超聲換能器也將經歷熱應力，熱應力可減少裝置的使用壽命。

在某些現有的超聲流量計裝置中，超聲聯接器安裝在超聲換能器和管道壁之間，使得超聲換能器不直接接觸管道壁，并且因此不會直接暴露于管道壁的極端溫度。在這個構造中，例如，超聲聯接器的一端會經歷來自管道壁的直接的熱傳遞。附連到超聲聯接器的另一端處的超聲換能器不會直接暴露于管道壁的極端溫度，而是相反，僅暴露于超聲聯接器的較接近周圍室溫的較低的溫度。因此，可將超聲換能器定額成經受住較窄的溫度范圍。雖然這些超聲聯接器可消除對定額為較高的溫度范圍的超聲換能器的需要，但是它們也可在超聲流量計所提供的流量測量中引入誤差或不確定性。例如，某些超聲聯接器要求超聲換能器所發送的超聲信號束在超聲換能器和管道壁之間在超聲聯接器中改變方向，從而在超聲聯接器不是根據嚴格的公差和設計標準制造而成的情況下引入可能的誤差。類似地，行進通過某些超聲聯接器的超聲信號可被在超聲聯接器中形成的、會改變超聲信號束的方向的等溫線扭曲或彎曲。因此，存在對在不會不利地影響超聲流量計所提供的流量測量的精度的情況下降低超聲換能器的所需溫度額定值的需要。

僅針對一般的背景信息而提供上面的論述，而且該論述不意圖被用來協助確定聲明的主題的范圍。

發明內容

公開了一種用于將超聲換能器聯接到管道壁上的超聲聯接器組件，其中，使用三個四邊形區段來構造超聲聯接器，以降低超聲換能器所受到的極端溫度，以及改進傳送通過超聲聯接器的超聲信號的質量。在實踐超聲聯接器組件的一些公開的實施例時可實現的優點在于，降低在高溫應用中使用的超聲換能器的所需溫度額定值，以及增加可使用特定的超聲換能器來進行流量測量的應用的數量。另外，通過降低超聲換能器所受到的極端溫度，可延長超聲換能器的壽命。

在一個示例性實施例中，公開了一種用于將超聲換能器聯接到管道壁上的超聲聯接器組件。該超聲聯接器組件包括第一四邊形區段、第二四邊形區段，以及在第一四邊形區段和第二四邊形區段之間且連接它們的長斜方形區段。