[發明專利]用來測量流體流量的超聲方法和裝置

有效

• 申請號: 201410766042.6
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN105737918B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 葉菁;格雷戈里·R·吉列;克里斯多夫·烏爾夫;敖曉蕾;牛冉;尚衛華;鮑勃·賈奇;梅艷
• 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: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

1.一種用超聲來測量流體流量的方法，其包括：

讓流體在一空間內流動；

分別沿多條傳播路徑在多對超聲傳感器之間穿過所述空間傳送和接收超聲波；

基于每對超聲傳感器獲得的數據計算所述流體的平均線速度，以獲得穿過所述空間的多個平均線速度；以及

基于所述多個平均線速度計算所述流體的流量，其中，所述流量(FR)是通過以下公式計算獲得的：

其中，i表示超聲傳播路徑的第i個方向，n表示所述方向的總數，其中j表示第i個方向上的第j條超聲傳播路徑，m表示第i個方向上的超聲傳播路徑的總數，表示流體沿著所述第i個方向上的第j條超聲傳播路徑的平均線速度，s_i,j表示與第i個方向上的第j條超聲傳播路徑相關的面積。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述空間包括一個在外管和該外管中的內部元件之間形成的環形通道，沿至少一條傳播路徑的超聲波穿過所述環形通道但不穿過所述內部元件。

3.如權利要求2所述的方法，其中，至少一個所述方向上的傳播路徑包括位于所述內部元件的相對兩側的兩條傳播路徑。

4.如權利要求2所述的方法，其中，所述方向包括一組大致互相垂直的方向d₁和d₂。

5.如權利要求4所述的方法，其中，在所述方向d₁上的傳播路徑包括位于所述內部元件的相對兩側的第一和第二傳播路徑，在所述方向d₂上的傳播路徑包括位于所述內部元件的相對兩側的第三和第四傳播路徑，所述第一、第二、第三和第四傳播路徑大致包圍所述內部元件。

6.如權利要求4所述的方法，其中，所述方向進一步包括一組大致互相垂直的方向d₃和d₄。

7.如權利要求1所述的方法，其中，所述每對超聲傳感器獲得的數據包括以相反的方向在該對傳感器中傳播超聲波的傳播時間差。

8.如權利要求1所述的方法，其中，每對所述超聲傳感器包括第一傳感器和第二傳感器，在所述空間內流動的流體的流向上，所述第一傳感器位于所述第二傳感器的上游。

9.一種超聲裝置，其包括：

管道元件，其具有一個空間來讓流體在其中流動；

多對超聲傳感器，每對的排布使得該對超聲傳感器之間傳播的超聲波沿傳播路徑穿過所述空間；以及

處理器，用來基于每對超聲傳感器獲得的數據計算所述流體的平均線速度，以獲得穿過所述空間的多個平均線速度，并基于所述多個平均線速度計算所述流體的流量，其中，所述流量(FR)是通過以下公式計算獲得的：

其中，i表示超聲傳播路徑的第i個方向，n表示所述方向的總數，其中j表示第i個方向上的第j條超聲傳播路徑，m表示第i個方向上的超聲傳播路徑的總數，表示流體沿著所述第i個方向上的第j條超聲傳播路徑的平均線速度，s_i,j表示與第i個方向上的第j條超聲傳播路徑相關的面積。

10.如權利要求9所述的超聲裝置，其中，所述空間包括一個在外管和該外管中的內部元件之間形成的環形通道，沿至少一條傳播路徑的超聲波穿過所述環形通道但不穿過所述內部元件。

11.如權利要求10所述的超聲裝置，其中，至少一個所述方向上的傳播路徑包括位于所述內部元件的相對兩側的兩條傳播路徑。

12.如權利要求10所述的超聲裝置，其中，所述方向包括一組大致互相垂直的方向d₁和d₂。