[發明專利]一種用于確定流量測量系統的流管中的流體流速的方法以及相應的流量測量系統

有效

• 申請號: 201680056737.2
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN108139244B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: G·J·斯尼德斯;E·D·范哈圖;C·A·R·T·布魯格曼
• 申請（專利權）人: 伯金有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林偉峰

一種包括用于流速待測的流體的流量管的流量測量系統，其中所述系統包括至少三個超聲換能器電路、多個接收電路和多路復用器，其中，每個電路包括超聲換能器，該超聲換能器被布置成在發射階段中通過所述流體發射超聲信號，并且用于在接收階段接收來自所述至少三個超聲換能器中的另一個的發射信號；每個接收電路被布置用于在其相應的接收階段讀取所述至少三個超聲換能器之一；所述多路復用器電路被布置用于選擇性地將所述多個接收電路中的每一個分別連接至所述至少三個超聲換能器中的不同的一個。

技術領域

本發明涉及一種用于確定流體流量測量系統的流管中的流體流速的方法，其中所述系統包括至少兩個超聲換能器電路，其中每個電路包括超聲換能器，超聲換能器被布置用于在發射階段通過所述流體發射超聲信號，并且用于在接收階段接收來自所述至少兩個超聲換能器中的另一個的發射信號。

背景技術

這樣的流量測量系統是已知的，例如來自公開號為US6,055,868的美國專利申請，該申請描述了包括兩個環形振蕩器的流量測量系統。振蕩器被交替地激活以發射超聲信號，該信號被另一個非發射振蕩器接收和檢測。超聲信號向上游傳播所需的時間、超聲信號向下游傳播所需的時間以及它們之間的時間差被用于確定流管中流體的速度。

國際專利申請WO2011039311公開了一種用于通過至少一個用于生成聲波的發射器和以及至少一個接收器來測量介質的流速的方法，其中該至少一個接收器被設置在與發射器相距一定距離處，用來接收聲波。為了達到這個目的，由基板上的發射器感應聲表面波，該基板具有面向介質的表面，該表面依次導致聲波在介質中傳播，使得多個波在發射器和接收器之間的傳播路徑上傳播，其中該多個波至少其中的一些穿過介質，并由至少一個接收器接收。

發明內容

在確定流體流速的領域中一直存在的挑戰之一是提高測量的準確性。也就是說，應當盡可能精確地確定流管中流體流速。

因此，本發明的一個目的在于提供一種以更精確的方式確定流管中流體流速的方法。

本發明的又一個目的在于提供一種相應的流量測量系統。

為了實現第一個目的，本發明在其第一方面中提供了一種用于確定流量測量系統的流管中的流體流速的方法，所述系統包括至少三個超聲換能器電路，其中每個電路包括超聲換能器，所述超聲換能器被布置為在發射階段中通過所述流體發射超聲信號，并且用于在接收階段接收來自所述至少三個超聲換能器中的另一個超聲換能器的發射信號，所述方法包括以下步驟：

a1)在所述發射階段中，激勵所述至少三個超聲換能器中的第一個換能器，以發射超聲信號，并且在它們的接收階段中，讀出所述至少三個超聲換能器中的至少兩個非發射的換能器，以及確定所述至少兩個非發射的換能器的兩個讀數之間的第一時間差，

b)至少基于所確定的差來確定所述超聲信號通過所述流體的速度，以消除所述至少三個超聲換能器中的所述第一個超聲換能器的發射延遲。

發明人發現，超聲換能器電路中發生的時延和/或計時誤差對流速測量的準確度帶來了負面影響。

如果流量測量系統包括至少三個換能器，其中單個換能器被激勵以發送超聲信號，其中至少兩個其他換能器接收已發送的信號，并且其中超聲信號通過所述流體的速度基于讀數的精確時刻之間的時間差，則這些時延和/或計時誤差可以被濾除，即可以被忽略。因此，不考慮發送超聲信號與任何非發射的超聲換能器的接收之間的時間差。由此，在第一非發射的超聲換能器處接收超聲信號和在第二非發射的超聲換能器處接收同一超聲信號之間的時間差被用于確定超聲信號通過流體的速度。

在這種情況下，可以通過在兩個不同的換能器處接收發射的超聲信號來過濾出在單個換能器控制到發射階段期間(即使得單個換能器被激勵)發生的時延和/或計時誤差。例如，如果兩個不同的換能器都被放置在相對于激勵的換能器的上游或下游，則在這兩個不同的換能器處接收超聲信號之間的時間差可以用于確定流速。