[發(fā)明專利]超聲流量計(jì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880016082.5
• 申請日: 2018-02-15
• 公開（公告）號: CN110383013B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 帕納約蒂斯·帕帕薩納修;米哈爾·貝茲杰克;維韋克·庫馬爾;奧利弗·貝爾貝里戈
• 申請（專利權(quán)）人: 恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

本發(fā)明涉及一種超聲流量計(jì)(1)，包括具有測量管壁(21)和延伸到所述測量管壁(21)的外側(cè)的至少一對殼體(22)的測量管(20)；一對超聲換能器(10)，各自具有用于生成和/或感測超聲脈沖的轉(zhuǎn)換元件(14)和換能器主體(13)，其中，所述殼體(22)中的每個(gè)被布置為用于容納所述換能器(10)中的一個(gè)，并且其中，所述殼體具有第一內(nèi)徑(D1)；其中，所述換能器主體(13)包括圓周表面(12)，并且其中所述換能器主體包括端面(11)，其中，所述端面具有第二直徑(D2)，其中，所述換能器包括從所述圓周表面(12)突出到所述換能器主體(13)與所述殼體(20)之間的間隙中的至少一個(gè)第一突起(P1)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于測量通過測量管的介質(zhì)的流速或體積流量的超聲流量計(jì)。

背景技術(shù)

例如專利申請WO2014012707A1描述了這樣一種超聲流量計(jì)，其中將超聲換能器安裝在測量管內(nèi)，以便生成和/或感測沿著通過所述測量管的路徑發(fā)送到感測換能器的超聲脈沖。通過所述測量管的介質(zhì)的流量根據(jù)所述介質(zhì)的流速和流動(dòng)方向來影響所述脈沖在所述生成換能器和所述感測換能器之間的行進(jìn)時(shí)間。考慮到從慢速介質(zhì)到快速介質(zhì)的流動(dòng)范圍，對于任何流量計(jì)來說重要的是測量流量和真實(shí)流量之間的良好線性。不幸的是，存在使得難以實(shí)現(xiàn)所述線性的若干種干擾效應(yīng)。尤其地成問題的是換能器周圍的區(qū)域，因?yàn)樗鰮Q能器的塊和凸起以及所述換能器的外殼可能導(dǎo)致靠近換能器的所述介質(zhì)的渦流，使得超聲脈沖的行進(jìn)時(shí)間可能受到嚴(yán)重影響。除此之外，所述渦流對所述脈沖的行進(jìn)時(shí)間的影響還示出了與流速的復(fù)雜相關(guān)性。本發(fā)明要解決的問題是減小所述渦流對所述超聲脈沖行進(jìn)時(shí)間的影響。

發(fā)明內(nèi)容

該問題是通過本申請的權(quán)利要求1所述的超聲流量計(jì)來解決的。

根據(jù)本發(fā)明的用于測量流動(dòng)通過測量管的介質(zhì)的流量的超聲流量計(jì)包括：

測量管，所述測量管具有用于引導(dǎo)所述介質(zhì)的測量管壁以及延伸到所述測量管壁的外側(cè)的至少一對殼體；

至少一對超聲換能器，所述至少一對超聲換能器的每個(gè)具有用于生成和/或感測超聲脈沖的轉(zhuǎn)換元件和包含所述轉(zhuǎn)換元件的換能器主體，其中，所述超聲脈沖沿路徑在所述換能器之間行進(jìn)，其中，在所述一對換能器之間延伸的路徑的至少一個(gè)子路徑不平行于所述測量管的測量管軸；

電子電路，所述電子電路用于操作所述超聲換能器和用于評估感測到的超聲脈沖；

其中，所述殼體中的每個(gè)被布置為容納所述換能器中的一個(gè)，并且其中，所述殼體包括內(nèi)表面和第一縱軸以及與所述第一縱軸正交的第一內(nèi)徑；

其中，所述換能器主體包括圓周表面和第二縱軸，并且其中，所述換能器包括可暴露于所述介質(zhì)的端面，其中，所述端面被設(shè)置用于在所述轉(zhuǎn)換元件和所述介質(zhì)之間傳遞所述超聲脈沖，反之亦然，并且其中，包括所述換能器主體的所述端面的所述換能器的第一區(qū)段具有與所述第二縱軸正交的最大第二直徑，

并且其中，所述殼體至少部分地包圍所述圓周表面，

其中，所述換能器包括從所述圓周表面突出到所述換能器主體和所述殼體之間的間隙中的至少一個(gè)第一突起，其中，所述第一突起的高度小于所述間隙的寬度，和/或其中，所述殼體包括從所述圓周表面突出到所述間隙中的至少一個(gè)第二突起，其中，所述第二突起的高度小于所述間隙的寬度。

當(dāng)所述路徑的所述第一和/或最后一個(gè)子路徑與所述測量管軸偏斜時(shí)，該特征防止圍繞換能器的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。在這種情況下，所述殼體和所述換能器相對于所述測量管的不對稱分配導(dǎo)致所述間隙中的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)流動(dòng)延伸到所述端面前方的區(qū)域，從而在所述端面前方產(chǎn)生介質(zhì)的渦流。借助于所述第一突起抑制所述渦流改善了所述超聲流量計(jì)的測量性能。

在所述超聲流量計(jì)的實(shí)施例中，所述第一突起的高度為所述間隙的所述寬度的至少20％，并且尤其是至少40％。為了為所述旋轉(zhuǎn)流動(dòng)提供阻力，所述第一突起的高度必須越過最小值。