[發明專利]用于測量流體速度的方法

有效

• 申請號: 201880016797.0
• 申請日: 2018-02-22
• 公開（公告）號: CN110418969B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: H·泰布爾勒
• 申請（專利權）人: 薩基姆通訊能源及電信聯合股份公司
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24;G01F1/66;G01D4/00;G01D3/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 蔡悅

一種用于測量流體速度的方法，包括：測量階段以及各自在兩個測量階段之間執行的檢測階段，每個檢測階段包括以下步驟：測量偽超聲信號電平；將該偽超聲信號電平與能夠采用多個預定義值的檢測閾值(S_n)進行比較；如果測得偽超聲信號電平小于檢測閾值(S_n)，則減小該檢測閾值(S_n)并重復測量步驟和比較步驟；當測得偽超聲信號電平變得大于或等于檢測閾值(S_l)時，檢測到干擾并取決于該檢測閾值(S_l)的值而確定該干擾源自異常還是企圖欺騙活動。

技術領域

本發明涉及測量流體速度的方法的領域。

背景技術

為了測量在管道中流動的流體的流速，超聲流量計常規地利用用于通過發射和接收超聲測量信號來測量流體速度的設備。

此類測量設備包括連接到流體在其中流動的管道的導管。為了測量流體速度，超聲測量信號被發射到導管中以遵循限定長度的路徑，超聲測量信號沿該限定長度的路徑從上游行進到下游所花費的行進時間以及從下游行進到上游所花費的行進時間這兩者被測量，并且流體速度尤其基于該限定長度和基于行進時間之差來估計。

對于水表，使用三種主要類型的測量設備。

在圖1中示出了第一類型的測量設備1，有時被稱為“傳統管道”設備。第一類型的測量設備1包括第一換能器2a、第二換能器2b和連接到第一換能器2a和第二換能器2b的測量模塊3。

第一換能器2a和第二換能器2b是配成一對的。作為示例，第一換能器2a和第二換能器2b是壓電換能器。

因此，限定長度的路徑是第一換能器2a與第二換能器2b之間的長度為L的直線路徑。

第一換能器2a發射超聲測量信號Se。作為示例，超聲測量信號從方波信號4生成。第二換能器2b接收源自在流體中傳播的超聲測量信號Se的超聲信號Sr。

因此，測量模塊3估計超聲測量信號Se沿著限定長度的路徑從上游行進到下游所花費的行進時間Tab。

同樣地，第二換能器2b發射由第一換能器2a接收的超聲測量信號。因此，測量模塊3估計超聲測量信號沿著限定長度的路徑從下游行進到上游所花費的行進時間Tba。

測量模塊3隨后通過使用以下公式來計算流體的平均速度

·其中c是超聲波在水中的速度。超聲波在水中的速度等于大約1500米/秒(m/s)，并且它取決于溫度。

在圖2中示出了第二類型的測量設備7，有時被稱為“自由管道”設備。第一換能器2a和第二換能器2b現在位于管道的相對側，在管道外。因此，第二類型的測量設備7呈現非侵入性的優點。

限定長度的路徑再次是第一換能器2a與第二換能器2b之間的長度為L的直線路徑8。

測量模塊3隨后通過使用以下公式來計算流體的平均速度

對于第二類型的測量設備7，適合于具有較大的值，因此具有非常接近0的角度因此，有必要減小管道的直徑D，或者增加其長度L。

減小直徑D存在管道中的水的壓頭損失的風險，而增加長度L由于減小收到超聲信號Sr的電平而往往降低測量的信噪比。在圖3中示出了第三類型的測量設備9，有時被稱為“U形”設備。第三類型的測量設備9尋求解決上述缺陷。第三類型的設備9是一種并非非常侵入性的解決方案，其利用用于解決的問題的反射器10(在該示例中為成45°角的鏡子)。

限定長度的路徑是第一換能器2a與第二換能器2b之間的U形路徑11。

可能會發生干擾P(圖1中示出)(例如，異常或企圖欺騙)使流體流量計的測量設備的操作降級。

異常在本文中被定義為非自主現象，例如，源自操作問題(例如，在流量計或網絡中)或流體流動問題。