用于确定温度的设备和方法技术

公开一种用于确定温度的设备和方法。产生超声信号，其传播通过缓冲器，并且信号的一部分在接口处反射。测量产生超声信号和检测反射部分之间的渡越时间。基于反射信号的渡越时间来确定温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文公开的主题大体涉及测量温度，并且更特别地，涉及用超声技术测量流体壳体中的温度。
技术介绍
使用超声流量计来确定在管或其它测试对象中流动的多种流体(例如液体、气体等)的流率。在采用飞越时间方法的一类超声流量计中，一对超声换能器相对于彼此定位在上游和下游，从而在换能器之间形成超声路径。各个超声换能器沿着超声路径产生通过在管中流动的流体的超声信号(例如声波)，超声信号由其它超声换能器接收和检测。可按照(i)向上游(即，沿着从下游超声换能器到上游超声换能器的超声路径)，基本与流向相反地传播的超声信号的飞越时间和(ii)向下游(即，沿着从上游超声换能器到下游超声换能器的超声路径)，基本与流向相同地传播的超声信号的飞越时间之间的时间差，来确定流体沿着超声路径的速度。为了确定准确的流率，了解流体的温度、管壁、缓冲器、楔、空隙空间等通常对于超声流量计是必要的。温度典型地由额外的传感器测量，额外的传感器测量局部温度，传感器例如插入到流体中，附连到管壁、楔或缓冲器上。这个额外的传感器会增加超声流量计的成本和复杂性。提供以上讨论是为了获得一般的背景信息，而不是意于用来协助确定声明的主题的范围。
技术实现思路
公开一种用于确定温度的设备、方法和计算机可读介质。该设备包括形成容纳空间的、部分地与流体接触的壳体，以及用于产生超声信号的、可操作性地与壳体连接的换能器。缓冲器位于换能器和流体之间，缓冲器使超声信号传播通过其中，并且缓冲器与流体、壳体或它们两者进行热联接。处理电路操作性地与换能器连接。处理电路使第一换能器产生超声信号，并且检测从缓冲器的一个或多个接口反射的超声信号的反射部分。处理电路测量反射部分的渡越时间，并且至少部分地基于渡越时间来确定温度。在另一个实施例中，一种用于确定温度的方法包括产生超声信号，或者使超声信号传播通过缓冲器。缓冲器与流体或壳体进行热联接。方法进一步包括检测从缓冲器的一个或多个接口反射的超声信号的一个或多个反射部分，以及测量一个或多个反射部分的渡越时间。方法进一步包括至少部分地基于渡越时间来确定温度。在又一个实施例中，一种用于确定温度的计算机可读介质包括待由处理逻辑执行的指令，指令使换能器产生超声信号，检测从缓冲器的一个或多个接口反射的超声信号的反射部分，测量反射部分的渡越时间，以及至少部分地基于渡越时间来确定温度。本专利技术的这个简要描述仅意于提供本文公开的根据一个或多个示例性实施例的主题的简要概述。此描述不意于限制声明的主题的范围。附图说明为了可理解本专利技术的特征，通过参照某些实施例，可获得本专利技术的详细描述，在附图中示出一些实施例。但要注意的是，附图仅示出本专利技术的某些实施例，而且因此不应认为是限制本专利技术的范围。本专利技术的范围包含其它等效实施例。当参照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中，相同符号在图中表示相同部件，其中：图1示出根据本专利技术的示例性流槽或壳体，其用作在其中测量流体温度的容纳空间；图2是可安装在图1的流槽中的示例性传感器组件的示意图；图3是大致沿着图1中的线3-3得到的图1的流槽的一部分的放大横截面图；图4a是图2的传感器组件中的超声信号的反射部分的示意图；图4b是当图2的传感器组件接收到图4a中示出的反射部分时，由传感器组件产生的电信号的示意图；图5是用于用超声技术来确定温度的示例性方法的流程图；图6是可实施图5的方法的超声流量计的示例性处理电路的框图；图7a是图2的传感器组件中的超声信号的反射部分的备选方案的示意图；以及图7b是当换能器接收到图7a中示出的超声信号时，由换能器产生的电信号的示意图。具体实施方式将在下面描述一个或多个特定实施例。虽然除了其它构件之外，下面公开的示例系统包括在硬件上执行的软件，但应当注意的是，这样的系统仅是示例性的，而不应认为是限制。当介绍本专利技术的多种实施例的要素时，冠词“一”、“该”和“所述”意于表示存在一个或多个该要素的意思。术语“包括”、“包含”和“具有”意于为包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。大体上，本文描述的示例方法和设备可用来测量超声流量计或可容纳或可不容纳流体的其它装置中的流体温度和/或管壁温度。超声流量计测量管道中的流率是为了实现以下示例性目的：控制过程，或者确定在例如密闭输送中传送的流体总量，诸如当将油或气体从一方输送或以别的方式传送到另一方时。这样的测量的精确性可取决于在管道中流动的流体的温度或管道本身的温度，而在运行期间，实际上无法直接测量流体和管道的内表面的温度。可使用能够使声信号传播通过诸如例如不锈钢的材料的任何声学技术来实施示例方法和设备。超声是能够使压缩波信号和剪切波信号发送通过材料的示例声学测量技术。示例设备确定与超声信号的传播及其反射(或多次反射)相关联的渡越时间，然后基于渡越时间来确定一个或多个局部温度。图1示出示例性流槽100或壳体，其限定容纳空间(内部管道，未显示)，通过容纳空间来测量流体流。超声流量计的处理电路(未显示)安装在平台110上，并且线缆可穿过例如入口120，到达安装在扇形体130、140中的一个或多个中的超声换能器(在下面关于图2来论述)。在扇形体130中显示了四个传感器端口132、134、136、138，而且同样在扇形体140中可存在四个传感器端口(未显示)。将理解的是，可提供更多或更少的传感器端口，而且所显示的确切几何构造(角度、布置等)仅是示例性的。关于示例性流向150，扇形体130被称为上游扇形体和扇形体140为下游扇形体。传感器端口132、134、136、138被称为上游传感器端口，而与扇形体140相关联的传感器端口是下游传感器端口。提供传感器端口(例如超声传感器端口132-138)是为了安装传感器组件200，如下面关于图2所论述的那样，而且传感器端口可允许接近流槽100的内部管道。图2是用来测量温度的示例性传感器组件200的示意图。传感器组件200包括换能器210和缓冲器220。缓冲器220包括接口222，接口222可与流量计的容纳空间(管道)中的流体接触。将理解的是，流体可为液体(例如水、油、液体天然气)或气体(例如水蒸汽、天然气)或者它们的任何组合，而且在超声流量计的运行期间，流体中可包括颗粒物质(例如沙、泥、渣料)。换能器210优选为超声换能器。缓冲器220与插件230一体地形成，插件230配置成提供凹槽232来容纳一个或多个O形圈234，O形圈234在流体和超过缓冲器220的传感器组件的其余部分之间提供压力边界或密封。插件保持螺母236用来将插件230固定在流槽的传感器端口中(例如，传感器端口132、134、136、138中的一个)，而且可具有开放中心，以允许在不移除插件保持螺母236的情况下安装和移除换能器210。另外，插件230通过例如插件230内的空隙来容纳换能器210。在图2中还显示了用以固定换能器210的换能器固持螺母212。插塞240封闭或盖住其中安装有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量温度的设备，包括：壳体，其形成容纳空间，并且至少部分地与流体接触；换能器，其用于产生超声信号，并且可与所述壳体进行操作性连接；缓冲器，其使所述超声信号传播通过其中，并且至少部分地与所述流体和所述壳体中的至少一个进行热联接；以及处理电路，其与所述换能器进行操作性连接，并且配置成：使所述换能器产生所述超声信号；检测接收到的从所述缓冲器的一个或多个接口反射的所述超声信号的反射部分；测量所述超声信号的反射部分的渡越时间；以及至少部分地基于所述渡越时间来确定温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.14 US 13/7408501.一种用于测量温度的设备，包括：
壳体，其形成容纳空间，并且至少部分地与流体接触；
换能器，其用于产生超声信号，并且可与所述壳体进行操作性连接；
缓冲器，其使所述超声信号传播通过其中，并且至少部分地与所述流体和所述壳体中的至少一个进行热联接；以及
处理电路，其与所述换能器进行操作性连接，并且配置成：
使所述换能器产生所述超声信号；
检测接收到的从所述缓冲器的一个或多个接口反射的所述超声信号的反射部分；
测量所述超声信号的反射部分的渡越时间；以及
至少部分地基于所述渡越时间来确定温度。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步基于列表数据来确定所述温度。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述缓冲器的接口与所述流体接触。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，确定的温度基本是所述流体的温度和所述壳体的温度中的一个。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括：
多个超声换能器，其各自适于与一个或多个缓冲器进行操作性连接；以及其中，所述处理电路与所述多个换能器进行操作性连接，并且进一步配置成：
通过所述多个超声换能器和所述多个缓冲器在多个位置处重复所述产生、检测、测量和确定；以及
基于确定的温度中的一个或多个，来确定所述流体或所述壳体的温度分布。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述处理电路进一步配置成：
按多个时间间隔重复所述产生、检测、测量和确定；以及
使用多个确定的温度来进行下者中的一个或多个：
对流率测量施加校正；
对过程施加控制；
检测事件；以及
记录确定的温度。
7.一种用于确定温度的方法，包括：
使超声信号在缓冲器中传播，其中，所述缓冲器至少部分地与流体和形成容纳空间的壳体中的至少一个进行热联接；
检测从所述缓冲器的一个或多个接口反射的所述超声信号的一个或多个反射部分；
测量所述超声信号的一个或多个反射部分的渡越时间；以及
至少部分地基于所述渡越时间来确定温度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步基于列表数据来确定所述温度。
9.根据权利要求7所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋磊，BE麦克唐纳，NA霍布斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US