用于确定测量信息的方法和测量装置制造方法及图纸

本申请公开了一种用于确定测量信息的方法，其中，第一和第二波通过第一振荡换能器(5、6)而在时间上连续地激励，并传导至第二振荡换能器(15、16)或返回至第一振荡换能器(5、6)，并在这里记录，以便确定第一和第二测量数据，测量信息根据第一和第二测量数据确定，或者第一测量数据用于确定第二波的激励参数，其中，操作全部第一振荡换能器以便激励第二波，或者彼此不同地操作第一振荡换能器的子组，以便激励第一和第二波；和/或第一或第二振荡换能器的第一和第二子组(35、36)用于记录，或者第一和第二子组的测量信号加在一起而记录第一测量数据，以及只考虑第二子组的测量信号来记录第二测量数据。本申请还公开了一种测量装置。

Methods and measuring devices for determining measurement information

【技术实现步骤摘要】
用于确定测量信息的方法和测量装置
本专利技术涉及一种用于通过测量装置来确定测量信息的方法，特别是通过流量计确定，该测量装置有测量管，该测量管接收流体和/或流体流过该测量管。本专利技术还涉及一种测量装置。
技术介绍
用于通过测量管来测量流量的一种可能方法涉及超声波测量仪。在这些超声波测量仪中，使用至少一个超声波换能器，以便将超声波引入流过测量管的流体中，该波在直通路上或者在壁或特殊反射元件处多次反射之后传导至第二超声波换能器。通过测量管的流速能够由超声波在超声波换能器之间的飞行时间来确定，或者由在发射器和接收器交换事件中的飞行时间差来确定。由G.Lindner的文章“Sensorsandactuatorbasedonsurfaceacousticwavespropagatingalongsolid-liquidinterfaces”(J.Phys.D：Appl.Phys.41(2008)123002)中已知，为了激励传导波，使用所谓的叉指式换能器，其中使用压电元件，该压电元件有以梳子方式相互接合的控制线，以便实现传导波的特殊激励模式的激励。当兰姆波(Lambwave)通过这种方法在测量管的侧壁中激励时，它们再在测量管中传送的流体中激励压缩波。相反，通过流体传导的压缩波可以再在侧壁中激励传导波，该传导波能够由相应的传感器接收，例如同样为叉指式换能器。由此，能够执行基于超声波的流量测量，其中，超声波换能器可以布置在测量管外部。在对流体测量的情况下，通常希望获得关于流体或测量条件的附加信息。这些附加信息可以单独考虑，尽管也可以根据这些数量来改变测量设备的参数，或者在确定测量信息时考虑这些数量，以便获得更高的测量精度。例如，在测量管中的压力和流体的温度和/或测量装置的环境可能影响测量。不过同时，为了记录这些附加信息所需要的附加传感器增加了测量装置的复杂性，这例如可能需要更高的成本和/或更大的安装空间需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是在测量装置中(特别是在流量计中)确定关于测量装置或传送流体的环境条件的附加信息和/或关于环境条件对测量的影响的附加信息，且技术费用低。根据本专利技术，该目的通过在引言中所述类型的方法来实现，其中，在测量管的侧壁中传导的第一和第二波通过布置在测量管的侧壁上的第一振荡换能器而在时间上连续地进行激励，并在侧壁中直接地或者通过流体间接地传导至布置在测量管的侧壁或还一侧壁上的第二振荡换能器，或者沿传播通路返回至第一振荡换能器，并在这里记录，以便确定用于第一波的第一测量数据和用于第二波的第二测量数据，测量信息根据第一和第二测量数据确定，或者第一测量数据用于确定第二波的激励参数，且测量信息根据第二测量数据确定，其中，一方面操作全部第一振荡换能器，以便激励第二波，且极性与用于激励第一波的极性相反，或者彼此不同地操作第一振荡换能器的子组，以便激励第一和第二波；和/或另一方面，第一或第二振荡换能器的第一和第二子组用于记录，以便只考虑第一子组的测量信号来记录第一测量数据，或者第一和第二子组的测量信号加在一起而记录第一测量数据，以及只考虑第二子组的测量信号来记录第二测量数据，或者第一和第二子组的测量信号彼此相减而记录第二测量数据，反之亦然。如下面将更深入地解释，使用多个振荡换能器使得能够执行传导波的纯模式激励，或者能够只记录特殊模式的信号。通过在第一和第二测量数据的记录之间的激励和接收条件的所述变化(如下面将更详细所述)，将确定关于在测量管的该侧壁或还一侧壁中的相和组速度的信息以及测量管的温度的信息。该信息又可以用于改进测量装置的测量操作，或者在进一步测量的范围内处理测量数据。第一和第二子组可以分别包括一个或多个振荡换能器。同样，第一振荡换能器的、用于激励第一和第二波的不同子组可以分别包括恰好一个振荡换能器或多个振荡换能器。例如，可以操作恰好一个第一振荡换能器，以便激励第一波，并可以操作恰好另一个振荡换能器，以便激励第二波。特别是，使用多个振荡换能器来发射和接收传导波，以便实现激励的纯模式，并分别在接收时滤波成相关模式。当使用兰姆波作为传导波时，例如通过给定频率的激励，可以激励具有不同波长的多种模式。通过足够低的激励频率，能够只激励两种振荡模式，即不对称A0模式和对称S0模式。通过相应布置激励区域和相应选择激励频率，要衰减的振荡模式可以通过至少沿一个传播方向的相消干涉来衰减，或者要放大的模式可以通过相长干涉来放大。通过了解侧壁或还一侧壁的散射关系，用于控制振荡换能器的激励信号的激励频率可以选择成使得要放大的振荡模式具有两倍或一半要衰减的振荡模式的波长。然后，振荡换能器的间距或它们的激励区域的间距可以选择为使得它们的间距等于两个波长中较短波长的奇数倍。当振荡换能器再通过相同的激励信号和相同的极性来操作时，这导致对于较长波长模式的相消干涉和对于较短波长模式的相长干涉。不过，在操作具有180o相移或相反极性的相邻振荡换能器的情况下，较长波长模式将放大，而较短波长模式将衰减。在传导波的接收过程中也是这样，也就是说当记录第一和第二测量数据时也是这样。当为此使用间距等于较短波长模式的波长的奇数倍的振荡换能器时，添加该振荡换能器的测量信号将导致由较长波长模式的多个振荡换能器产生的信号相互抵消，从而从测量信号的总和中除去或滤除该模式的贡献。不过，当具有该间距的相邻振荡换能器的测量信号彼此相减时(这例如可以通过连接相反极性来实现)，可以滤除较短波长模式的贡献，从而只保留较长波长模式的贡献。振荡换能器的所述布置可以通过以上述间距连续地线性布置多个振荡换能器来产生，特别是沿测量管的流动方向连续地布置。不过，也能够沿曲线布置振荡换能器，例如，布置为具有所述间距的同心圆。除了上述使用振荡换能器来用于实现模式选择之外，还可以使用具有相应选择的间距和激励频率的振荡换能器，以便指定发射几何形状，例如只沿一个方向发射传导波，沿不同方向以不同模式发射等。在这种情况下，还可以使用根据本专利技术提出的分别进行测量，以便确定第一和第二测量数据，其中发射和接收振荡换能器的极性改变。在这种情况下，振荡换能器可以分别设置为压电振荡元件。在这种情况下，特别是由压电陶瓷或另外压电材料制成的元件可以包括在面向测量管的一侧上的一个电极以及在背离测量管的一侧上的一个电极。在面向测量管的一侧上的电极也可以从压电元件凸出或者局部围绕它，以便允许更简单的接触。振荡换能器可以是超声波换能器。当流速将通过测量装置来测量或者传导波将沿测量管传导时(例如为了记录由于流体压力而引起的测量管变形)，通常使用单独的振荡换能器，以便发射和接收传导波，相应的测量通常随后通过反转的作用来重复。不过，在一些情况下，还可以有利的是通过与用于发射传导波相同的振荡换能器来记录发射的传导波。例如，传导波可以沿传播通路绕测量管一次或多次来传导，或者在沿测量管传播之后在反射元件处反射，使得传导波传导回与用于发射该波相同的振荡换能器。在这两种情况下都可以使用用于发射第一波或第二波以及用于记录第一和第二测量数据的振荡换能器的本专利技术操作变化。第一和/或第二波的相速度和/或组速度(特别是在侧壁中)和/或测量管和/或流体的温度和/或驱动信号的设定点频率可以确定为测量信息，该驱动信号用于在确定流体信息(与流体或流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于通过测量装置(1)确定测量信息的方法，所述测量装置(1)特别是流量计，所述测量装置(1)具有测量管(3)，所述测量管(3)接收流体和/或流体流过所述测量管(3)，其特征在于，在测量管(3)的侧壁(9)中传导的第一波和第二波通过布置在测量管(3)的侧壁(9)上的第一振荡换能器(5、6)而在时间上连续地被激励，并在侧壁(9)中直接地或者通过流体间接地传导至布置在测量管(3)的所述侧壁或另一侧壁(12)上的第二振荡换能器(15、16)，或者沿传播通路返回至第一振荡换能器(5、6)，并在这里记录，以便确定用于第一波的第一测量数据和用于第二波的第二测量数据，测量信息根据第一测量数据和第二测量数据确定，或者第一测量数据用于确定第二波的激励参数，且测量信息根据第二测量数据确定，‑其中，一方面操作全部第一振荡换能器(5、6)，以便激励第二波，且极性与用于激励第一波的极性相反，或者彼此不同地操作第一振荡换能器(5、6)的子组，以便激励第一波和第二波；和/或‑另一方面，第一振荡换能器和第二振荡换能器(5、6)的第一子组和第二子组(35、36)用于记录，以便只考虑第一子组(35)的测量信号来记录第一测量数据，或者第一子组和第二子组(35、36)的测量信号加在一起而记录第一测量数据，以及只考虑第二子组(36)的测量信号来记录第二测量数据，或者第一子组和第二子组(35、36)的测量信号彼此相减而记录第二测量数据，反之亦然。...

【技术特征摘要】
2018.04.24 DE 102018003311.31.用于通过测量装置(1)确定测量信息的方法，所述测量装置(1)特别是流量计，所述测量装置(1)具有测量管(3)，所述测量管(3)接收流体和/或流体流过所述测量管(3)，其特征在于，在测量管(3)的侧壁(9)中传导的第一波和第二波通过布置在测量管(3)的侧壁(9)上的第一振荡换能器(5、6)而在时间上连续地被激励，并在侧壁(9)中直接地或者通过流体间接地传导至布置在测量管(3)的所述侧壁或另一侧壁(12)上的第二振荡换能器(15、16)，或者沿传播通路返回至第一振荡换能器(5、6)，并在这里记录，以便确定用于第一波的第一测量数据和用于第二波的第二测量数据，测量信息根据第一测量数据和第二测量数据确定，或者第一测量数据用于确定第二波的激励参数，且测量信息根据第二测量数据确定，-其中，一方面操作全部第一振荡换能器(5、6)，以便激励第二波，且极性与用于激励第一波的极性相反，或者彼此不同地操作第一振荡换能器(5、6)的子组，以便激励第一波和第二波；和/或-另一方面，第一振荡换能器和第二振荡换能器(5、6)的第一子组和第二子组(35、36)用于记录，以便只考虑第一子组(35)的测量信号来记录第一测量数据，或者第一子组和第二子组(35、36)的测量信号加在一起而记录第一测量数据，以及只考虑第二子组(36)的测量信号来记录第二测量数据，或者第一子组和第二子组(35、36)的测量信号彼此相减而记录第二测量数据，反之亦然。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：特别是在侧壁(9)中的第一波和/或第二波的相速度和/或组速度、和/或测量管(3)的温度和/或流体的温度、和/或驱动信号的设定点频率确定为测量信息，所述驱动信号用于在确定与流体或流体流量相关的流体信息的范围内操作第一振荡换能器(5、6)。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：测量信息根据记录为第一测量数据和第二测量数据的相应信号分布图的相对相位角或者在第一波和第二波之间的飞行时间差来确定，所述飞行时间差借助于这些信号分布图的包络来确定。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：通过改变...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·普洛斯，M·梅勒，
申请(专利权)人：代傲表计有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE