超声波计量装置制造方法及图纸

描述了一种用于测量流体的流量的超声波计量装置(28)。超声波计量装置(28)包括用于流体的流管(5)。流管(5)沿着第一轴线(6)在第一开口(7)与第二开口(8)之间延伸。超声波计量装置(28)还包括一对或多对超声波换能器(2、3)。每对超声波换能器(2、3)被构造成限定在流管(5)的测量区域(12)内与流管(5)相交的对应的波束路径(9)。测量区域(12)跨越在沿第一轴线(6)间隔开的第一位置(z

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波计量装置
本专利技术涉及超声波流量(flowrate，流速)计量装置。
技术介绍
已经构造了超声波流量计量装置，其基于测量渡越时间(time-of-flight)来测量液体或气体的流速。有时，一对超声波换能器布置在具有已知长度的流管的相对端。可替代地，一对超声波换能器可以沿着流管的长度间隔开一定距离布置，该超声波换能器与流管成角度地布置，使得超声波可以通过从流管的内壁或反射器反射而在该对超声波换能器之间通过。通过获得与液体或气体流动方向一致或相反的超声波换能器之间的渡越时间测量值，可以获得与液体或气体的流速有关的差。仅一部分的液体或气体(以下两者均应包含在术语“流体”中)通过超声波束。因此，所测量的流速表示在由超声波束采样体积的平均值。为了将这样的平均流速转换为流体质量流量，例如允许计量流体，必须假定流体的速度曲线。当流体沿着横截面均匀的管道的直段流动时，在流动足够长的距离后，通过管道的速度曲线将趋近于可预测的曲线。因此，当超声波计量装置安装在长、直管段中或长、直的管段上时，假定速度曲线的方法可以相当好地工作。然而，超声波计量装置上游的诸如弯曲部、收缩部、阀、泵等的特征可能导致管道中的速度曲线偏离预期的曲线，从而降低超声波计量装置的精度。由于可能无法获得的足够长、直的管段，超声波流量计量装置的精度和/或可能的安装位置可能受到限制。用于改善速度曲线的可预测性的一种方法是将一个或多个流动调节设备器放置在超声波计量装置的上游(有时也在下游)。例如，EP1775560A2描述了一种超声波流量计量装置，该超声波计量装置包括流动通道、超声波换能器和用于去除或减少诸如旋流的流动干扰的整流器。所述整流器包括至少第一和第二整流装置，所述第一和第二整流装置沿流动方向以给定的扭转角度反向扭曲。“流量调节和对流体流量测量精度的影响(Flowconditioningandeffectsonaccuracyforfluidflowmeasurement)”、B.D.Sawchuck,D.P.Sawchuck,D.A.Sawchuk、美国气体测量技术学院，2010，第1页-第9页，描述了流量调节器的测试结果。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于测量流体的流量的超声波计量装置。超声波计量装置包括用于流体的流管。流管沿着第一轴线在第一开口和第二开口之间延伸。超声波计量装置还包括一对或多对超声波换能器。每对超声波换能器被构造成限定在流管的测量区域内与流管相交的对应的波束路径。测量区域跨越在沿着第一轴线间隔开的第一位置与第二位置之间。测量区域的处在一个或多个波束路径中的任一个之外的一个或多个部分对应于非采样体积。超声波计量装置还包括沿着第一轴线延伸的一个或多个突出部。每个突出部的至少一部分被布置成阻止流体进入一个或多个非采样体积的至少一部分。每个波束路径可以具有平行于第一轴的分量。每个波束路径可具有横向于第一轴线的分量。在一些示例中，一个或多个波束路径可不平行于流动轴线。测量区域可以对应于由流管的第一位置、第二位置和一个或多个内表面界定的体积。每个突出部可以被构造为将流体流重新引导出一个或多个非采样体积的至少一部分并通过一个或多个波束路径。每个突出部可以被构造为增加与一个或多个波束路径相交的流体的质量分数(massfraction)。与波束路径相交可意味着穿过该波束路径。与除了省略一个或多个突出部之外、其余均相同的超声波计量装置相比，质量分数可以得以增加。与一个或多个波束路径相交的流体质量分数可被定义单位时间内通过一个或多个波束路径的流体质量除以单位时间内通过第一开口(或第二开口)进入(或离开)流管的流体质量。每个突出部可以延伸到垂直于第一轴线的流管中。流管可被构造成使得穿过流管的流体的平均流动矢量在整个测量区域中保持基本上平行于第一轴线。基本上平行可以表示在第一轴线的±5度内，或者在第一轴线的±10度内。可以通过在垂直于第一轴线的流管的横截面上对与流体速度相对应的矢量场进行平均来针对沿着第一轴线的每个点计算平均流动矢量。一对或多对超声波换能器可以布置在所述流管外部。第一开口可通过第一导管连接到流体的第一入口/出口。第一导管可遵循在第一开口与第一入口/出口之间的直的路径。第一导管可遵循在第一开口与第一入口/出口之间的弯曲和/或分支路径。第一导管可以是超声波计量装置的一部分。第一导管可以与超声波计量装置分离。第二开口可通过第二导管连接到流体的第二入口/出口。第二导管可遵循在第二开口与第二入口/出口之间的直的路径。第一导管可遵循在第二开口与第二入口/出口之间的弯曲和/或分支路径。第二导管可以是超声波计量装置的一部分。第二导管可以与超声波计量装置分离。至少一个突出部可以沿着第一轴线延伸跨越测量区域的距离。每个突出部可以沿着第一轴线延伸跨越测量区域的距离。至少一个突出部可以平行于第一轴线延伸。每个突出部可以平行于第一轴线延伸。至少一个突出部可以沿着第一轴线延伸，而不平行于第一轴线。每个突出部可以沿着第一轴线延伸，而不平行于第一轴线。在进入测量区域之前，沿着流管从第一开口朝向第二开口移动的流体可以遇到至少一个突出部。在进入测量区域之前，沿着流管从第一开口朝向第二开口移动的流体可能遇到每个突出部。在进入测量区域之前，沿着流管从第二开口朝向第一开口移动的流体可以遇到至少一个突出部。在进入测量区域之前，沿着流管从第二开口朝向第一开口移动的流体可以遇到每个突出部。平行于第一轴线的距离可以通过坐标z来参数化，并且测量区域可以跨越在第一位置z1与第二位置z2之间。至少一个突出部可在小于或等于z的第一坐标za和大于或等于z2的第二坐标zb之间延伸。每个突出部可以在小于或等于z2的第一坐标za和大于或等于z2的第二坐标zb之间延伸。对于至少一个突出部，垂直于第一轴线的突出部的横截面积可以随着沿第一轴线的位置而变化。垂直于第一轴线的每个突出部的横截面积可以随着沿第一轴线的位置而变化。对于至少一个突出部，突出部在垂直于第一轴线的平面中的横截面形状可以随着沿第一轴线的位置而变化。在垂直于第一轴线的平面中的每个突出部的横截面形状可以随着沿第一轴线的位置而变化。对于至少一个突出部，垂直于第一轴线的突出部的高度可以随着沿第一轴线的位置而变化。突出部的高度可以是每个突出部从流管的外表面朝向流管的质心延伸的距离。垂直于第一轴线的每个突出部的高度可以随着沿第一轴线的位置而变化。至少一个突出部可以关于测量区域的中点是对称的。至少一个突出部可以关于垂直于第一方向的平面对称，并且定位在第一位置和第二位置的中间。每个突出部可以关于测量区域的中点对称。每个突出部可以关于垂直于第一方向的平面对称，并且定位在第一位置和第二位置的中间。至少一个突出部可以关于测量区域的中点是非对称的。至少一个突出部可以是关于垂直于第一方向的平面非对称的，并且被定位在第一位置和第二位置的中间。每个突出部可以关于测量区域的中点是非对称的。每个突出部可以关于垂直于第一方向的平面非对称，并且定位在第一位置和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量流体的流量的超声波计量装置，包括：/n用于所述流体的流管，该流管沿着第一轴线在第一开口与第二开口之间延伸；/n一对或多对超声波换能器，每对所述超声波换能器被构造成限定对应的波束路径，该波束路径在所述流管的测量区域内与所述流管相交，所述测量区域跨越在沿着所述第一轴线间隔开的第一位置与第二位置之间，其中所述测量区域的处在一个或多个所述波束路径中的任一个波束路径之外的一个或多个部分包括非采样体积；以及/n一个或多个突出部，沿着所述第一轴线延伸，每个所述突出部的至少一部分被布置成阻止流体进入一个或多个所述非采样体积的至少一部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180531 GB 1808918.51.一种用于测量流体的流量的超声波计量装置，包括：
用于所述流体的流管，该流管沿着第一轴线在第一开口与第二开口之间延伸；
一对或多对超声波换能器，每对所述超声波换能器被构造成限定对应的波束路径，该波束路径在所述流管的测量区域内与所述流管相交，所述测量区域跨越在沿着所述第一轴线间隔开的第一位置与第二位置之间，其中所述测量区域的处在一个或多个所述波束路径中的任一个波束路径之外的一个或多个部分包括非采样体积；以及
一个或多个突出部，沿着所述第一轴线延伸，每个所述突出部的至少一部分被布置成阻止流体进入一个或多个所述非采样体积的至少一部分。


2.根据权利要求1所述的超声波计量装置，其中，至少一个所述突出部沿着所述第一轴线延伸的距离跨越所述测量区域。


3.根据权利要求1或2所述的超声波计量装置，其中，对于至少一个所述突出部而言，所述突出部的垂直于所述第一轴线的横截面积随着沿所述第一轴线的位置而变化。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的超声波计量装置，其中，对于至少一个所述突出部而言，所述突出部在垂直于所述第一轴线的平面中的横截面形状随着沿所述第一轴线的位置而变化。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的超声波计量装置，其中，对于至少一个所述突出部而言，所述突出部的垂直于所述第一轴线的高度随着沿所述第一轴线的位置而变化。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的超声波计量装置，其中，至少一个所述突出部相对于所述测量区域的中点是对称的。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的超声波计量装置，其中，至少一个所述突出部相对于所述测量区域的中点是非对称的。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的超声波计量装置，其中，一个或多个所述突出部与所述流管一体地形成。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的超声波计量装置，其中，一插入件被固定在所述流管内，并且其中所述插入件至少部分地限定包括一个或多个所述突出部中的至少一个突出部的通道。


10.根据权利要求9所述的超声波计量装置，其中，所述插入件被构造成在所述插入件与所述流管的壁之间提供第二流路，所述第二流路被构造成在使用中经由所述通道的流体的第一质量分数大于经由所述第二流路的流体的第二质量分数。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的超声波计量装置，其中，至少一个所述波束路径包括至少一次反射。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的超声波计量装置，其中，对于至少一个所述突出部而言，沿着所述第一轴线从所述第一开口向所述第一位置移动的方向，所述突出部在垂直于所述第一轴线的平面中的横截面积有所增加。


13.根据权利要求1至12中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：本·戴维，查理·帕特森，
申请(专利权)人：森泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB