超声测量设备和用于生产超声测量设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种超声测量设备(1)，用于测量位于测量管中的介质的性质，所述设备包括：测量管(10)，所述测量管具有测量管壁(11)和测量管内腔(12)，所述测量管壁具有至少一个声学区域(11.1)，并且所述声学区域被设计成至少在一些部分中被激发成兰姆振荡；至少一对超声换能器(20)，每个超声换能器位于耦合区域(11.11)中，并且超声换能器被设计成激发兰姆振荡或检测相应耦合区域中的兰姆振荡；电子测量/操作电路(30)，支撑设备(40)被设计成支撑声学区域的至少多个部分以抵抗介质压力，并且至少一个支撑构件(41)被设计成吸收由介质压力产生的力，所述支撑构件具有至少一个去耦设备(42)，该至少一个去耦设备被设计成减少从至少一个相关联的声学区域到支撑构件中的超声输入，反之亦然。反之亦然。反之亦然。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声测量设备和用于生产超声测量设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于测量位于测量管中的介质的至少一种性质的超声测量设备，以及一种用于生产这样的超声测量设备的组件的方法。

技术介绍

[0002]超声测量设备存在于许多变形中；例如，DE102018133066A1公开了一种超声测量设备，其中，具有矩形横截面的测量管具有多段平坦的壁，超声换能器位于壁上。这样的实现方式具有的缺点在于，平坦区域中的壁对高介质压力反应非常灵敏，并且鼓起。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种即使在高介质压力下也可以使用的超声测量设备。
[0004]该目的通过根据独立权利要求1所述的超声测量设备，以及根据独立权利要求14所述的方法实现。
[0005]根据本专利技术的超声测量设备，基于用于测量位于测量管中的介质的至少一种性质的渡越时间原理或渡越时间差原理，包括：
[0006]测量管，其具有测量管壁和测量管内腔；
[0007]其中，测量管壁具有至少一个声学区域，该至少一个声学区域在每种情况下具有至少一个耦合区域，其中，测量管壁是平坦的并且具有恒定的第一壁厚度，该第一壁厚度小于围绕声学区域的区域中的壁厚度，其中，声学区域被设计成至少在多段中被激发成兰姆振荡；
[0008]至少一个超声换能器，其中，超声换能器位于耦合区域中，其中，超声换能器被设计成激发兰姆振荡或检测相应耦合区域中的兰姆振荡；
[0009]电子测量/操作电路，其用于操作超声换能器并用于产生和提供介质的性质的测得值，
[0010]其中，支撑设备被设计成至少在多段上支撑声学区域以抵抗介质压力，其中，至少一个支撑构件被设计成吸收由介质压力产生的力，
[0011]其中，支撑构件具有至少一个去耦设备，该至少一个去耦设备被设计成减少至少一个相关联的声学区域到支撑构件中的超声输入，反之亦然。
[0012]没有去耦设备的支撑构件会干扰测量管壁的声学区域中的兰姆振荡的传播，因为这些振荡以不可忽略的方式进入支撑构件。相反，超声振荡也可以经由支撑构件进入声学区域。去耦设备因此即使在高介质压力下也确保超声测量设备的良好功能。
[0013]超声测量设备被设计成测量以下参数中的至少一个：
[0014]超声信号渡越时间、超声换能器对中的超声换能器之间的超声信号渡越时间差、超声信号多普勒频移或超声信号幅度，
[0015]以及从中推导出至少一个介质性质的测得值。
[0016]例如，诸如介质的流量或声速的变量可以从信号渡越时间或信号渡越时间差确
定。例如，可以从幅度推导出介质的声学阻抗。例如，也可以从超声信号多普勒频移确定流量。
[0017]在一个实施例中，支撑构件在声学区域的至少一个横截面中围绕测量管并且至少在多段中覆盖声学区域。
[0018]在一个实施例中，去耦设备包括阻尼设备，阻尼设备被设计成阻尼穿透到支撑构件中的超声或从支撑构件穿过进入声学区域中的超声。
[0019]在一个实施例中，阻尼设备具有空腔，空腔例如填充有诸如空气的气体。
[0020]在一个实施例中，去耦设备的表面具有不均匀轮廓并提供支撑点或支撑线或支撑表面。
[0021]在一个实施例中，超声测量设备适于在高达至少25巴，特别是至少51巴，优选地至少68巴的介质压力下测量介质性质。
[0022]在一个实施例中，超声换能器是叉指换能器。
[0023]在一个实施例中，叉指换能器由支撑构件覆盖。
[0024]在一个实施例中，阻尼元件被布置在支撑构件与叉指换能器之间，其中，支撑构件被设计成将阻尼元件压靠在叉指换能器上。
[0025]在一个实施例中，支撑构件具有支撑元件，其中，去耦设备被设计成去耦元件，
[0026]其中，支撑元件具有针对去耦元件的底座，去耦元件位于底座中。
[0027]在一个实施例中，支撑设备由测量管支撑。
[0028]在一个实施例中，支撑元件或支撑构件由多个部分组成，其中，各个部分可拆卸地彼此紧固。
[0029]在一个实施例中，测量设备具有至少一对超声换能器，每一对超声换能器都位于耦合区域中。
[0030]以这种方式，例如，可以执行渡越时间差测量或基于渡越时间差测量的流量测量。
[0031]在根据本专利技术的用于生产根据前述权利要求之一所述的超声测量设备的支撑构件的方法中，
[0032]支撑构件通过铸造来生产，其中，铸造工具被施加到测量管。
[0033]在一个实施例中，去耦元件在支撑构件铸造之前被固定在声学区域中，并且通过铸造而被封闭在铸件中。
附图说明
[0034]现在将参考示例性实施例描述本专利技术。
[0035]图1是根据本专利技术的示例性超声测量设备的斜视图；
[0036]图2是根据本专利技术的超声测量设备的测量管的部分截面的侧视图；
[0037]图3是截面的详细视图；
[0038]图4.1是根据本专利技术的超声测量设备的测量管的示例性实施例的斜视图；
[0039]图4.2示出了通过根据本专利技术的示例性支撑构件的横截面；
[0040]图4.3是图4.1和4.2中所示的支撑构件的组件的斜视图；
[0041]图5示出了根据本专利技术的支撑构件的可替选实施例；
[0042]图6是图4.3中所示的支撑构件的组件的可替选实施例的斜视图；
[0043]图7.1和图7.2图示了根据本专利技术的支撑构件的两个示例性实施例；
[0044]图8.1和图8.2图示了根据本专利技术的生产方法，其中，支撑构件围绕测量管加以铸造。
具体实施方式
[0045]图1是具有测量管10、壳体50和位于壳体内的电子测量/操作电路30的超声测量设备的斜视图。电子测量/操作电路被设计成操作超声测量设备的超声换能器(参见图4.1)，并且产生和提供介质性质的测得值。
[0046]图2是图1中所示的测量管10的部分截面的侧视图，其中，测量管具有测量管壁11(具有声学区域11.1)和包含介质的测量管内腔。在声学区域中，测量管壁是平坦的并且具有恒定、第一壁厚度，该第一壁厚度小于在围绕声学区域的区域中的壁厚度，其中，声学区域被设计成至少在多段中被激发成兰姆振荡。测量管还可以具有一个以上的声学区域，其中，至少一个超声换能器被分配给每个声学区域。
[0047]声学区域的壁厚度取决于测量管的材料性质以及由超声换能器产生的超声信号的频率或频率范围。例如，在钢中，在1.5MHz的超声信号的中心频率下，壁厚度在1mm的范围内。在0.5MHz下，壁厚度近似为3mm。本领域技术人员能够将其转移到他自己的实现方式中。
[0048]图3是图2中所示的测量管的截面的放大剖图。
[0049]图4.1是根据本专利技术的超声测量设备的测量管的示例性实施例的斜视图，其中，测量管具有两个声学区域11.1，每个具有一对超声换能器20，如在这里示意性地图示的，超声换能器20可以被设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量位于测量管中的介质的至少一种性质的超声测量设备(1)，所述设备包括：测量管(10)，所述测量管具有测量管壁(11)和测量管内腔(12)；其中，所述测量管壁具有至少一个声学区域(11.1)，所述至少一个声学区域在每种情况下具有至少一个耦合区域(11.11)，其中，所述测量管壁在所述声学区域中是平坦的并且具有恒定的第一壁厚度，所述第一壁厚度小于围绕所述声学区域的区域中的壁厚度；至少一个超声换能器(20)，其中，所述超声换能器位于耦合区域(11.11)中，其中，所述超声换能器被设计成激发兰姆振荡或检测在相应耦合区域中的兰姆振荡；电子测量/操作电路(30)，所述电子测量/操作电路用于操作所述超声换能器并用于产生和提供所述介质的所述性质的测得值，其特征在于支撑设备(40)被设计成至少在多段上支撑所述声学区域以抵抗介质压力，其中，至少一个支撑构件(41)被设计成吸收由介质压力产生的力，其中，所述支撑构件具有至少一个去耦设备(42)，所述至少一个去耦设备被设计成减少从至少一个相关联的声学区域到所述支撑构件中的超声输入，反之亦然。2.根据权利要求1所述的超声测量设备，其中，所述支撑构件(41)在声学区域(11.1)的至少一个横截面中围绕所述测量管并且至少在多段中覆盖所述声学区域。3.根据前述权利要求中的一项所述的超声测量设备，其中，所述去耦设备(42)包括阻尼层(42.1)，所述阻尼层被设计成阻尼穿透到所述支撑构件中的超声或从所述支撑构件穿过进入所述声学区域中的超声。4.根据权利要求3所述的超声测量设备，其中，所述阻尼层具有空腔(42.1)，诸如孔或气泡，所述空腔例如填充有诸如空气的气体。5.根据前述权利要求中的一项所述的超声测量设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：