本说明书的主题可以尤其体现在一种流体流调节装置中，所述流体流调节装置包括：线性流体导管，该线性流体导管具有第一管状本体，该第一管状本体限定主轴线并且从导管入口延伸到与导管入口相对布置的导管出口，并且被配置成具有预先确定的流动几何形状以限定沿着主轴线的线性流体流动路径；流体入口，该流体入口与线性流体流动路径不平行；第一流体流调节器，该第一流体流调节器被配置为接收流体流、调节流体流并且沿着主轴线沿着所述线性流体流动路径重新定向经调节的流体流；第二流体流调节器，该第二流体流调节器被配置为接收来自沿着主轴线的线性流体流动路径的流体流、重新定向流体流远离线性流体流动路径并且调节流体流。流体流。流体流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波流量计流控制
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2020年8月7日提出申请的美国临时申请第63/062,681号和于2021年3月17日提出申请的美国临时申请第63/162，163号的优先权，这些美国临时申请的全部内容在此以引用方式并入。
[0003]本说明书涉及超声波流体质量流量传感器。
技术介绍
[0004]流体测量设备用于流体控制系统的表征和操作。随着流量测量设备的动态带宽、流量范围、精度和可靠性的提高，此类设备的潜在应用前景变宽。高动态带宽流量计可以充当控制系统反馈传感器用于提高燃料系统中的稳态和/或瞬态精度。超声波流量计(USFM)是可以用于实现飞行器涡轮系统的经过验证的工业技术。
[0005]现有飞行时间超声波流量计用于赛车和汽车行业、管线监护输送、工业流量测量以及许多其他应用中。然而，许多这些应用包含稳态流动条件，并且其相应的应用允许体积流量测量。在诸如飞行器燃气涡轮发动机应用的其他应用中，燃料输送系统的流体环境条件提出重大设计挑战。
[0006]在燃料流量计(主要元件)领域中，对燃料的流动调节对于进入和离开流量计的燃料流动的可控性来说是必需的，以实现所期望的流量计性能、精度和足够调节比。作为流体动力学的一般经验法则，对于给定直径的管道，在扰动之后，可能需要10或以上长度的笔直管道才能使得流体流稳定(例如，约10或更大的长度直径比L/D)。
技术实现思路
[0007]总体而言，此文档描述超声波流体质量流量传感器。
[0008]在第一实例中，一种流体流调节装置包括：线性流体导管，所述线性流体导管具有限定主轴线并从导管入口延伸到与所述导管入口相对布置的导管出口的第一管状本体，并且被配置成具有预先确定的流动几何形状以限定沿着所述主轴线的线性流体流动路径；流体入口，所述流体入口限定与所述线性流体流动路径不平行的入口流体流动路径；第一流体流调节器，所述第一流体流调节器具有与所述流体入口流体连通的第一调节器入口，以及与所述导管入口流体连通的第一调节器出口，并且被配置成接收沿着所述入口流体流动路径通过所述第一调节器入口的流体流、通过所述第一调节器入口调节流体流并重新定向经调节的流体流远离所述入口流体流动路径并沿着沿所述主轴线的所述线性流体流动路径通过所述第一调节器出口；第二流体流调节器，所述第二流体流调节器具有与所述导管出口流体连通的第二调节器入口，以及第二调节器出口，并且被配置成接收来自沿着所述主轴线的所述线性流体流动路径的流体流、重新定向流体流远离所述线性流体流动路径并沿着与所述线性流体流动路径不平行的出口流体流动路径通过所述第二调节器出口并通
过所述第二调节器出口调节流体流；以及流体出口，所述流体出口被配置成接收来自所述第二调节器出口的流体流。
[0009]在根据实例1的第二实例中，所述第一流体流调节器包括在第一纵向端部和与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部之间延伸的第二管状本体，其中所述第一调节器入口沿着所述第二管状本体布置，并且所述第二纵向端部限定所述第一调节器出口。
[0010]在根据实例2的第三实例中，所述第一调节器入口包括径向穿过所述第二管状本体限定的多个端口。
[0011]在根据实例2或3的第四实例中，所述装置还包括布置在所述第一纵向端部的近侧的传感器装置。
[0012]在根据实例4的第五实例中，所述传感器装置包括超声波换能器装置，所述超声波换能器装置被配置为沿着所述线性流体流动路径发射和接收超声波信号。
[0013]在根据实例4或5的第六实例中，该传感器装置包括：传感器壳体，所述传感器壳体具有限定传感器轴线和轴向内部传感器壳体腔的内表面，所述传感器壳体包括：第一轴向传感器壳体部分，其具有垂直于传感器轴线的第一横截面积，第二轴向传感器壳体部分，所述第二轴向传感器壳体部分沿着所述传感器轴线邻近所述第一轴向传感器壳体部分布置，并且具有垂直于所述传感器轴线的大于所述第一横截面积的第二横截面积，以及从所述第一轴向传感器壳体部分的内表面延伸到所述第二轴向传感器壳体部分的内表面的面；缓冲杆，所述缓冲杆具有第一轴向端部和与所述第一轴向端部相对的第二轴向端部，并且所述缓冲杆包括第一轴向缓冲部分，所述第一轴向缓冲部分布置在所述第一轴向传感器壳体部分内并且包括所述第一轴向端部，第二轴向缓冲部分，其布置在所述第二轴向传感器壳体部分内并且邻接所述面，并且包括第二轴向端部，以及第三轴向缓冲部分，所述第三轴向缓冲部分在第一轴向缓冲部分和第二轴向缓冲部分之间轴向延伸，并且具有垂直于传感器轴线的小于第一横截面积的第三横截面积；限定在内表面和第三轴向缓冲部分之间的腔；以及声学地配合到第一轴向端部的声收发器元件。
[0014]在根据实例1至6中的任何一个实例的第七实例中，所述第二流体流调节器包括在第一纵向端部和与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部之间延伸的第二管状本体，其中所述第二调节器出口沿着所述第二管状本体布置，并且所述第一纵向端部限定所述第二调节器入口。
[0015]在根据实例7的第八实例中，其中第二调节器出口包括径向穿过第二管状本体限定的多个端口。
[0016]在根据实例7或8的第九实例中，所述装置还包括布置在所述第二纵向端部附近的传感器装置。
[0017]在根据实例9的第十实例中，所述传感器装置包括超声波换能器装置，所述超声波换能器装置被配置成沿着线性流体流动路径发射和接收超声波信号。
[0018]在根据实例1至10中的任一实例的第十一实例中，所述线性流体导管被配置为阻尼超声波声信号。
[0019]在根据实例1至11中的任一实例的第十二实例中，线性流体导管包括具有第一预先限定的几何形状的管状外部壳体和同心地布置在管状外部壳体内并限定预先确定的流动几何形状的可移除的内部壳体。
[0020]在第十三实例中，一种流体流调节的方法包括：接收沿着第一流体流动路径流动的流体流；通过使所述流体流流过第一流体流调节器的第一调节器入口来调节所述流体流；通过所述第一流体流调节器远离所述第一流体流动路径并朝向线性流体流动路径重新定向所述流体流；使所述流体流沿着所述线性流体流动路径流过第一调节器出口；使所述流体流沿着所述线性流体流动路径流过流体导管，所述流体导管具有从导管入口延伸到与所述导管入口相对布置的导管出口的第一管状本体，并且被配置成具有预先确定的流动几何形状；使所述流体流沿着所述线性流体流动路径流过第二流体流调节器的第二调节器入口；通过所述第二流体流调节器远离所述线性流体流动路径并朝向第二流体流动路径重新定向所述流体流；通过使所述流体流流过所述第二流体流调节器的第二调节器出口来调节所述流体流。
[0021]在根据实例13的第十四实例中，所述方法进一步包括：沿着所述线性流体流动路径发射超声波信号通过所述第一调节器出口、所述流体导管和所述第二调节器入口；通过所述第二调节器入口接收所述超声波信号；以及基于所述所接收的超声波信号确定所述流体流的质量流率和体积流率中的至少一者。
[0022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】1.一种流体流调节装置，其包括：线性流体导管，所述线性流体导管具有限定主轴线并从导管入口延伸到与所述导管入口相对布置的导管出口的第一管状本体，并且被配置成具有预先确定的流动几何形状以限定沿着所述主轴线的线性流体流动路径；流体入口，所述流体入口限定与所述线性流体流动路径不平行的入口流体流动路径；第一流体流调节器，所述第一流体流调节器具有与所述流体入口流体连通的第一调节器入口，以及与所述导管入口流体连通的第一调节器出口，并且被配置成：接收沿着所述入口流体流动路径通过所述第一调节器入口的流体流；通过所述第一调节器入口调节流体流；以及重新定向经调节的流体流远离所述入口流体流动路径并沿着沿所述主轴线的所述线性流体流动路径通过所述第一调节器出口；第二流体流调节器，所述第二流体流调节器具有与所述导管出口流体连通的第二调节器入口，以及第二调节器出口，并且被配置成：接收来自沿着所述主轴线的所述线性流体流动路径的流体流；重新定向流体流远离所述线性流体流动路径并沿着与所述线性流体流动路径不平行的出口流体流动路径通过所述第二调节器出口；以及通过所述第二调节器出口调节流体流；以及流体出口，所述流体出口被配置成接收来自所述第二调节器出口的流体流。2.根据权利要求1所述的流体流调节装置，其中所述第一流体流调节器包括在第一纵向端部和与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部之间延伸的第二管状本体，其中所述第一调节器入口沿着所述第二管状本体布置，并且所述第二纵向端部限定所述第一调节器出口。3.根据权利要求2所述的流体流调节装置，其中所述第一调节器入口包括径向穿过所述第二管状本体限定的多个端口。4.根据权利要求2或3所述的流体流调节装置，其进一步包括布置在所述第一纵向端部的近侧的传感器装置。5.根据权利要求4所述的流体流调节装置，其中，所述传感器装置包括超声波换能器装置，所述超声波换能器装置被配置为沿着所述线性流体流动路径发射和接收超声波信号。6.根据权利要求4或5所述的流体流调节装置，其中所述传感器装置包括：传感器壳体，其具有限定传感器轴线以及轴向内部传感器壳体腔的内表面，所述传感器壳体包括：第一轴向传感器壳体部分，其具有垂直于所述传感器轴线的第一横截面积；第二轴向传感器壳体部分，所述第二轴向传感器壳体部分沿着所述传感器轴线与所述第一轴向传感器壳体部分相邻布置，并且具有垂直于所述传感器轴线的大于所述第一横截面积的第二横截面积；以及从所述第一轴向传感器壳体部分的内表面延伸到所述第二轴向传感器壳体部分的内表面的面；缓冲杆，所述缓冲杆具有第一轴向端部和与所述第一轴向端部相对的第二轴向端部，并且所述缓冲杆包括：
第一轴向缓冲部分，所述第一轴向缓冲部分布置在所述第一轴向传感器壳体部分内并且包括所述第一轴向端部；第二轴向缓冲部分，其布置在所述第二轴向传感器壳体部分内并且邻接所述面，并且包括所述第二轴向端部；以及第三轴向缓冲部分，其在所述第一轴向缓冲部分和所述第二轴向缓冲部分之间轴向延伸，并且具有垂直于所述传感器轴线的第三横截面积，所述第三横截面积小于所述第一横截面积；腔，所述腔限定在所述内表面和所述第三轴向缓冲部分之间；以及声收发器元件，其声学地配合到所述第一轴向端部。7.根据权利要求1至6中任一项所述的流体流调节装置，其中所述第二流体流调节器包括在第一纵向端部和与所述第一纵向端部相对的第二纵向端部之间延伸的第二管状本体，其中所述第二调节器出口沿着所述第二管状本体布置，并且所述第一纵向端部限定所述第二调节器入口。8.根据权利要求7所述的流体流调节装置，其中所述第二调节器出口包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：
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