[发明专利]使用接收信号的窗口化的超声流量计

说明书

本发明涉及使用接收信号的窗口化的超声流量计。本申请公开一种超声流量计量的方法(100)，所述方法包含向定位用于在其间耦合超声波的超声换能器对(T₁、T₂)施加(101)第一和第二脉冲串。响应于所述第一脉冲串施加(102)到T₁，T₁发射超声波，所述超声波在传播穿过管道中的流体之后由T₂接收为所接收超声波(R₁₂)。响应于所述第二脉冲串施加(103)到T₂，T₂发射超声波，所述超声波在传播穿过所述流体之后由T₁接收为所接收超声波(R₂₁)。在所述脉冲串期间，R₁₂和R₂₁的振幅增强(104)以提供激励部分。所述脉冲串被终止(105)，使得R₁₂和R₂₁随着受阻自由振荡衰减。将窗口化(106)应用于R₁₂和R₂₁以产生窗口化部分。仅使用窗口化部分计算(107)t₁₂与t₂₁之间的信号延迟(ΔTOF)，并且根据所述ΔTOF计算(108)流体流量。

技术领域

所公开实施例涉及超声流量计，且更确切地说，涉及用于流体流量计量的超声信号的信号处理。

背景技术

超声流量计通常用于确定在管道中流动的各种流体(例如，液体、气体)的流速。对流体的流速的了解能够实现待确定流体的其它物理特性或性质。例如，在一些密闭输送应用中，流速能够用于确定通过管道从卖方输送到买方的流体(例如，油或气体)的体积(Q)以确定交易的成本，其中流体体积等于流速乘以管道的截面积以及所关注的持续时间。

已知用于管道(例如，用于水流计量)的非侵入式夹紧(clamp-on)流量监测器。非侵入式流量监测器能够使用合适的支架和紧固件夹持在管道外部并且固定到管道上。

还已知用于管道的侵入式内联流量监测器，所述流量监测器安装在中介/干预(intervening)管道部分内，所述中介管道部分通过凸缘连接到相邻管道部分。一种类型的超声流量计采用通过时间流量计量，其中一对或更多对超声换能器附接到管道(或排气套管附接到管线)，其中每个换能器对包含相对于流体流位于上游的换能器以及相对于流体流位于下游的换能器。当通电时，每个换能器通过流动流体沿着超声路径发射超声束或信号(例如，声波)，所述超声束或信号由换能器对中的另一换能器接收和检测。能够根据超声信号沿着超声路径从下游换能器行进到上游换能器的通过时间与超声信号沿着超声路径从上游换能器行进到下游换能器的通过时间之间的通过时间差来确定沿着超声路径平均化的流体的路径速度(即，路径或弦(chord)速度(Vp))。

存在用于已知通过时间超声流量计中的两种不同测量原理。第一类型的超声流量计是实施跨越换能器(传感器)对之间的路径的直接测量的直接路径类型，其中不需要反射器。用于直接路径类型的超声流量计的超声发射器和接收器以线性配置位于在计量器管道内部流动的流体内。第二类型的超声流量计是反射路径类型，其通常使用安装在与换能器对相对的计量器管道内壁上的至少一个超声反射器来将从超声发射器接收到的超声测量信号反射到超声接收器而实施间接测量路径，其中换能器对位于计量器管壁的同一侧处。

在操作时，脉冲串激励通常用于激励换能器对中的一个换能器。处理从脉冲串激励产生的所接收超声信号的常规方式是计算接收信号的过零点，根据所述过零点计算上游路径与下游路径之间的通过时间差(或Δ飞行时间，即ΔTOF)，所述通过时间差用于计算流体流量。

发明内容

此发明内容简要指出本发明的性质和本质。应当理解，所述发明内容并不是用于解释或限制权利要求的范围或含义。