[发明专利]测定流体流动的装置

说明书

本发明总的是关于流量计，更具体地说，是关于使用超声波换能器进行流体性（例如流体流动）的非侵入性测量的流量计。

测量流体流动的公知与常用的装置是使用超声波流量计，通常这是由一个系统来完成，其中有两个换能器按照一定的角度互相相对地设于上、下游处，可交替地作为发送器与接收器，藉此使超声信号在换能器之间交替地按上、下游方向传送，上游信号与下游信号之间的经过时间的差异可用来计算流体的流率。

本发明在一较佳实例中具有设置在径向相对关系上的第二组换能器，这些“横跨路径”换能器可提供较多有关流动领域的信息，以利于改进流动测量上的准确性及对流动领域的认识。

本发明一种测定管中流体流率的装置，包括一用以在管内流体斜向路径上提供声能量的装置，该斜向供应装置与管接触;还包括一用以在管内流体径向路径上提供声能量的装置，该径向供应装置与管接触;以及包括根据该斜向、径向供应装置的声频能量来测定管中流体流动的装置。

在一个实施例中，斜向供应装置设置于管上，另一实施例中，径向供应装置提供在径向路径上双向发射的声能量，斜向供应装置最好包括根据管的径向相对位置而设置的第一、第二换能器，该第一、第二换能器可交替地作为发送器及接收器，以令超声波信号沿径向路径穿过流体。

斜向供应装置包括第三、第四换能器，系互相斜向相对地设于上、下游位置，该第三、第四换能器可交替地作为发送器及接收器，使超声波信号交替地在上、下游方向沿第三、四换能器间的斜向路径通过流体，径向路径靠近于斜向路径，使换能器可在流体的相同部分取样。

测定装置最好包括用于根据和第一和第二换能器间与第三和第四换能器间传送的超声波信号传送速度，测定管中的流体流动的信号处理装置。

附图简单说明

本发明的较佳实施例及实施本发明的较佳方法皆揭示于各附图之中。

附图简单说明

图1为一示意图，揭示一测定管中流体流动的装置。

图2为一示意图，揭示与测定管中流体流动的装置有关的几何参数。

图3为一示意图，揭示该测定管中流体流动的装置的信号处理装置。

图4为一示意图，揭示该测定管中流体流动的装置具有四条超声波路径。

图5为一示意图，揭示该测定管中流体流动的装置使用一弹跳路径。

图6为一示意图，揭示该测定管中流体流动的装置所用的换能器系设于管子表面的下方。

图7为一示意代表图，揭示一用以决定轴向横向速度分布图（profile）的装置。

图8为一示意图，揭示该测定管中流体流动的装置使用三个换能器。

图9为一管子的横向速度分布图的图象。

请参阅各附图，图中相同的参考编号是指相似或相同的元件。图1、2是揭示一种用以测定流体11在管12中的流率的装置10，装置10包括一用以在流体11通过的斜向路径18上提供声能量的装置，斜向供应装置系与管12有感声的接触且装设于管12中，装置10还包括一用以提供流体11通过的径向路径24上声能量在的装置，径向供应装置是与管12具有声波耦合的接触且装设于管12上，装置10还包括根据斜向供应装置的声能量与径向供应装置的声能量来测定流体11在管12中的流动的装置。在一个实施例中，斜向供应装置设置于管12上，而在另一实施例中，径向供应装置则在径向路径24中提供双向发送的声能量。

请参阅图1，径向供应装置系由径向设置于上游与下游处的第一换能器14与第二换能器16所组成，第一、二换能器14、16可交替地作为发送器与接收器，以便产生超声波信号，从而在上、下游处沿第一、第二换能器14、16间的径向路径18交替地通过流体11。

斜向供应装置最好是设置在管12外的对角位置处的第三、四换能器20、22，该第三、四换能器20、22可交替地作为发送器与接收器，以便产生超声波信号而沿斜向路径24通过流体11，径向路径18邻近于斜向路径24，因而换能器对流体11的相同部分取样。

测定装置最好包括信号处理装置26，用以分别根据第一和第二换能器14、16间与第三和第四变能器20、22间传送的超声波信号传送速度来测定流体11在管12中的流动。