[发明专利]超声流测量系统

说明书

技术领域

本文中公开的主题涉及超声流测量系统。

背景技术

包括超声流传感器的流量计用于确定在不同大小和形状的管道中流动的液体、气体等的特性（例如，流动速率、压力、温度等）。流体的这些特性的知识能允许确定流体的其它物理属性或质量。例如，在一些流体密闭输送应用中，流体的流动速率能用于确定在一时间时期内通过管道在从销售者传输到购买者的流体（例如，石油或气体）的体积以便确定交易成本。体积等于测量的流体流动速率乘以管道的横截面积乘以测量流体流动的时间时期。

在采用通过时间流计量的一种类型的超声流传感器中，一对或多对超声流传感器能够沿一部分管道安装，称为流动单元(flow cell)。每对超声流传感器包含相互位于上游和下游的超声换能器和超声缓冲器，形成跨管道在特定弦位置的这些超声流传感器之间的超声路径。

在通电时，每个换能器通过流动流体沿超声路径传送超声信号（例如，声波），其由另一换能器接收和检测。根据以下之间的差异，能够确定在特定弦位置沿超声路径平均的流体的路径速度：(1)沿与流体流向相反，从下游换能器向上游到上游换能器的超声路径行进的超声信号的通过时间，与(2)沿具有流体流向的从上游换能器向下游到下游换能器的超声路径行进的超声信号的通过时间。超声流计使用信号处理技术识别换能器接收的超声信号和接收那些超声信号的时间以便确定用于确定流体的流动速率的通过时间。

在一些超声流测量系统（例如，超声信号的波长远远小于超声缓冲器的直径的情况下，几兆赫或更低的超声信号）中，超声信号束在超声缓冲器内传播时其扩展能够导致在接收的超声信号中多个衰荡信号和尖峰形式的失真。此失真是从超声缓冲器的壁反射的超声信号的角部分的结果。由失真产生的这些衰荡信号和尖峰具有的幅度相当于或大于超声信号的主要（非角的）部分的幅度时，超声流计的信号处理可能不能准确地识别从中确定通过时间的超声信号的主要部分。

上述讨论只提供用于一般的背景信息，并且无意于用作帮助确定要求权利的主题的范围。

发明内容

公开了一种超声流测量系统，其具有带有第一超声缓冲器的第一超声传感器和带有第二超声缓冲器的第二超声传感器。第一和第二超声缓冲器具有不同横截面以便降低超声信号的失真。通过实践超声流测量系统的一些公开的实施例可实现的优点是改进了测量的通过时间的准确度。

在一个实施例中，公开了一种超声流测量系统。该系统包括第一超声传感器和第二超声传感器，第一超声传感器包括第一超声换能器和第一超声缓冲器，并且第二超声传感器包括第二超声换能器和第二超声缓冲器，第二超声传感器与第一超声传感器沿轴对齐，其中，第一超声缓冲器具有与轴垂直的第一横截面，并且第二超声缓冲器具有与轴垂直的第二横截面，以及其中，第一超声缓冲器的第一横截面与第二超声缓冲器的第二横截面不同。

在另一实施例中，超声流测量系统包括第一超声传感器和第二超声传感器，第一超声传感器包括第一超声换能器和第一超声缓冲器，并且第二超声传感器包括第二超声换能器和第二超声缓冲器，第二超声传感器与第一超声传感器沿轴对齐，其中，第一超声缓冲器具有与轴垂直的第一横截面，并且第二超声缓冲器具有与轴垂直的第二横截面，以及其中，第一超声缓冲器的第一横截面具有第一形状，并且第二超声缓冲器的第二横截面具有第二形状，以及其中，第一形状与第二形状不同。

在仍有的另一实施例中，超声流测量系统包括第一超声传感器和第二超声传感器，第一超声传感器包括第一超声换能器和第一超声缓冲器，并且第二超声传感器包括第二超声换能器和第二超声缓冲器，第二超声传感器与第一超声传感器沿轴对齐，其中，第一超声缓冲器具有与轴垂直的第一横截面，并且第二超声缓冲器具有与轴垂直的第二横截面，以及其中，第一超声缓冲器的第一横截面具有第一直径，并且第二超声缓冲器的第二横截面具有第二直径，以及其中，第一直径与第二直径不同。

本发明的简要描述只用于根据一个或多个说明性实施例提供本文中公开的主题的简要概述，并且不作为解释权利要求或定义或限制本发明的范围的指导，本发明的范围只由随附权利要求定义。该简要描述提供用于以简化的形式引入概念的说明性选择，其在下面的详细描述中进一步描述。该简要描述无意识别要求权利的主题的关键特征或基本特征，也无意用作帮助确定要求权利的主题的范围。要求权利的主题不限于解决背景中提及的任何或所有缺点的实现。

提供一种超声流测量系统，其包括：

第一超声传感器，包括第一超声换能器和第一超声缓冲器；以及