[发明专利]用于测量管道中的流体的流量特性的设备和方法

权利要求书

1.一种用于确定管道中的流体的流量特性特别是流速的设备，所述设备包括管道体(110)、限定第一涡旋感测声波路径(120)的第一对超声波变换器(116，118)、限定第二涡旋感测声波路径(126)的第二对超声波变换器(122，124)、限定第三涡旋感测声波路径(136)的第三对超声波变换器(128，130)、限定第四涡旋感测声波路径(138)的第四对超声波变换器(132，134)，

沿着管道体(110)壁(114)上的第一线和第二线设置第一对和第二对超声波变换器(116，118；122，124)，第一和第二线平行于管道轴并且位于管道体(110)的同侧，从轴向方向看第一和第二涡旋感测声波路径(120，126)分别具有顺时针方向和逆时针方向的取向，沿着平行于管道轴的管道体(110)壁(114)上的第三线和第四线设置第三对和第四对超声波变换器(128，130；132，134)，从轴向方向看第三和第四涡旋感测声波路径(136，138)分别具有顺时针方向和逆时针方向的取向，第三和第四线位于管道体(110)的同侧并且关于第一和第二线切线地交错，在管道体(110)的轴向方向上相隔布置每一对变换器中的变换器(116，118；122，124；128，130；132，134)，声波路径(120，126，136，138)在管道体(110)的轴向方向上延伸，其中，变换器(116，118；122，124；128，130；132，134)能够单独用作发射机和接收机以沿着各自的声波路径发送超声波和接收超声波，

所述设备还包括用于测量所发送的超声波的通行时间并用于根据所测量的通行时间确定流量特性的部件(142，144)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一和第二线位于相同的位置，所述第三和第四线位于相同的位置。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第一和第二线在直径上与所述第三和第四线相对。

4.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中，成对的第一和第二声波路径(120，126)对称于成对的第三和第四声波路径(136，138)。

5.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中，涡旋感测声波路径(120，126，136，138)包括等边三角形声波路径。

6.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备，其中，将成对路径中的多个变换器组合成单个的多面变换器。

7.一种测量管道中的流体的流量特性特别是流速的方法，该方法包括通过沿着第一、第二、第三和第四涡旋感测声波路径(120，126，136，138)以相对方向发送和接收超声波，测量所发送的超声波的通行时间并根据所测量的通行时间确定流量特性，特别是流速和/或吞吐量，

所述声波路径(120，126，136，138)在相关的多对超声波变换器(116，118；122，124；128，130；132，134)之间的管道的轴向方向上延伸，在管道的轴向方向上相隔布置每一对变换器中的变换器(116，118；122，124；128，130；132，134)，沿着管道壁上的第一线和第二线设置第一对和第二对超声波变换器中的超声波变换器(116，118；122，124)，第一和第二线平行于管道轴并且位于管道的同侧，从轴向方向看第一和第二涡旋感测声波路径(120，126)具有顺时针方向和逆时针方向的取向，第三对超声波变换器(128，130)限定第三涡旋感测声波路径(136)，第四对超声波变换器(132，134)限定第四涡旋感测声波路径(138)，沿着平行于管道轴的管道壁上的第三线和第四线设置第三对和第四对超声波变换器中的超声波变换器(128，130；132，134)，从轴向方向看第三和第四涡旋感测声波路径(136，138)分别具有顺时针方向和逆时针方向的取向，第三和第四线位于管道的同侧并且关于第一和第二线切线地交错，在管道的轴向方向上相隔布置每一对变换器中的变换器(116，118；122，124；128，130；132，134)，声波路径(120，126，136，138)在管道的轴向方向上延伸，其中，变换器(116，118；122，124；128，130；132，134)能够单独用作发射机和接收机以沿着各自的声波路径发送超声波和接收超声波。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，涡旋感测声波路径(120，126，136，138)包括等边三角形声波路径。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在上行和下行方向上沿着声波路径发送所述声波，各个变换器交替地用作发射机和接收机。