[发明专利]用来测量流体流量的超声方法和装置

说明书

本发明揭示了用来测量流体流量的超声方法和装置，其中涉及的一种方法，用来测量在一个空间内流动的流体的流量。在该方法中，分别沿多条传播路径在多对超声传感器之间穿过所述空间传送和接收超声波，基于每对超声传感器获得的数据计算所述流体的平均线速度，以获得穿过所述空间的多个平均线速度，再基于所述多个平均线速度计算所述流体的流量。本发明还涉及用所述方法来测量流体流量的超声装置。

技术领域

本发明涉及一种超声方法以及使用该方法来测量流体流量的超声装置。

背景技术

超声设备和方法被广泛用来测量流体，比如在管内流动的液体或气体的物理性能。用超声来测量流体流量的方法有很多种，其中目前使用最广泛的方法之一是时差法(transit-time method)。

如图1所示，在用时差法测流体的流量时，一般会在流体的上、下游分别放置一个传感器。通过在两个传感器之间交替地发送和接收一阵超声信号，并测量该信号在两个传感器之间传送所花费的时间，可分别获得该信号从上游传感器传送到下游传感器所需的时间T_down、以及该信号从下游传感器传送到上游传感器所需的时间T_up。这样，流体沿着该超声信号路径的平均流速V可以通过以下公式计算：

其中P为超声信号在流体中的路径，θ为该路径的角度。

通过公式Q＝K*A*V可以计算出流量，其中A为管道的内横截面面积，K为仪表系数，通过标定来确定。

时差法可适用于不同情形下的流量测量，但对于复杂管道中的流量测量却还存在一些问题。比如，管道内部有别的部件如更小内径的管道，在内、外管之间形成一个环状空间，在上、下游传感器之间传播的超声波可能会被内管挡住，且该空间内的流动剖面比较复杂等。因此，需要有一种超声装置和方法能对复杂管道如环状空间内的流体的流量进行精确测量。

发明内容

本发明一方面涉及一种方法，在该方法中，让流体在一空间内流动，分别沿多条传播路径在多对超声传感器之间穿过所述空间传送和接收超声波，基于每对超声传感器获得的数据计算所述流体的平均线速度，以获得穿过所述空间的多个平均线速度，再基于所述多个平均线速度计算所述流体的流量。

本发明另一方面涉及一种超声装置，其包括管道元件，该管道元件具有一个空间来让流体在其中流动。所述超声装置还包括多对超声传感器，每对超声传感器的排布使得该对超声传感器之间传播的超声波沿一传播路径穿过所述空间。所述超声装置还包括处理器，用来基于每对超声传感器获得的数据计算所述流体的平均线速度，以获得穿过所述空间的多个平均线速度，并基于所述多个平均线速度计算所述流体的流量。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1显示了一种典型的时差超声测量方法。

图2是根据本发明的一个实施例的超声装置的示意图。

图3是图2中沿A-A方向的剖视图，显示了所述超声装置的一个纵截面。

图4显示了根据本发明的一个实施例中的超声装置的超声传播路径。

图5显示了根据本发明的一个实施例中的超声装置的俯视图。

图6显示了根据本发明的另一个实施例中的超声装置的俯视图。

具体实施方式