[发明专利]用于确定流体量的方法和测量装置

说明书

本申请公开了一种用于通过测量装置来确定与流体和/或流体的流体流相关的流体量的方法，包括以下步骤：通过第一和/或第二振荡换能器通过波分量来激励传导通过测量管的壁的相应总波；由相应总波来激励流体的压缩振荡；记录与通过相应的另外振荡换能器来产生的压缩振荡相关的测量数据；根据测量数据来确定流体量。本申请还公开了一种用于确定与流体和/或流体流有关的流体量的测量装置，所述测量装置包括：控制装置；测量管，测量管接收流体和/或流体流过所述测量管；以及第一和/或第二振荡换能器，其彼此间隔一定距离地布置在测量管上，其中，控制装置设置成驱动第一和/或第二振荡换能器，以便通过波分量来激励相应总波。

技术领域

本发明涉及一种用于通过测量装置来确定流体量的方法，该流体量与流体和/或流体的流体流量相关，该测量装置包括：测量管，该测量管接收流体和/或流体流过该测量管；以及第一和第二振荡换能器，该第一和第二振荡换能器在测量管上布置成相互间隔开一定距离。本发明还涉及一种测量装置。

背景技术

用于测量通过测量管的流量的一种可能涉及超声波测量仪。其中，使用至少一个超声波换能器，以便将超声波引入流过该测量管的流体中，该波在直通路上传导，或者在壁或特殊反射元件处多次反射之后传导至第二超声波换能器。经过测量管的流量能够由超声波在超声波换能器之间行进(flight)的时间来确定，或者通过在发射器和接收器互换的情况下的行进时间差来确定。

从G.Lindner的文章“基于沿固-液界面传播的表面声波的传感器和促动器(Sensors and actuators based on surface acoustic waves propagating alongsolid-liquid interfaces)”(J.Phys.D：Appl.Phys.41(2008)123002)中可知，为了激励传导波，使用所谓的叉指式换能器，其中使用了压电元件，该压电元件有以梳子方式相互接合的控制线，以便实现传导波的特定激励模式的激励。因为压电元件的剪切模式必须激励，因此通常不会实现高效率的激励。而且，为了以足够的精确度来施加所需的电极结构，需要相对精细的高精度光刻，不过通常不能实现激励的足够模式纯度。

不过，纯模式传导波的激励与在超声波测量仪中的使用非常相关，因为将压缩振荡发射至流体中的角度取决于传导波的相速度，通常对于相同的激励频率，该相速度在不同的激励模式中不同。当激励多种模式时，这导致压缩振荡在流体中的多种传播通路，这能够通过精细信号评估而最佳地补偿。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种使用传导波来用于测量的测量方法，意图是获得较低的安装空间需求以及使用简单结构的测量装置，优选是获得传导波的最大纯模式激励。

根据本发明，该目的通过在引言中所述类型的方法来实现，该方法包括以下步骤：

-通过第一和/或第二振荡换能器通过波分量来激励传导通过测量管的壁的相应总波(total wave)，该波分量分别在壁中传导，通过在多个相互分开的激励区域中的相应振荡换能器来激励，这些波分量进行叠加，以便形成相应的总波，在激励区域的中心之间的距离和激励频率选择为使得要衰减的振荡模式通过至少沿一个传播方向的波分量的相消干涉而至少部分减弱(quenched)；

-由相应总波来激励流体的压缩振荡；

-记录与通过相应的另外振荡换能器来产生压缩振荡相关的测量数据；

-根据测量数据来确定流体量。

根据本发明，提出了在多个相互分开的激励区域中激励测量管的壁。通过叠加产生的波分量而产生总波，该总波随后用于激励在流体中的压缩振荡。在这种情况下，激励区域和激励频率彼此匹配，以使得要衰减的振荡模式至少在一个传播方向上通过相消干涉来衰减。这样，可以通过特意衰减不希望的振荡模式来提高激励的模式纯度。另外或者也可选择，如后面更详细所述，可以执行振荡模式的方向相关衰减，从而例如当激励基本平面波时，平面波的发射可以完全沿一个方向进行，或基本上沿一个方向进行。