[发明专利]超声流量计

说明书

本发明涉及一种超声流量计(1)，包括具有测量管壁(21)和延伸到所述测量管壁(21)的外侧的至少一对壳体(22)的测量管(20)；一对超声换能器(10)，各自具有用于生成和/或感测超声脉冲的转换元件(14)和换能器主体(13)，其中，所述壳体(22)中的每个被布置为用于容纳所述换能器(10)中的一个，并且其中，所述壳体具有第一内径(D1)；其中，所述换能器主体(13)包括圆周表面(12)，并且其中所述换能器主体包括端面(11)，其中，所述端面具有第二直径(D2)，其中，所述换能器包括从所述圆周表面(12)突出到所述换能器主体(13)与所述壳体(20)之间的间隙中的至少一个第一突起(P1)。

技术领域

本发明涉及一种用于测量通过测量管的介质的流速或体积流量的超声流量计。

背景技术

例如专利申请WO2014012707A1描述了这样一种超声流量计，其中将超声换能器安装在测量管内，以便生成和/或感测沿着通过所述测量管的路径发送到感测换能器的超声脉冲。通过所述测量管的介质的流量根据所述介质的流速和流动方向来影响所述脉冲在所述生成换能器和所述感测换能器之间的行进时间。考虑到从慢速介质到快速介质的流动范围，对于任何流量计来说重要的是测量流量和真实流量之间的良好线性。不幸的是，存在使得难以实现所述线性的若干种干扰效应。尤其地成问题的是换能器周围的区域，因为所述换能器的块和凸起以及所述换能器的外壳可能导致靠近换能器的所述介质的涡流，使得超声脉冲的行进时间可能受到严重影响。除此之外，所述涡流对所述脉冲的行进时间的影响还示出了与流速的复杂相关性。本发明要解决的问题是减小所述涡流对所述超声脉冲行进时间的影响。

发明内容

该问题是通过本申请的权利要求1所述的超声流量计来解决的。

根据本发明的用于测量流动通过测量管的介质的流量的超声流量计包括：

测量管，所述测量管具有用于引导所述介质的测量管壁以及延伸到所述测量管壁的外侧的至少一对壳体；

至少一对超声换能器，所述至少一对超声换能器的每个具有用于生成和/或感测超声脉冲的转换元件和包含所述转换元件的换能器主体，其中，所述超声脉冲沿路径在所述换能器之间行进，其中，在所述一对换能器之间延伸的路径的至少一个子路径不平行于所述测量管的测量管轴；

电子电路，所述电子电路用于操作所述超声换能器和用于评估感测到的超声脉冲；

其中，所述壳体中的每个被布置为容纳所述换能器中的一个，并且其中，所述壳体包括内表面和第一纵轴以及与所述第一纵轴正交的第一内径；

其中，所述换能器主体包括圆周表面和第二纵轴，并且其中，所述换能器包括可暴露于所述介质的端面，其中，所述端面被设置用于在所述转换元件和所述介质之间传递所述超声脉冲，反之亦然，并且其中，包括所述换能器主体的所述端面的所述换能器的第一区段具有与所述第二纵轴正交的最大第二直径，

并且其中，所述壳体至少部分地包围所述圆周表面，

其中，所述换能器包括从所述圆周表面突出到所述换能器主体和所述壳体之间的间隙中的至少一个第一突起，其中，所述第一突起的高度小于所述间隙的宽度，和/或其中，所述壳体包括从所述圆周表面突出到所述间隙中的至少一个第二突起，其中，所述第二突起的高度小于所述间隙的宽度。

当所述路径的所述第一和/或最后一个子路径与所述测量管轴偏斜时，该特征防止围绕换能器的旋转流动。在这种情况下，所述壳体和所述换能器相对于所述测量管的不对称分配导致所述间隙中的旋转流动，该旋转流动延伸到所述端面前方的区域，从而在所述端面前方产生介质的涡流。借助于所述第一突起抑制所述涡流改善了所述超声流量计的测量性能。

在所述超声流量计的实施例中，所述第一突起的高度为所述间隙的所述宽度的至少20％，并且尤其是至少40％。为了为所述旋转流动提供阻力，所述第一突起的高度必须越过最小值。