[发明专利]用于测量流体速度的方法

说明书

一种由包括被定位在两个换能器(14a、14b)之间的反射镜(15、15b)的超声波流量计(10)实现的用于测量流体速度的方法，该测量方法包括以下测量阶段，其中：‑这两个换能器之一发射超声测量信号；‑这两个换能器中的另一个换能器在超声测量信号完成测量行程之后接收该超声测量信号；‑处理装置(18)取决于测量行程时间估算流体的速度；该测量方法还包括补偿阶段，其中：‑这两个换能器之一发射超声补偿信号；‑所述换能器在超声补偿信号已完成补偿行程之后接收该超声补偿信号，该超声补偿信号在完成补偿行程期间被反射镜反射；‑处理装置通过取决于补偿行程时间调整测量行程时间来补偿所述换能器的测量漂移。

本发明涉及测量流体速度的方法的领域。

发明背景

为了测量在管道中流动的流体的流速，超声流量计常规地利用用于通过发射和接收超声测量信号来测量流体速度的设备。

测量设备包括连接到流体在其中流动的管道的导管。为了测量流体速度，超声测量信号被发射到导管中以沿着限定长度的路径行进，超声测量信号沿该限定长度的路径从上游行进到下游以及从下游行进到上游两者所花费的飞行时间被测量，并且流体速度尤其基于该限定长度和飞行时间之差来被估算。

这样的测量设备1，有时被称为“经典管道”设备，如图1所示。测量设备1包括第一换能器2a、第二换能器2b以及连接到第一换能器2a和第二换能器2b的测量模块3。

第一换能器2a和第二换能器2b在频率和发射水平方面配对。作为示例，第一换能器2a和第二换能器2b是压电换能器。

因此，限定长度的路径是第一换能器2a与第二换能器2b之间的长度为L的直线路径。

第一换能器2a发射超声测量信号Se。作为示例，超声测量信号是从方波信号4生成的。第二换能器2b接收得自在流体中传播的超声测量信号Se的超声信号Sr。

测量模块3测量超声测量信号Se沿着限定长度的路径从上游行进到下游所花费的飞行时间。实际上，测量模块3测量从第一换能器2a到第二换能器2b的全局传输时间T_AB。

全局传输时间T_AB使得：T_AB＝TA_A+ToF_AB+TR_B，其中：

-TA_A是第一换能器2a的接通时间；

-ToF_AB对应于超声测量信号Se沿着第一换能器2a和第二换能器2b之间的限定长度的路径行进所花费的飞行时间；

-TR_B是第二换能器2b的接收时间。

同样地，第二换能器2b发射由第一换能器2a接收的超声测量信号。

测量模块3因而测量从第二换能器2b到第一换能器2a的全局传输时间T_BA。

测量模块3随后通过使用以下公式来计算流体的平均速度

其中c是超声波在流体中的速度。例如，超声波在水中的速度大致等于1500米每秒(m/s)，并且其取决于水温。

超声流量计的使用寿命通常在15年至20年的范围内。在该使用寿命期间，第一换能器2a和第二换能器2b的组件遭受老化效应的影响。具体而言，第一换能器2a和第二换能器2b的接收时间趋向漂移，由此降低了测量流体速度的准确度。

发明目的

本发明的目的是补偿超声流量计所遭受的以及归因于超声流量计的换能器的老化而引起的测量漂移。

发明内容