[发明专利]用以衰减寄生超声波的超声波流体计量器

说明书

本发明涉及一种超声波流体计量器，包括多个超声波换能器，共同地定义一超声波测量路径和根据至少一超声波频率沿该测量路径在流体中发射和接收超声波。

多年来，一流动流体的速度是通过下述方法来测量的：从超声波换能器起在流体中沿该流体的流动方向及其相反方向传输超声波，并分别测量在这两个方向中发射波的传播时间。

依据此流体速度的测量，很容易决定其流率和其在一给定时间结束时流过的流体的体积，此超声波流体计量器，当其安装定位时可以置于一压力调节器之后。

压力调节器在超声波气体计量器的上游能够将几巴(bar)的气体压力降低到大约20毫巴(mbar)。

现在，在调节器中压力的下降是一应考虑的噪声来源，且已观察到此压力的下降会引起具有高压振幅的寄生超声波，且其一个或多个频率相当于此计量器的超声波换能器的频率。

这些寄生的超声波通过此流体流传输至超声波换能器。这造成相当大的、完全不能接受的测量误差。

一合乎逻辑的解决方案在于，在由调节器产生的噪声电平不太高时，增加由换能器发射的超声波的振幅。

然而，振幅的增加被技术所局限。

另一解决方案在于增加超声波换能器的传输频率，但这会造成增加此计量器的能量消耗，当使用电池时形成一缺点。

此外，此换能器所传输频率仅能在一定的限制内增加，超过此限制，换能器需要由较高频率的换能器所取代。然而，这些换能器意味着对现有换能器的技术的改变，其有时冒着探究组成该计量器的超声波测量路径和电子线路的特性的风险。

本发明的目的是，为解决关于上面所述的问题，提供一超声波流体计量器，包括：

-流体入口和排出开口，

-至少两个超声波换能器，共同地定义一超声波测量路径，和根据至少一超声波频率沿该超声波测量路径在流体中传输和接收超声波。

-用以衰减产生在该流体计量器外部、并根据此超声波频率由流体传输的寄生超声波的装置；该装置放置在外部源和超声波测量路径之间，且至少部分地由一吸收使用在此计量器中的超声波频率的材料来实现；其中该计量器包括在此开口之一和此超声波测量路径之间的一室，其中放置用以衰减此寄生超声波的装置。

在本文中，“衰减”通常指用于寄生超声波的超声波测量的计量器使用的一个或多个频率的衰减。

因此，通过在一计量器内部一室内衰减此寄生超声波的振幅，可确保这些寄生波不会干扰此超声波换能器。

根据本发明的一特性，用以衰减此寄生超声波的装置放置于此室中，用于提供在此吸收材料上该超声波的多个反射。

根据本发明的一个实施例，此衰减装置包括一输入和一输出用于流体的流动，用作输入和输出之间的寄生超声波的隔板。

此衰减装置具有由一吸收此超声波的材料所作成的墙。此衰减装置的墙可以弯向该装置的内部，用作此装置的输入和输出之间的寄生超声波的隔板。

根据另一实施例，此衰减装置包括流体流动的一输入和一输出，且包括至少一置于输入和出口之间的障碍物，用作输入和输出之间的寄生超声波的隔板。此障碍物可以是一吸收此超声波的材料。

根据本发明的较佳的特性：

-此障碍物置于输入的相反处，

-此障碍物将由输入而来的流体流分成至少二分流。事实上分开此流体使其可维持相当大的通过面积，而因此维持一相当微小的压力损失。

-此障碍物在输入的反侧具有一延伸向该输入的剖面形状，以利于流体的分开。

-此障碍物在出口的反侧具有一延伸向此输出的剖面形状。

-此障碍物具有能使流体完全绕着该障碍物循环的形状。

此障碍物可以包括一反射此超声波的部分。对于整个障碍物其也可能用一反射此超声波在使用于此计量器中的超声波频率的材料制成。

当在此计量器外部的噪声来源位于该计量器的上游(或下游)，此衰减装置放置于此超声波测量路径的上游(或下游)。

此外，完全可以将此衰减装置放置在此超声波测量路径的上游及下游。

根据本发明的另一实施例，此计量器包括一轴向的测量管，其中此流体由上游流至下游和带有一具有一末端穿入一超过一特定长度的测量室的部分，此吸收寄生超声波的材料放置在该测量室内，在至少一部分包括该末端的测量管的穿入长度，以便在该测量管的外部产生至少一空间，其中此流体平行于此管子的轴流动在该管中的流体流动的相反方向。

因此，此流和吸收此寄生超声波的材料接触，沿此测量管超过一相当的长度，其有利于该波在此材料上的多次反射，因此，强烈地衰减这些波的振幅。