專利名稱：流率測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助于超聲波信號測定管道中流動介質(zhì)流率的流率測量裝置。
這種流率測量裝置最好應(yīng)用在要測定管道中流動介質(zhì)(特別是液體)流率的場合。管道中介質(zhì)的流率小時，流率的測定就有困難。西德專利DE-A-3，941，546公開了這樣一種裝置，該裝置為了感測出小的流率，縮小了管道某段的橫截面。管道橫截面經(jīng)如此縮小提高了其中介質(zhì)的流率。然而，這一來也增加了縮小段上游的壓力，必須用額外的泵功率來平衡這個增加的壓力。西德專利DE-A-3，734，635公開了一種裝置，其中，讓流動中的介質(zhì)轉(zhuǎn)向來測定流率，其目的是保持整個聲功率且信號的耦合輸入平行于軸線。這種已知的流率測量裝置除具有上述缺點外，在測量過程中還未考慮到諸如流動介質(zhì)溫度的變化和組成上的不同等因素。
本發(fā)明的目的是提供這樣一種流率測量裝置，可以感測出流動介質(zhì)流很小的小流率，而且消除了使流率測定結(jié)果不準(zhǔn)確的各種因素。
按照本發(fā)明，上述目的是通過以下措施實現(xiàn)的設(shè)置了起碼一個電振蕩電路，該電路有一個超聲波發(fā)射器和一個超聲波信號接收器，兩者通過聲波傳輸通路彼此連接起來。
為感測流動介質(zhì)的流率，設(shè)置了起碼一個振蕩電路，該電路有一個聲音信號發(fā)射器和一個聲音信號接收器。發(fā)射器和接收器通過聲波傳輸通路(在此情況下為流動介質(zhì))彼此耦合。為了能夠消除對流率測定有不利影響的各種不良因素，設(shè)置了另一個振蕩電路，該電路同樣也有一個聲音信號發(fā)射器和一個聲音信號接收器。在另一個實施例中，兩個振蕩電路共用一個發(fā)射器。兩振蕩電路的發(fā)射器和接收器分別設(shè)計成超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，其信號通路垂直于介質(zhì)流的方向延伸。此外還配備了一個放大器，該放大器具有這樣的傳輸特性，即其帶寬大得足以覆蓋住振蕩電路諧振頻率的各種變化。聲波傳輸通路在振蕩電路中起延遲線的作用。振蕩電路中的相位關(guān)系滿足諧振條件時，超聲波從流動介質(zhì)進(jìn)入第一振蕩電路的傳輸就處于最佳狀態(tài)。如果經(jīng)放大的聲波的相位與所收到的聲波的相位一致，就滿足了諧振條件。聲波傳輸通路配置得使在第一振蕩電路中聲波在介質(zhì)流動的方向上發(fā)射，在第二振蕩電路中在垂直于介質(zhì)流動方向上發(fā)射。因此第一振蕩電路的諧振回路中的相位與信號在聲波傳輸通路中的渡越時間有關(guān)，且隨流率而變化。第二振蕩電路的相位與流率無關(guān)。頻率的選擇是借助于放大器和反饋入振蕩電路的信號進(jìn)行的。振蕩電路調(diào)定到其諧振頻率。由于電信號線路中信號的速度比介質(zhì)中的聲速大某一個倍數(shù)，因而相位取決于聲速及介質(zhì)流率。這樣，通過測定諧振頻率就可以靈敏地檢測出流率。借助于另一個振蕩電路可以消除使測量信號不準(zhǔn)確的各種負(fù)因素，例如介質(zhì)的溫度或不同的組成等。經(jīng)該另一個振蕩電路的聲波傳輸通路發(fā)送的信號與流率無關(guān)。然而，它同樣還是受上述各干擾因素的影響。將一部分電信號耦合輸出，再將頻率進(jìn)行比較，可以消除這些影響因素。
本發(fā)明的其它主要特點見從屬權(quán)項。
下面參看附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1示出了流率測量裝置，圖2示出了一具有附加振蕩電路的流率測量裝置。
圖1中所示的流率測量裝置1有一個振蕩電路2和一個估值機(jī)構(gòu)3。振蕩電路中裝有超聲波發(fā)射器4和超聲波接收器5。振蕩電路2還有一個放大器6。超聲波發(fā)射器4與放大器6的信號輸出端相連接，超聲波接收器5的信號輸出端與放大器6的信號輸入端相連接。超聲波接收器5的信號輸出端與放大器6的信號輸入端相連接。超聲波發(fā)射器4裝入管道10的管壁10A中。超聲波接收器5裝入管道10另一側(cè)的管壁10B中。超聲波接收器5配置使其在介質(zhì)流動的方向上相對于超聲波發(fā)射器偏移一個角度α。超聲波發(fā)射器4和超聲波接收器5經(jīng)聲波傳輸通路7(此通即為流動介質(zhì)8)彼此耦合。通過測定振蕩電路2的諧振頻率可以檢測出介質(zhì)8的流率，該流率即由估值機(jī)構(gòu)3確定。
圖2示出了本發(fā)明流率測量裝置的另一個實施例，借助于這種流率測量裝置可以消除使流率測定結(jié)果不準(zhǔn)確的各種因素。流率測量裝置計1有一個振蕩電路2和一個附加振蕩電路20。各超聲波接收器5和50分別結(jié)合到兩個振蕩電路中。兩振蕩電路2和20共用一個超聲波發(fā)射器4。超聲波發(fā)射器4裝入管道10周邊的壁10A中，流動介質(zhì)8即通過管道10流通。兩個超聲波接收器5和50裝入管道10另一側(cè)的周邊壁10B中。振蕩電路2的超聲波接收器5配置得使其從介向8流動的方向看去時相對于超聲波發(fā)射器4偏移一個α角。超聲波接收器50配置在超聲波發(fā)射器4的正對面。超聲波信號由超聲波發(fā)射器4發(fā)射，為超聲波接收器5所接收，其相位受介質(zhì)8流量的影響。為超聲波接收器50所接收的超聲波信號仍然不受流量的影響。所收到的某些信號借助于開關(guān)元件70和80耦合輸出。使測量信號不準(zhǔn)的那些因素對該兩個信號影響的程度相同。借助于估值機(jī)構(gòu)3，通過比較所獲得的信號可以確定介質(zhì)的流率，在此情況下補(bǔ)償了引起失準(zhǔn)的影響。
權(quán)利要求
1.一種借且于超聲波信號測定在管道(10)中流動的介質(zhì)(8)的流率的流率測量裝置，其特征在于，配備有起碼一個電振蕩電路(2)，該電路有一個超聲波發(fā)射器(4)和一個超聲波信號接收器(5)，兩者通過聲波傳輸通路(7)彼此連接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流率測量裝置，其特征在于，聲波傳輸通路由流動介質(zhì)(8)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流率測量裝置，其特征在于，配備了一個附加振蕩電路(20)，該電路有一個結(jié)合到電路中的超聲波接收器(50)用來補(bǔ)償使流率測定結(jié)果不準(zhǔn)的那些干擾因素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的流量計，其特征在于，第一振蕩電路(2)和附加振蕩電路(20)共用一個超聲波發(fā)射器(4)，且附加振蕩器電路(20)的超聲波接收器(50)經(jīng)過作為聲波傳輸通路的介質(zhì)(8)與超聲波發(fā)射器(4)耦合。
5.根據(jù)1至4任一權(quán)利要求所述的流率測量裝置，其特征在于，附加振蕩電路(20)的超聲波接收器(50)配置在發(fā)射器(4)的對面，且聲波通路(7)垂直于介質(zhì)流動的方向配置。
6.根據(jù)1至5任一權(quán)利要求所述的流率測量裝置，其特征在于，超聲波發(fā)射器(4)裝入管道(10)的周邊管壁(10A)中，振蕩電路(2)的超聲波接收器(5)裝入管道(10)另一側(cè)的周邊管壁(10B)中，且超聲波接收器(5)配置得使其從介質(zhì)流動的方向看去時相對于超聲波發(fā)射器(4)偏移一定的角度α。
7.根據(jù)1至6任一權(quán)利要求所述的流率測量裝置，其特征在于，與所收到信號的輸出部分耦合的相關(guān)方向性耦合器(70，80)集成到振蕩電路(2)和(20)中，且方向性耦合器(70)和(80)的輸出信號可以饋到估值機(jī)構(gòu)(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流率測量裝置，可以感測出管道(10)中介質(zhì)(8)的流率。按照本發(fā)明，該流率測量裝置配備有一個振蕩電路(2)，電路(2)有一個超聲波發(fā)射器(4)和一個超聲波接收器(5)，兩者通過聲波傳輸通路(7)彼此耦合起來，該聲波傳輸通路由流動介質(zhì)(8)構(gòu)成。
文檔編號G01P5/00GK1092160SQ9312044
公開日1994年9月14日 申請日期1993年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月8日
發(fā)明者R·米蘭諾維克, T·基耶林, G·拜耶P·A·施特龍堡 申請人:Abb.專利有限公司