[发明专利]用于在超声波测量仪中确定换能器延时和换能器间距的方法

说明书

有关联邦资助研究或研发的声明

不适用

技术领域

本发明的各种实施例涉及在超声传输时间测量中的误差检测。特别是，本发明的实施例涉及确定在超声波测量仪中使用的一对或多对换能器中的固有的延时，并且识别何时已经不精确测量或已经改变延时误差。相关实施例涉及识别在超声波测量仪中的换能器对之间的测量到的距离上的误差。

背景技术

在从地面取出碳氢化合物之后，流体流(例如天然气)经由管道从一处输送到另一处。希望的是精确地知道在流体流中流动的流体的量，并且当流体转手(change hands)，或者“保管转移”(custody transfer)时，要求特别的精确性。不过，即便不进行保管转移，测量精度仍然是希望的。

在超声波测量仪中测量流速和声音的速度(为了确定流体流的量)取决于测量到的超声信号的传输时间或飞行(flight)时间。在精确测量超声信号的飞行时间上带来的困难是：对照测量到的飞行时间确定实际的飞行时间。流体流动速度、以及流体的声速的计算基于“实际”飞行时间，这排除了从自电子器件、匹配层的延迟以及其他因素。

因此，需要一种提高实际飞行时间测量和识别实际飞行时间测量上的不精确性的原因的方法和系统。

发明内容

解决上面指出的问题主要依靠用于确定超声波测量仪中的换能器延时和换能器间距(separation)的方法和相关的系统。至少一些图示的实施例是一种方法，包括以下步骤：测量第一换能器对的延时，在装有第一和第二换能器对的超声波测量仪中测量在第二换能器对之间传输的超声信号的总的测量到的时间，利用第一对换能器的延时和与所述第二换能器对的总的测量到的时间计算与第二换能器对相关的参数。

另一些图示的实施例是一种方法，包括以下步骤：测量第一对换能器和第二对换能器之间的延迟时间差，在装有第一对换能器和第二对换能器的超声波测量仪中测量在第一换能器对之间传输的超声信号的第一总的测量到的时间，测量在超声波测量仪中的第二换能器对之间传输的超声信号的第二总的测量到的时间，并且利用该延迟时间差和该总的测量到的时间计算第一对换能器的延时。

另外一些图示的实施例是一种超声波测量仪，包括流体地连接在运输流体流的管道内的管段(spoolpiece)、与该管段相关联的控制电子器件、通过该管段的第一弦(cord)(该第一弦接收第一换能器对并且控制电子器件连接于该第一对换能器)，和通过该管段的第二弦(该第二弦接收第二换能器对并且控制电子器件连接于该第二对换能器)。控制电子器件接收与第一对换能器的延时成比例的值，并且控制电子器件至少利用与第一对换能器的延时成比例的所述值计算与第二对换能器相关的参数。

附图说明

为了更详细地描述本发明的实施例，现在将参考附图，其中：

图1A是超声气体流量计的剖视俯视图；

图1B是包括弦路径的A-D的管段的侧视图；

图1C是装有换能器对的管段的俯视图；

图2示出换能器对和相关的控制电子器件；

图3A和3B示出不同的换能器间距的物理作用；

图4示出接收到的波形；

图5示出计算延时的方法；

图6示出在测量第一换能器对的延时之后计算第二换能器对的延时的方法；

图7示出利用两对换能器之间的延迟时间差确定延时的方法；

图8示出确定弦长的方法。

具体实施方式

符号和术语

在下面的描述和权利要求书中所用的特定术语指的是具体的系统部件。本文不打算区分在名称上不同而不是功能上不同的部件。

在下面的描述中和在权利要求书中，术语“包括”和“包含”是以开放方式使用的，因此应当被解释为意指“包括，但不限于…”。而且，术语“连接”旨在表示间接连接或直接连接。因此，如果第一装置连接于第二装置，则连接可以是通过直接连接，或者是经由其他装置和连接件的间接连接。