[发明专利]超声波流量计

说明书

本申请是申请号为00805166.6(国际申请号为PCT/JP00/01689)的中国专利申请的分案申请，该中国专利申请的申请日为2000年3月17日，发明名称为“超声波流量计”。

技术领域

本发明涉及一种超声波流量计，它采用超声波测量气体或液体的流量和(或)流速。

背景技术

在现有技术中已经出现了这类超声波流量计，如日本专利公开号11—351926之专利所公开的。如图44，一种超声波流量计包括测量管1，用于允许流体从一端流动方向另一端，上游超声波换能器(upstream ultrasonictransducer)2a和下游(downstream超声波换能器2b。上游超声波换能器2a和下游超声波换能器2b经过其间有相对测量管1的中心线有预定角度的测量管1相对。上游超声波换能器2a和下游超声波换能器2b分别装于测量管1的凹处3a和3b。流体波动抑制部件5在测量管1的入口端4。流入测量管1的流体由流体波动抑制部件5调整以减少测量部件的倾斜度和/或抑制涡流的产生，因此，减少因反射和/或折射流变化界面的超声波导致的超声波接收电平的变化，因此避免测量精度的退化。

另一已知的例子为日本专利公开号为63—26537之专利。如图45，一对超声波换能器2a和2b分别相对布置在测量管1的表面的上游端和下游端。超声波换能器2a和2b分别装于测量管1的凹处3a和3b，在每个凹处3a和3b的空穴处有大容量的超声波传输部件3c，以阻止流体进入凹处3a和3b，提供高精度的流量测量。

采用如图44所述的常规结构，可由在测量管1的入口端4流体波动抑制部件5调整流入测量管1的流体以减少测量部件的倾斜度和/或抑制涡流的产生，因此，减少因反射和/或折射流变化界面的超声波导致的超声波接收电平的变化，减少测量失真。然而，测量管1中的流速增加时，流入凹处3a和3b的流体产生涡流，增加对超声波换能器2a和2b的干扰。因此，反射和/或折射涡流变化界面的超声波增加，从而降低了超声波接收电平。因此，难以减少超声波换能器2a和2b的驱动输入。

采用如图45所述的常规结构，每个凹处3a和3b的空穴处有大容量的超声波传输部件3c，通过大容量的超声波传输部件3c可能会导致超声波的传播损耗，因此，降低了超声波输出或超声波接收灵敏度。另外，超声波通过大容量的超声波传输部件3c这个固体，降低了其中的直线特性，难于向对面的超声波换能器发射超声波。因此，难以减少流量计的功耗，因此不能用做只用很小的电量就长期使用(例如10年)的装置，例如家用测量燃气(例如城市煤气或液化石油气)流量的流量计。

本发明解决了上述问题。本发明的目的在于减少在超声波换能器之间产生的流体扰动或旋涡，以增强超声波接收电平，从而提高测量精度和对流量测量的上限值，并通过减少对超声波换能器的驱动输入减少功耗。

发明内容

本发明的一种超声波流量计包括：测量流动通道，被测量流体通过其中流动；超声波换能器，分别设置在沿测量流动通道彼此相对的上游端和下游端；上游孔眼和下游孔眼，用于使超声波换能器暴露于测量流动通道；第一流体抑制器，至少邻近下游孔眼，用于减少被测量的流体流入该孔眼；第二流体抑制器，设置在测量流动通道的上游端并相对于孔眼，用于减少被测量的流体流入孔眼；测量控制部件，用于测量超声波换能器之间的超声波的传播时间；及计算部件，用于根据该测量控制部件的信号计算流量，其中，为下游孔眼设置的第一流体抑制器包括具有至少一个超声波传输孔的孔眼密封部件。因此，可以稳定超声波换能器之间的流体，以便增强超声波接收电平，从而提高测量精度和和对流量测量的上限值，并通过增强超声波接收电平，及通过设置流体抑制器改善超声波的衰减，减少对超声波换能器的驱动输入。

本发明的另一种超声波流量计包括：测量流动通道，被测量的流体通过其中流动；超声波换能器，分别设置在沿测量流动通道彼此相对的上游端和下游端；上游孔眼和下游孔眼，用于使超声波换能器暴露于该测量流动通道；第一流体抑制器和第二流体抑制器，对于向前流动的反向流动的被测量流体，用于减少被测量的流体流入孔眼；测量控制部件，用于测量超声波换能器之间的超声波的传播时间；及计算部件，用于根据该测量控制部件的信号计算流量，其中，为下游端的孔眼在流体向前流动时设置的第一流体抑制器是具有至少一个超声波传输孔的孔眼密封部件；第二流体抑制器被设置在测量流动通道的入口端和出口端。因此，即使当流体有波动和产生瞬时逆流时，如同在向前流动时的情况一样，可以减少被测量的流体流入孔眼，并显著地减少超声波换能器之间的流体扰动，从而提高测量精度和和对流量测量的上限值。