[发明专利]超声传感器、流量计和方法

权利要求书

1.一种用于管的超声传感器，所述超声传感器包括：

超声源，所述超声源产生平面波；以及

外壳，所述外壳具有这样的面，所述面的至少一部分被弯曲/成形，由设置在所述外壳中的所述超声源产生的所述平面波通过所述面的至少一部分向外地被发射并导向所述管的内壁，如此可以测量所述管的内部的整个横截面。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述面的至少一部分是一锥形的一部分。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中，所述面是以成锥形的方式成形的。

4.根据权利要求3所述的传感器，其中，所述锥形的所需角度Ф_Desired可以由下式定义：

ΦDesired=tan-1[D2-r2L2+sinΦface·rz]]]>

其中，D是所述管的直径，L是所述管的长度，r是所述传感器的半径，

sinΦfaceCwindow=sinΦrefractCfluid]]>

Φ_Desired=Φ_face-Φ_refract。

5.一种用于检测管中的流体流率的流量计，所述流量计包括：

上游超声传感器，所述上游超声传感器具有这样的面，所述面的至少一部分被弯曲，所述面的至少一部分与所述管的内部连通并且被设置成使得由所述上游传感器产生的平面波向外地被导向所述管的内壁并且沿着所述管的内部传播，如此可以测量所述管的内部的整个横截面；以及

控制器，所述控制器与所述上游传感器进行通信，从已沿着所述管的内部传播的所述平面波计算流体流率。

6.根据权利要求5所述的流量计，所述流量计包括：

下游超声传感器，所述下游超声传感器具有这样的面，所述面的至少一部分被弯曲/成形，所述面的至少一部分与所述管的内部连通并且被设置成使得由所述下游传感器产生的平面波向外地被导向所述管的内壁并且沿着所述管的内部传播，如此可以测量所述管的内部的整个横截面，并且由所述下游传感器产生的所述平面波由产生上游传感器信号的所述上游传感器接收，所述下游传感器接收来自所述上游传感器的所述平面波并且提供下游传感器信号，所述控制器与所述上游传感器和所述下游传感器进行通信，从所述上游传感器信号和所述下游传感器信号计算流体流率。

7.根据权利要求6所述的流量计，其中，每个面的至少一部分是一锥形的一部分。

8.根据权利要求7所述的流量计，其中，每个面是以成锥形的方式成形的。