[发明专利]用于确定管线中流体或流体组分的流速的装置和方法

权利要求书

1.一种用于确定管线中流体或流体组分的流速的装置，包括：

发送器，适于放置于所述管线内，并设置为将超声信号以第一方向发送至所述流体或流体组分中；

接收器，适于放置于所述管线内，并设置为接收由所述流体或流体组分以第二方向传播所述超声信号而产生的所传播的超声信号，所述第二方向与所述第一方向不同，并且所述接收器设置为提供代表所传播的超声信号的接收器信号；以及

处理单元，设置为接收所述接收器信号并确定所发送的超声信号和所传播的超声信号之间的频率差，并且基于所述频率差确定所述流体或流体组分的流速。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一方向和所述第二方向彼此交叉，限定了交叉角，所述交叉角优选为至少10度，或更优选为至少80-90度。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述流速限定了流动方向，所述第一方向和所述流动方向限定了入射角，所述第二方向和所述流动方向限定了传播角，并且其中所述入射角等于所述传播角。

4.如权利要求3所述的装置，其中所述交叉角等于所述入射角和所述传播角的总和。

5.如权利要求3或4所述的装置，其中所述第一方向、所述第二方向和所述流动方向是共面的。

6.如权利要求1-5中任一项所述的装置，其中所述流体包括第一流体组分和第二流体组分。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述处理单元进一步设置为确定所述第一流体组分的量相对于所述流体的量的比例。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述处理单元进一步设置为基于所述第一流体组分的流速和所述比例确定所述第一流体组分的流动速率。

9.如权利要求1-8中任一项所述的装置，其中

所述发送器和所述接收器限定了测量量，所述测量量设置为包含所述流体或流体组分；

所述发送器设置为将所述超声信号以所述第一方向发送至所述测量量中；并且

所述接收器设置为从所述测量量以所述第二方向接收所传播的超声信号。

10.如权利要求1-8中任一项所述的装置，还包括测量腔，所述测量腔包括设置为包含所述流体或流体组分的测量量；

其中所述发送器设置为将所述超声信号以所述第一方向发送至所述测量量中，所述接收器设置为从所述测量量以所述第二方向接收所传播的超声信号。

11.如权利要求6-10中任一项所述的装置，其中所述第二流体组分包括流体团块。

12.如权利要求11在从属于权利要求9或10时所述的装置，其中所述测量量小于或等于所述流体团块的平均量。

13.如权利要求1-12中任一项所述的装置，其中所述处理单元还包括鉴别器，所述鉴别器设置为用于基于预定的阈值水平而将所述接收器信号分为低水平信号和高水平信号。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述处理单元设置为基于所述高水平信号确定所述比例。

15.如权利要求13或14所述的装置，其中所述处理单元设置为基于所述高水平信号确定所述频率差。

16.如权利要求1-15中任一项所述的装置，其中所述处理单元还包括解调器，所述解调器设置为用于解调所述接收器信号。

17.如权利要求1-16中任一项所述的装置，还包括：

频率发生器，设置为向所述发送器和所述处理单元提供具有预定的固定频率的频率信号，

其中所述发送器设置为基于所述频率信号发送所述超声信号，所述处理单元设置为基于所述频率信号确定所述频率差。

18.如权利要求1-17中任一项所述的装置，其中所述发送器和/或所述接收器具有流线形，优选为机翼形。

19.如权利要求1-18中任一项所述的装置，其中所述第一方向至少部分为下游方向，所述第二方向至少部分为上游方向。

20.如前述权利要求中任一项所述的装置，还包括安装部件，所述安装部件用于在所述管线内安装所述发送器和所述接收器。