[发明专利]一种用于确定流量测量系统的流管中的流体流速的方法以及相应的流量测量系统

说明书

一种包括用于流速待测的流体的流量管的流量测量系统，其中所述系统包括至少三个超声换能器电路、多个接收电路和多路复用器，其中，每个电路包括超声换能器，该超声换能器被布置成在发射阶段中通过所述流体发射超声信号，并且用于在接收阶段接收来自所述至少三个超声换能器中的另一个的发射信号；每个接收电路被布置用于在其相应的接收阶段读取所述至少三个超声换能器之一；所述多路复用器电路被布置用于选择性地将所述多个接收电路中的每一个分别连接至所述至少三个超声换能器中的不同的一个。

技术领域

本发明涉及一种用于确定流体流量测量系统的流管中的流体流速的方法，其中所述系统包括至少两个超声换能器电路，其中每个电路包括超声换能器，超声换能器被布置用于在发射阶段通过所述流体发射超声信号，并且用于在接收阶段接收来自所述至少两个超声换能器中的另一个的发射信号。

背景技术

这样的流量测量系统是已知的，例如来自公开号为US6,055,868的美国专利申请，该申请描述了包括两个环形振荡器的流量测量系统。振荡器被交替地激活以发射超声信号，该信号被另一个非发射振荡器接收和检测。超声信号向上游传播所需的时间、超声信号向下游传播所需的时间以及它们之间的时间差被用于确定流管中流体的速度。

国际专利申请WO2011039311公开了一种用于通过至少一个用于生成声波的发射器和以及至少一个接收器来测量介质的流速的方法，其中该至少一个接收器被设置在与发射器相距一定距离处，用来接收声波。为了达到这个目的，由基板上的发射器感应声表面波，该基板具有面向介质的表面，该表面依次导致声波在介质中传播，使得多个波在发射器和接收器之间的传播路径上传播，其中该多个波至少其中的一些穿过介质，并由至少一个接收器接收。

发明内容

在确定流体流速的领域中一直存在的挑战之一是提高测量的准确性。也就是说，应当尽可能精确地确定流管中流体流速。

因此，本发明的一个目的在于提供一种以更精确的方式确定流管中流体流速的方法。

本发明的又一个目的在于提供一种相应的流量测量系统。

为了实现第一个目的，本发明在其第一方面中提供了一种用于确定流量测量系统的流管中的流体流速的方法，所述系统包括至少三个超声换能器电路，其中每个电路包括超声换能器，所述超声换能器被布置为在发射阶段中通过所述流体发射超声信号，并且用于在接收阶段接收来自所述至少三个超声换能器中的另一个超声换能器的发射信号，所述方法包括以下步骤：

a1)在所述发射阶段中，激励所述至少三个超声换能器中的第一个换能器，以发射超声信号，并且在它们的接收阶段中，读出所述至少三个超声换能器中的至少两个非发射的换能器，以及确定所述至少两个非发射的换能器的两个读数之间的第一时间差，

b)至少基于所确定的差来确定所述超声信号通过所述流体的速度，以消除所述至少三个超声换能器中的所述第一个超声换能器的发射延迟。

发明人发现，超声换能器电路中发生的时延和/或计时误差对流速测量的准确度带来了负面影响。

如果流量测量系统包括至少三个换能器，其中单个换能器被激励以发送超声信号，其中至少两个其他换能器接收已发送的信号，并且其中超声信号通过所述流体的速度基于读数的精确时刻之间的时间差，则这些时延和/或计时误差可以被滤除，即可以被忽略。因此，不考虑发送超声信号与任何非发射的超声换能器的接收之间的时间差。由此，在第一非发射的超声换能器处接收超声信号和在第二非发射的超声换能器处接收同一超声信号之间的时间差被用于确定超声信号通过流体的速度。

在这种情况下，可以通过在两个不同的换能器处接收发射的超声信号来过滤出在单个换能器控制到发射阶段期间(即使得单个换能器被激励)发生的时延和/或计时误差。例如，如果两个不同的换能器都被放置在相对于激励的换能器的上游或下游，则在这两个不同的换能器处接收超声信号之间的时间差可以用于确定流速。