[发明专利]用于记录流体的通流速度的超声波测量仪

说明书

本申请公开了一种用于记录流体的通流速度的超声波测量仪，有流体进口、流体出口和流动槽道，流动槽道有沿流动方向成直线延伸的测量区域，其中，在测量区域和流体出口之间布置有反射元件，流体能够绕反射元件流动，通过反射元件，来自布置在侧壁上的超声波换能器的超声波信号能够反射至测量区域中或相反，侧壁界定流动槽道的流动截面；在测量区域和反射元件之间布置有流动槽道的转换区域，在转换区域中，在测量区域沿流动方向延伸的中心直线和侧壁之间的间距以阶梯或连续的方式扩大，其中，转换区域沿流动槽道的周向方向有多个周边部分，在周边部分中，中心直线和侧壁之间的间距在膨胀位置处扩大或开始扩大，膨胀位置当沿流动方向看时彼此不同。

技术领域

本发明涉及一种用于记录流体的通流速度的超声波测量仪，该超声波测量仪有流体进口、流体出口和流动槽道，该流动槽道使得流体进口与流体出口连接，流动槽道有测量区域，该测量区域沿流动方向成直线延伸，其中，在测量区域和流体出口之间布置有反射元件，流体能够环绕该反射元件流动，且通过该反射元件，来自超声波换能器的超声波信号能够反射至测量区域中或者相反，该超声波换能器布置在侧壁上，该侧壁界定流动槽道的流动截面；且在测量区域和反射元件之间布置有流动槽道的转换区域，在该转换区域中，在测量区域的、沿流动方向延伸的中心直线和侧壁之间的间距以阶梯或连续的方式来扩大。

背景技术

在用于记录通流速度的超声波测量仪中，为了进行可靠的通流记录，特别有利的是能够引导流体沿直线通过测量区域，并使用超声波换能器，该超声波换能器布置在侧壁中并发射或接收超声波信号(例如基本垂直于流体的流动方向)。不过，对于速度测量，相应的超声波信号应当以相对于流动方向基本平行的方式被引导通过测量区域。因此，反射元件通常提供在测量区域的两侧，以便反射(deflect)相应的超声波信号。

这样的缺点是反射元件必须由流体流环绕流过，这可能导致流动漩涡和扰动，该流动漩涡和扰动并不以均匀方式形成在整个通流区域上。因此，超声波测量仪的测量信号可能失真。这里，环绕流体出口侧反射元件的流体流能够特别成问题。当撞上所述反射元件时，流体流分开，其中，局部流体流能够被引导通过该反射元件的上面、下面和侧面。在反射元件的上面被引导的该局部流体流(也就是说，在反射元件和超声波换能器之间)影响由超声波换能器发送或接收的超声波信号。其它的局部流体流并不这样。因此，产生的测量信号根据流动分布而受影响。

当局部流体流的分布独立于流速时，或者当它随着流速缓慢和连续地变化时，在电子测量数据处理过程中的相应变化能够通过特征曲线的相应调适来补偿。当测量区域(在该测量区域中，流动截面收缩)相对靠近反射元件时，可能产生回冲(backing-up)效果，不过，即使在相对较小通流变化的情况下，这也可能导致流动分布的突然变化。这可能导致在超声波测量仪的特征曲线中的扭曲(kink)，该扭曲可能导致例如直到3％的测量误差。相应效果不能以可靠方式来电子补偿，因为在不同流动分布之间的过渡点能够例如根据温度或老化而变化。

发明内容

因此，本发明基于详细说明超声波测量仪的目的，它能够提高测量精度，特别是，将防止或减少在超声波测量仪中突然产生的流动变化。

根据本发明，该目的通过一种最初提及类型的超声波测量仪来实现，其中，转换区域沿流动槽道的周向方向有多个周边部分，在这些周边部分中，在中心直线和侧壁之间的间距在膨胀位置扩大或者开始扩大，当沿流动方向看时，这些膨胀位置彼此不同。