[发明专利]夹持式超声波流量计和用于调节夹持式超声波流量计的方法

说明书

本发明涉及一种夹持式超声波流量计(1)，包括：用于引导介质的测量管(40)；一对超声波接触式换能器(10)；电子测量/操作电路(30)，该电子测量/操作电路用于操作超声波接触式换能器，其中，每个超声波接触式换能器包括用于生成和检测超声波信号的至少一个换能器元件(11)以及耦合元件(12)，其中，换能器元件位于耦合元件(12.1)的第一侧上，所述侧背对测量管，并且其中，耦合元件被设计为经由耦合元件(12.2)的第二侧与测量管声学地耦合，所述第二侧面向测量管，并且被设计为在换能器元件和测量管之间传送超声波信号，反之亦然，其中，针对该一对超声波接触式换能器中的至少一个第一超声波接触式换能器(10.1)，超声波流量计包括调节装置(20)，该调节装置用于调节超声波接触式换能器，其中，调节装置(20)被布置在换能器元件和耦合元件的第一侧之间，或被布置在测量管和耦合元件的第二侧之间，并且包括朝向测量管被定向的耦合面，其特征在于，调节装置被配置为修改信号路径相对于耦合面的至少一个角度和/或信号路径长度，其中，调节装置具有至少两个自由度。

背景技术

例如，如果需要测量通过管道的具有高温和/或腐蚀性的介质的流量，其中在管道中使用超声波接触式换能器将是不适合的，则使用夹持式超声波流量计。此外，这避免了具有用于超声波接触式换能器的容器的测量管的相对复杂的制造。然而，夹持式超声波流量计需要将夹持式超声波流量计的超声波接触式换能器彼此对准，其中，相对于彼此的最佳对准取决于测量管和介质的声学特性。现有技术DE102006000693A1公开了一种夹持式超声波流量计，其中可以使用倾斜装置来使超声波信号的波束路径在包括测量管轴线的平面内倾斜。然而，已经发现的是，这种倾斜仅允许超声波接触式换能器彼此的不充分对准。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种具有改进的且鲁棒的对准超声波接触式换能器的能力的夹持式超声波流量计，以及一种用于调节夹持式超声波流量计的相应方法。

该目的通过根据本申请的调节装置和方法来实现。

根据本发明的夹持式超声波流量计，包括：

用于引导介质的测量管；

一对超声波接触式换能器，该一对超声波接触式换能器沿着测量管轴线彼此偏移地被布置在测量管上；以及

电子测量/操作电路，该电子测量/操作电路用于操作超声波接触式换能器和用于生成流量测量值，

其中，每个超声波接触式换能器具有至少一个换能器元件——特别是用于生成和检测超声波信号的压电元件——以及耦合元件，

其中，换能器元件位于耦合元件的第一侧上，所述侧背对测量管，并且其中，耦合元件被设计为经由耦合元件的第二侧而被声学地耦合到与测量管，所述第二侧面向测量管，并被设计为在换能器元件和测量管之间传送超声波信号，反之亦然，

其中，对于该一对超声波接触式换能器中的至少一个第一超声波接触式换能器，超声波流量计具有用于调节超声波接触式换能器的调节装置，

其中，调节装置被布置在换能器元件与耦合元件的第一侧之间或在测量管与耦合元件的第二侧之间，并且具有朝向测量管被定向的耦合面，

其特征在于，调节装置被构造成修改信号路径相对于耦合面的至少一个角度和/或信号路径长度，其中，调节装置具有至少两个独立的自由度，

其中，调节装置被声学地和机械地耦合到耦合元件和换能器元件或测量管。

夹持式超声波流量计可以基于例如时间传送原理。

在一个实施例中，调节装置具有至少三个线性独立的自由度。

在一个实施例中，第一自由度被配置为在垂直于耦合面的第一平面中使信号路径倾斜相对于耦合面第一角度β1。

和/或其中，第二自由度被配置为在垂直于耦合面的第二平面中使信号路径相对于耦合面倾斜第二角度β2，