[发明专利]用于对流动流体进行超声测量的超声测量装置

说明书

本发明涉及一种用于对流动流体进行超声测量的超声测量装置，具有带连续的测量通道的可关闭壳体，测量通道有限定流动方向的中心轴线，壳体可释放地附接到管道使得在壳体关闭时测量通道能接收管道并固定管道，使流体在流动方向上流过测量通道，壳体中设有用于发射和接收超声信号的至少四个超声换能器，至少两个第一和两个第二超声换能器，第一超声换能器形成第一对并限定通过其彼此交换信号的第一测量部段，且两个第二超声换能器形成第二对并限定通过其彼此交换信号的第二测量部段，超声换能器被布置成使得第一和第二测量部段相对流动方向倾斜延伸且由中心轴线和第一测量部段限定的第一测量平面不同于由中心轴线和第二测量部段限定的第二测量平面。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于测量管道中流动的流体的超声测量装置。

背景技术

用于对管道中流动的流体进行测量的超声测量装置例如用于确定通过管道(例如柔性塑料软管)的流体的流量。已知的措施是将测量装置设计成夹紧装置，使得它可以被夹紧在柔性管道上，或者管道被测量装置夹紧。然后，流体在其中流动的管道被施加超声信号。在穿过管道和流体之后，超声信号被超声换能器接收，并且接收的信号被评估。

这种对流动流体的非侵入式测量方法特别用于这种高纯度或非常敏感的流体，其中要避免流体和测量装置之间的接触，使得例如流体不会被污染。制药和生物技术工业就是这方面的例子。在这里，溶液和悬浮液通常被生产和输送，这对流体的纯度和/或完整性提出了非常高的要求。在许多情况下，这种流体甚至必须在无菌条件下处理。对流动的流体应用这种非侵入式测量的另外的示例可以在医学或食品工业中找到。对流动流体的非侵入式测量也用于半导体工业中。这里，另一个方面是，要测量的物质通常具有高度的化学腐蚀性，例如，这些物质是酸或碱，例如硫酸、盐酸、硝酸或氨水。

特别适用于高纯度物质的非侵入式测量的这种超声测量装置是设计成夹紧装置的流量计，该装置由申请人以商品名LEVIFLOW提供和销售。这种超声测量装置具有通过铰接接头彼此连接的两个壳体部分。在打开状态下，将要在其上进行测量的柔性或可变形管道插入壳体中。然后，将两个壳体部分折叠在一起并固定在一起，使得管道通过夹紧连接固定在壳体中。两个超声换能器设置在壳体中，每个超声换能器可以发射和接收超声信号。因此，第一超声换能器布置在被夹紧的管道的一侧上，第二超声换能器布置在管道的另一侧上。

这两个超声换能器相对于流体的流动方向偏移布置，并且被对准成使得第一超声换能器可以接收由第二超声换能器发射的信号，并且第二超声换能器可以接收由第一超声换能器发射的信号。由于彼此的偏移，两个超声换能器被对准成使得它们在每种情况下都相对于流体的流动方向倾斜地发射它们的超声信号，其中一个超声换能器顺着流动方向倾斜地发射信号，而另一个超声换能器逆着流动方向倾斜地发射信号。现在，测量信号由第一超声换能器发射，并由第二超声换能器接收，然后测量信号由第二超声换能器发射，并由第一超声换能器接收。

沿着流动方向倾斜地发射的测量信号在流动中被加速，而逆着流动方向倾斜地发射的测量信号被流动减速。两个测量信号的传输时间差与流体的流速成比例，从而可以通过该传输时间差检测通过柔性管道的流量。

用于流体的非侵入式流量测量的超声测量装置也是已知的，其具有四个布置成X形的超声换能器。测量原理是相同的。四个超声换能器形成两对，每一对可以彼此交换超声信号。超声换能器被布置成使得超声信号相对于流动方向倾斜地发射，其中每对超声换能器可以沿着流动方向和逆着流动方向进行测量。反过来，流量可以根据传输时间差确定。

尽管这些类型的超声测量装置已经在实践中证明了自己，但是对于更高的要求，例如在测量精度或测量的再现性方面，仍然有改进的空间。

发明内容

因此，从现有技术出发，本发明的一个目的是提出一种用于测量管道中流动的流体的超声测量装置，其允许非常精确地检测取决于流体中声音传播的参数。特别地，超声测量装置还应该适用于检测流体的流量。