[发明专利]卡式超声容积流量计

说明书

本发明涉及一种卡式(clamp-on)超声容积流量计，它包含至少一对超声传感器，一个作为发射器，另一个作为接收器或反之，它们被设置在传送所要测量的流体的管道的外表面并在与管道的轴线平行的方向上相隔一定的距离。

申请人的美国专利5052230公开了一种超声容积流量计，它包含：

沿传送所要测量的流体的管道的外表面相对设置并在沿着管子的轴线方向上相距一定的距离的作为发射器或接收器的两个超声传感器；和

驱动/测量电路，它们

依次向两个超声传感器输入正弦波短脉冲串，测量超声信号从一个超声传感器通过流体向另一个超声传感器沿流向和反流向传播的传播时间，并据此确定容积流量。

JP61-89118U公开了一种超声流量计，其中声波接收诊断装置依据利用传输时间模式进行测量的第一超声传感器的输出信号是否处于正常状态来选择是将利用传输时间模式进行测量的流量信号作为最后的输出信号还是将利用相关法进行测量的流量信号作为最后的输出信号。

WO-A-88/08516公开了一种卡式超声容积流量计，它包括：

两个作为发射器或接收器的超声传感器，它们被相对地沿着输送待测流体的管道设置，在沿着管子的轴线方向上相距一定的距离；

第一附加传感器； 

第二附加传感器；

驱动/测量电路，它们

依次向两个超声传感器输入正弦波短脉冲串，测量超声信号从一个超声传感器通过流体向另一个超声传感器沿流向和反流向传播的传播时间，并据此确定容积流量；和

附加电路，它们

在垂直于管道的轴线的方向上，通过第一附加传感器测量管壁中的超声信号的正交传输时间，以及通过第二附加传感器测量穿过流体传输并在管道的与第二附加传感器相对的内表面处反射的超声信号的正交传输时间。

美国专利4484478号和4598593号以及欧洲专利申请EP-A-446023号公开了一种卡式超声容积流量计，它包括：

至少两个作为发射器或接收器的超声传感器，它们被设置在输送待测流体的管道的外表面，在沿着管道的轴线方向上相距一定的距离；和

驱动/测量电路，它们

向至少两个超声传感器同时输入短脉冲串，使用相关技术，测量由流体中的杂粒反射并由至少两个超声传感器在短脉冲串的间隔接收的信号之间的时间差，并据此确定容积流量。

上述美国专利5052230所公开的超声容积流量计以及上述WO-A-88/08516所公开的卡式超声容积流量计仅仅适用于不含有杂粒的流体，当杂粒的含量增加时将无法工作，因为超声在流体中被强烈地散射和/或吸收，以致于到达接收器的强度不够大。

上述美国专利4484478和4598593和EP-A-446023所公开的卡式超声容积流量计仅适用于含有杂粒的流体，但在测量无杂粒的流体时将无法工作。

然而在实际中，不能够排除本应无杂粒的流体中含有杂粒，这将干扰测量甚至使测量无法进行，也不能排除被认为含有杂粒的流体在例外的情况下不含杂粒，这也将干扰测量甚至使测量无法进行。

因此，本发明的目的是将上述两种分别描述的测量原理组合于一种卡式超声容积流量计中，以便流量计根据用户可选择的流体杂粒含量自动地按一种原理或另一种原理工作。

因此，本发明提供了一种卡式超声容积流量计，它包括：

-第一对超声传感器，

——其中一个作为发送传感器工作，另一个作为接收传感器，或反之，或

——两者都在短时间作为发送传感器工作然后作为接收传感器工作，而且

——它们被设置在输送待测流体的管道的外表面，在沿着与管子的轴线方向平行的方向上相距一定的距离，以便它们所产生的超声波的方向与管子的轴线之间的夹角不等于90°；

-第二对超声传感器，它们同时作为发送传感器或者接收传感器工作，并被设置在管道的外表面，在沿着管道的轴线方向上相距一定的距离，以便它们所产生的超声波的方向与管道的轴线之间的夹角小于或等于90°；和

-驱动/测量电路，它们

向第一对超声传感器中的一个或两个输入短脉冲串，测量通过流体在所述的超声传感器之间沿流向和反流向传播并在与所说的超声传感器相对的管道的内表面处反射的超声信号的传输时间，并据此确定容积流量(=传输时间电路)，或者

向第二对超声传感器同时输入短脉冲串，使用相关技术，测量由流体中的杂粒反射并由所述超声传感器在短脉冲串的间隔接收的信号之间的时间差，并据此确定容积流量(=相关电路)，并且

包括一个带有阈值开关的转换电路