超聲流量計的制作方法
【專利摘要】一種超聲流量計，包括具有直測量管軸線的測量管、在第一信號路徑上發(fā)射聲信號的發(fā)射器、在第一信號路徑上接收聲信號的接收器和至少一個第一反射面，在第一信號路徑上聲信號在該第一反射面上被反射至少一次，入射到第一反射面的聲信號和在第一反射面上被反射的聲信號在每種情況下沿著第一信號路徑的直分段行進，其中，發(fā)射器，接收器和第一反射面相對于彼此定向并且設置在測量管中或者測量管上，以使得在第一發(fā)射器到第一接收器的第一信號路徑上聲信號能夠在第一反射面被反射，從而在平行于測量管軸線的第一平面內(nèi)延伸且與該測量管軸線具有非零預定間距的所有分段的投影到測量管軸線上的所有長度的總和具有非零的預定值，且在平行于該測量管軸線且不同于該第一平面的第二平面內(nèi)延伸且與測量管軸線具有相同的預定間距的所有分段的投影到該測量管軸線上的所有長度的總和具有相同的預定值，其中該第一平面在測量管的第一部分中延伸，并且其中第二平面在測量管的第二部分中延伸，其中測量管的第一部分與測量管的第二部分不重疊。
【專利說明】超聲流量計
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲流量測量裝置，其包括具有直測量管軸線的測量管、用于在第一信號路徑上發(fā)射聲信號的發(fā)射器、用于在第一信號路徑上接收聲信號的接收器和至少一個第一反射面，在每種情況中，在第一信號路徑上聲信號在第一反射面被反射至少一次，其中入射到第一反射面的聲信號和在第一反射面被反射的聲信號沿著第一信號路徑的直分段行進。
【背景技術】
[0002]超聲流量測量裝置廣泛應用于過程和自動化技術中。它們可以容易地確定管道中的體積流量和/或質量流量。
[0003]已知的超聲流量測量裝置通常根據(jù)行程時間差原理進行工作。在行程時間差原理中，超聲波的不同行程時間，尤其是超聲脈沖，即所謂突發(fā)的不同行程時間，根據(jù)流動液體中波行進的方向加以評估。為此，按照與管軸線和流體這兩者成特定角度方向，也可以是相反方向，超聲脈沖被發(fā)送。根據(jù)行程時間差，流速，并且隨后在知道管道截面的直徑的情況下，就能夠確定體積流量。
[0004]超聲波利用所謂超聲換能器生成，并被相應地接收。為此，超聲換能器被牢固設置在相關管道段的管壁中。也有夾持式的超聲流量測量系統(tǒng)。在這種情況下，超聲換能器被壓在測量管管壁的外面。夾持式超聲流量測量系統(tǒng)的一個最大好處是，超聲流量測量系統(tǒng)不與被測介質接觸，并且能夠被設置在已有的管道上。
[0005]超聲換能器通常由機電換能器元件，例如壓電元件，以及耦合層組成。在機電換能器元件中，超聲波作為聲信號被生成，并且通過耦合層被引導到達管壁，在夾持式系統(tǒng)的情況下從管壁進入液體，并且在線上系統(tǒng)中通過耦合層進入到被測介質。在這種情況下，該耦合層有時也被稱作薄膜。
[0006]在壓電元件與耦合層之間，還可以設置另一個耦合層，被稱作適配層，或者匹配層。在此情況下，適配層或者匹配層，起到傳遞超聲信號的作用，同時起到減少在兩種材料之間的界面處由不同聲阻抗引起的反射的作用。
[0007]不管在夾持式系統(tǒng)的情況中還是在線上系統(tǒng)的情況中，超聲換能器在共享平面中被設置在測量管上，相對地位于測量管的兩側，在此情況下超聲信號被投射到管橫截面上，沿著通過測量管的割線而經(jīng)過一次，或者設置在測量管的相同側，在此情況下聲信號在測量管的相對側上反射，因此，聲信號沿著投影到穿過測量管的橫截面上的割線兩次橫穿過測量管。US4，103，551和US4，610，167示出了在測量管中提供的具有在反射面上反射的超聲流量測量裝置。多路徑系統(tǒng)也是公知的，其具有多個超聲換能器對，在每種情況中，它們可形成信號路徑，超聲信號可沿著該路徑而經(jīng)過測量管。在此情況下，各個信號路徑和相關的超聲換能器位于與測量管軸線平行的互相平行的平面內(nèi)。US4，024，760和US7，706，986以示例的形式示出了這種多路徑系統(tǒng)。多路徑系統(tǒng)的優(yōu)點是它們能夠在多個位置測量在測量管中被測介質的流量概況，并因此能夠提供對于流量的高精度的測量值。除其它之外，這可以基于每個沿著不同的信號路徑的個體行程時間的權重不同的事實而得到。然而，在多路徑系統(tǒng)情況中不利的是它們的制造成本，由于需要使用多個超聲換能器，以及在特定的情況下需要使用復雜的評估電子設備。
[0008]這里有不同的為信號路徑加權的方式。由T.Tresch,T.Staubli以及P.Gruber在2006年7月30日到8月I日在美國俄勒R州波特蘭市舉行的第六屆關于水利效率測量創(chuàng)新國際會議的講義中的論文“對于多路徑聲流量測量的綜合方法的比較”(“Comparsion ofintegration methods for multipath accoustic discharge measurements”)中，對比了已確定的用于計算流量的沿著不同信號路徑的行程時間的加權方法。
[0009]DE19861073A1和DE29719730U1公開了一種具有第一聲音路徑的流量測量系統(tǒng)，其在測量管中被多次反射。
[0010]US7, 845，240和EP2282178A1公開了一種流量測量裝置，其從發(fā)射器發(fā)射第一信號路徑，其通過雙折射引導信號到達接收器。然后接收器承擔發(fā)射器的作用，并且在第二信號路徑上通過雙反射或者多次反射的形式將超聲信號發(fā)射回到原始發(fā)射器，其接著承擔接收器的作用。這種測量裝置包括信號的評估，考慮第一信號和第二信號路徑的值。這里的缺點是，在第一和第二信號路徑的行程期間，流體的性質已經(jīng)發(fā)生了變化，由此，比如測量管道中介質的旋轉沒有被考慮進去，因為它只在一個方向上，而不是在相對的方向上被探測。
[0011]EP0715155A1公開了一種包括多次折射的測量裝置，其中信號路徑的分段只形成一個平面，其平行于測量管軸線延伸。在這種情況中，例如，管中介質的旋轉不能得到補償。
[0012]W002/44662A1公開了一種流量測量裝置，在此情況下信號被引導在通過測量管的信號路徑上，并經(jīng)歷多次反射。在此情況下，信號路徑的子部分形成單一平面，其平行于測量管軸線延伸。例如，這里也沒有發(fā)生旋轉補償。
[0013]W01995012110A1公開了一種超聲流量測量裝置，具有帶平面壁和直測量管軸線的測量管，和測量管中的至少一個反射面，其中該反射面的法線在直角坐標系中具有三個非零分量，坐標系的其中一個軸對應于測量管軸線。該文獻教導明顯優(yōu)于點形信號的預定寬度的超聲信號在其寬度上具有高斯形的靈敏度。該信號用于流量測量。在此情況下，信號的寬度近似對應于矩形測量管的寬度。如果該信號通過平行于側壁的測量管，則具有最高靈敏度的區(qū)域將延伸通過測量管的中心區(qū)域，并且因此也記錄具有更高值的更高的流速。在很小流速的情況下，這將導致測量誤差。該文獻接著進一步教導，通過借助于直接反射的方式將該超聲信號引導通過測量管的所有區(qū)域，大量均勻地輻照該測量管。為了說明，寬超聲信號以各波束部分來表不。各波束部分的路徑長度是等長的，所以這些波束部分不會被干涉抵消。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種超聲流量測量裝置，其可確保高精度流量也可以有效降低制造成本。
[0015]該目的可以由獨立權利要求1的主題來實現(xiàn)。各個從屬權利要求的技術特征提供了本發(fā)明進一步的發(fā)展和實施例。
[0016]本發(fā)明的超聲流量測量裝置包括具有直測量管軸線的用于流量測量的測量管、至少一個在第一信號路徑上發(fā)送聲信號的第一發(fā)射器、至少一個在第一信號路徑上接收聲信號的第一接收器以及至少一個第一反射面，其中發(fā)射器、接收器和第一反射面相對彼此定向并且設置在測量管中或者測量管上，使得在從第一發(fā)射器到第一接收器的第一信號路徑上的聲信號在第一反射面上被反射，從而在平行于測量管軸線的第一平面內(nèi)延伸且與測量管軸線具有非零預定第一間距的的第一信號路徑的所有第一分段投影到測量管軸線上的所有長度的總和具有非零預定第一值，并且其中在平行于測量管軸線且不同于第一平面的第二平面內(nèi)延伸且與測量管軸線具有所述第一間距的第一信號路徑的所有第二分段投影到測量管軸線上的所有長度的總和具有預定第一值，其中第一平面在測量管的第一半部分內(nèi)延伸，并且第二平面在測量管的第二半部分內(nèi)延伸，其中測量管的第一半部分，更準確地為第一半部分的第一平面，與第二半部分，更準確地為量管的第二半部分的第二平面，不重疊。
[0017]術語“半部分”在這里表示口語化的，即兩個管段，相應的區(qū)段，它們可能具有彼此相同的長度，但是，它們也可能具有不同的長度。因此，第一半部分即相應的第一管段，具有與第二半部分即相應的第二管段相同或者不同的長度。
[0018]第一和第二平面所限定的布置意味著，也尤其是流量各分量可被考慮用于補償在測量過程中測量管中介質的旋轉運動。
[0019]在此情況下，使用單一的信號路徑來探測流量分量是可能的，因而僅僅需要一個發(fā)射器和一個接收器。進而，在通過信號路徑之后可以直接獲得測量結果，而不需要用于評估的第二信號路徑。
[0020]第一信號路徑上的信號包括與測量管軸線的方向一致或者相反方向的方向分量。第一和第二平面不重合。
[0021]通常超聲換能器，尤其是例如壓電元件的機電換能器，既可以用作發(fā)射器也可以用作接收器，其可以適用于發(fā)送也可以接收聲信號，尤其是超聲脈沖或者一個或多個超聲波。如果超聲換能器被用作發(fā)射器和接收器，則聲信號可以沿著第一信號路徑往返，即沿兩個方向。因此，發(fā)射器和接收器是可以互換的。
[0022]在本發(fā)明的實施例中，發(fā)射器適合用于在第一信號路徑上接收聲信號，并且接收器適合用于在第一信號路徑上發(fā)送聲信號。發(fā)射器和接收器都是超聲換能器，尤其是具有機電換能器元件的超聲換能器，例如壓電換能器元件。
[0023]所稱的信號路徑，也稱為聲波路徑，是聲信號的路徑，例如超聲波或者超聲脈沖的路徑，該路徑在發(fā)射聲信號的發(fā)射器和接收聲信號的接收器之間。在本發(fā)明的實施例中，例如通常在線上系統(tǒng)的情況下，聲信號被垂直輻射到薄膜上。接收器則被安置在測量管內(nèi)或測量管上，使得信號依次垂直地撞擊其薄膜。
[0024]指定為聲信號的尤其可以是聲音波或者聲音波的波束。充當反射面的例如是形成于測量介質和測量管或者設置在測量管中或測量管上的反射器之間的界面。在本發(fā)明的實施例中，反射面是獨立安裝在測量管中并且在超聲流量測量裝置操作期間接觸被測介質的反射器的表面。
[0025]在本發(fā)明的實施例中，聲信號垂直于作為發(fā)射器的第一超聲換能器的薄膜而被發(fā)射且垂直于作為接收器的第二超聲換能器的薄膜而被接收，其中，兩個超聲換能器相對于反射面被定向，以使得聲信號在反射面上能夠被反射到第二超聲換能器上。
[0026]反射面的方向，例如通過在聲信號沿著直分段入射和聲信號沿著另一直分段被反射之間的角平分線來呈現(xiàn)。該角平分線是反射面的法線。在本發(fā)明的實施例中，第一反射面的法線與測量管的軸線垂直相交。
[0027]在數(shù)學的通常意義上來定義兩路徑或者兩條直線的間距。如果兩條直線，包括直線段、測量管軸線或者平齊線段或者相交線，在空間中彼此不共面(skew)，則計算一條線至與其平行的、另一條線所在的輔助平面的間距。
[0028]不重合并且沒有共同交叉點的兩條直線相對于彼此總是具有大于零的間距。這通過垂直于兩條線的兩線之間的法線的長度來測量。即使兩條線彼此之間不共面，也存在法線。因此，可以構建一個平面，一條線在該平面內(nèi)，并且平行于另一條線。因此，構建第一平面，第一線位于該平面內(nèi)并且平行于測量管軸線。類似的，存在平行于測量管軸線的第二平面，第二線位于該平面內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，在第一信號路徑上的聲信號在第一反射面上被反射，其中，根據(jù)實施例的示例，入射到第一反射面的聲信號沿著平行于測量管軸線的第一平面內(nèi)的第一直分段傳播，該第一平面相對于測量管軸線具有第一間距，并且其中在第一反射面反射的聲信號沿著平行于測量管軸線的第二平面內(nèi)的第二直分段傳播，該第二平面相對于測量管軸線具有第二間距。第一平面沿著平行于測量管軸線的路線相切于以第一間距作為其底面半徑的第一直圓柱，該底面是第一直圓柱側面的一部分，相同地，第二平面相切于以第二間距作為其底面半徑的第二直圓柱。兩個平面在與測量管軸線平行延伸的相交線中相交。在這種情形下，相交線尤其是位于第一反射面的區(qū)域中。在這里所基于的模型中，聲信號沿著直分段傳播。因此，第一直分段和第二直分段的相交線將與第一信號路徑上的聲信號在反射面上的反射點相交。當然，這是一個模型。實際中，第一信號路徑不僅僅是一個點寬度，因此，反射點倒不如說是在反射面的區(qū)域內(nèi)的一個范圍。
[0029]在本發(fā)明的第一實施例中，測量管具有橢圓的——尤其是圓形的——橫截面，其中測量管軸線也可被稱作主軸線、中心軸線或者縱軸線。測量管中介質的主流動方向與測量管軸線相一致。
[0030]在另一個實施例中，測量管的尺寸是超聲換能器或發(fā)射器和/或接收器尺寸的倍數(shù)。因此，在圓形測量管以及圓盤形的發(fā)射器和/或接收器的情形下，測量管的直徑是發(fā)射器和/或接收器的圓盤直徑的至少兩倍，尤其是五倍，尤其是至少十倍。如果測量管具有例如角形的橫截面，尤其是矩形橫截面，尤其是正方形的橫截面，和/或超聲換能器作為發(fā)射器和/或接收器具有一些不同的形狀，例如，相同的矩形，那么測量管內(nèi)腔的截面的表面面積是超聲換能器的表面面積的至少四倍，或甚至至少二十五倍，或者甚至至少一百倍。
[0031]在本發(fā)明的超聲流量測量裝置的實施例中，行程時間差方法用于流量測量。因此本發(fā)明的超聲流量測量裝置也相應地實現(xiàn)為適合于行程時間差方法。
[0032]在本發(fā)明的另一個實施例中，在測量管內(nèi)或測量管上的第一反射面和/或所有其它的反射面相對于發(fā)射器和接收器被設置，使得第一平面和第二平面相交于平行于測量管軸線延伸的線。
[0033]在本發(fā)明的超聲流量測量裝置的進一步發(fā)展中，在測量管內(nèi)或者測量管上的第一反射面和/或所有其它反射面相對于發(fā)射器和接收器被設置，使得第一平面和第二平面的相交線位于第一反射面和/或第一平面和第二平面的夾角在2°到175°之間，尤其是在20°到120°之間。
[0034]在進一步發(fā)展中，第一平面在測量管的第一半部分內(nèi)延伸，第二平面在測量管的第二半部分內(nèi)延伸，其中測量管的第一半部分與測量管的第二半部分沒有重疊。第一反射面和/或所有其它反射面相對于發(fā)射器和接收器對應地設置在測量管內(nèi)或者測量管上。
[0035]可選擇的是，在每種情況下，各波束部分的較長部分位于不同的管半部分中。
[0036]在本發(fā)明另外的進一步發(fā)展中，存在測量管軸線和第一平面與第二平面的相交線位于其中的第三平面，第一平面和第二平面具有相對于第三平面的相同的角度。該平面將測量管的第一半部分與測量管的第二半部分隔開。
[0037]在本發(fā)明另外的進一步發(fā)展中，入射到第一反射面上的聲信號沿著第一直分段行進，在第一反射面上被反射的聲信號沿著第二直分段行進。第一反射面對應設置在測量管內(nèi)。尤其是，沿著第一直分段行進并且入射到第一反射面的聲信號，以及沿著第二直分段行進并在第一反射面被反射的聲信號，在投影到測量管軸線上時具有相同的長度。在進一步的發(fā)展中，入射到第一反射面且沿著第一直分段行進的聲信號和在第一反射面被反射且沿著第二直分段行進的聲信號圍成一個角，當投影到測量管的橫截面上時，該角介于2°到175°之間，尤其是在20°到120°之間，和/或當投影到第三平面上時，該角介于2°和175°之間，尤其是在20°和120°之間，和/或在每種情況中，它們與第三平面形成1°到88°之間的角。通常，當在空間中兩條路線交叉時，最小的角就是交叉角。因此，在直角三維坐標系中，至少一個波束部分的一個方向矢量與其它波束部分的一個方向矢量相反。
[0038]在本發(fā)明另外的進一步發(fā)展中，在第一平面內(nèi)延伸的具有與測量管軸線的第一間距的第一信號路徑的所有第一分段投影到測量管軸線上的所有長度的總和的第一值，根據(jù)所述第一間距利用計算公式來計算。例如，具有與測量管軸線相同的間距但在不同平面內(nèi)延伸的第一信號路徑的所有分段被投影到測量管軸線上的長度值總和與沿著一測量路徑對聲信號的行程時間進行加權的權重因子成比例，該測量路徑與具有多個測量路徑的模擬多路徑超聲流量測量裝置的測量管軸線具有相同的間距，這些測量路徑距測量管軸線具有與第一信號路徑的不同分段和測量管軸線的相同距離。如果多路徑超聲流量測量裝置的測量路徑與測量管的軸線具有相同的角度，則該權重因子可以根據(jù)與測量管軸線的相應的間距，例如根據(jù)高斯-雅可比(Gauss-Jacobi)或者OWICS方法而被計算，例如它們在蘇黎世理工學院(ETH Zurich)論文集N0.13102,1999年，A.Voser的論文“Analyse und Fehleroptimierung der mehrpfadigen akustischen Durchflussmessungin Wasserkraftanlagen(水力發(fā)電廠中的多路徑聲波流量測量的分析與誤差優(yōu)化)”中有所描述。類似的，分段具有預定的長度，設置它們的尺寸，使得與測量管軸線具有相同間距并位于不同平面中第一信號路徑的所有分段投影到測量管軸線上的所有長度值的總和與模擬多路徑超聲流量測量裝置的權重因子成比例。
[0039]在實施例的另一個形式中，本發(fā)明的超聲流量測量裝置包括一個發(fā)射器和兩個接收器。發(fā)射器在測量管中與測量管軸線垂直相交地發(fā)射聲信號。在具有兩個反射面的第一反射器處，聲信號被反射到兩個分段。每一個分段都具有與測量管軸線平行的方向分量，一個分段在與測量管軸線平行的測量管中流體流動的方向上，另一個分段與測量管中流體流動的方向相反。此外，兩個分段都具有彼此平行和彼此相反的方向分量，在每種情況中，垂直于測量管軸線并垂直于測量管中聲信號入射的方向。這樣，根據(jù)本發(fā)明，被分開的聲信號在另外的反射面被反射。盡管聲信號在第一反射器處被分開，不過這里稱其為在信號路徑上繼續(xù)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0040]本發(fā)明允許有多種形式的實施例。其中的某些將基于附圖給予更加詳細的解釋。在附圖中提及的相同的元件使用相同的參考標記。附圖如下:
[0041]圖1為現(xiàn)有技術的多路徑超聲流量測量裝置，
[0042]圖2為本發(fā)明超聲流量測量裝置的橫截面，以及
[0043]圖3本發(fā)明超聲流量測量裝置的縱切面。
【具體實施方式】
[0044]圖1a以測量管I的橫截面示出了現(xiàn)有技術的多路徑超聲流量測量裝置。圖1b透視示出了相同的多路徑超聲流量測量裝置。兩個附圖都來自于DE102007004936B4。在此情況下，該多路徑超聲流量測量裝置包括測量管I和10個超聲換能器2，10個超聲換能器2連同5個超聲反射器3共同形成5條V形信號路徑。在每種情況下，兩個超聲換能器2形成超聲換能器對。5條V形信號路徑中的每一個都由兩個直的分段形成，第一直分段從超聲換能器對的第一個超聲換能器2到相關聯(lián)的超聲反射器3，第二直分段從相關聯(lián)的超聲反射器3到超聲換能器對的第二個超聲換能器2。超聲換能器對的每一個都與相關聯(lián)的超聲反射器3位于一個平面內(nèi)，該平面與測量管軸線具有預定的間距。而且，各V形信號路徑的兩個直分段位于5個V形信號路徑生成的5個平面內(nèi)，且5個平面在測量管內(nèi)彼此平行地延伸。
[0045]圖2和圖3示出本發(fā)明超聲流量測量裝置的實施例。測量管I的橫截面和縱截面示出了兩個超聲換能器2，作為發(fā)射器和接收器，在第一信號路徑上發(fā)射聲信號和/或在該信號路徑上接收聲信號。因此，它們形成第一信號路徑的起點和終點。在這種情況下，該信號路徑由多個直的分段組成，它們在發(fā)射器和接收器之間延伸并且反射表面位于其之間。
[0046]在實施例的該示例中，從發(fā)射器2開始，聲信號沿著第五分段14傳送到達第四反射面7。在這種情況下，它垂直穿過測量管軸線9。在第四反射面7處，聲信號在第一信號路徑沿著第三分段12被反射到第二反射面5。信號接著被反射，朝第一反射面4的方向沿著第一分段10行進。
[0047]在這種情況下，第一分段10和第三分段12位于平行于測量管軸線9的假想的第一平面內(nèi)。兩個分段10和12與測量管軸線9具有相同的第一間距18。這里，第一平面與測量管軸線9也具有該第一間距。在這種情況下，兩個分段10和12投影到測量管軸線9上的長度的總和具有預定值。這里，兩個分段10和12還是等長的并且具有投影到測量管軸線9上的相同長度。這些分段(位于第一平面內(nèi))投影到測量管軸線9上的長度的總和在這里與第一反射面4和第四反射面7上的兩個反射點的間距16相等，并且在圖中被相應的示出。
[0048]第一反射面4沿著第二直分段11將第一信號路徑的聲信號反射到第三反射面6，從那里第四分段13通向第五反射面8。再次，第二和第四分段11和13位于假想的第二平面，該平面平行于測量管軸線9延伸。在這種情況下，第二和第四分段11和13到測量管軸線9具有相同的間距19，與上面提及的第一和第三分段10和12到測量管軸線9的間距18同樣大。在第一反射面4上的反射點與第五反射面8上的反射點之間的距離17的長度對應于所有分段11和13的投影在測量管軸線上的所有長度的總和。分段11和13在與第一平面不同的假想的第二平面中延伸。第二平面同樣平行于測量管軸線9。分段11和13到測量管軸線9具有相同的預定間距19。距離17的長度具有相同的非零預定值，例如所有分段10和12投影在測量管軸線上的的所有長度的對應的總和。分段10和12在平行于測量管軸線9的第一平面中延伸，并且到測量管軸線9具有相同的預定間距18。
[0049]從第五反射面8，聲信號最后沿著第六分段15被反射到接收器2。第六分段15垂直于測量管軸線9。
[0050]在該形式的實施例中，垂直的第五和第六分段14和15位于第三平面中。這里，第三平面將測量管I分成兩個相等大小的沒有重疊的半部分。沿著該第三平面，它以第一平面和第二平面的相交線劃分第一反射面4。在每種情況下，第一平面和第二平面相對于第三平面相應地具有等大小的角度，在每種情形中，該角度尤其是在10-60°范圍內(nèi)，該角度值尤其可以是30°。這些分段相對于測量管軸線投影到縱切面一這里是第三平面一上的角度，如在常規(guī)超聲流量測量裝置的情況下，在這里同樣是位于0° /180°和90°之間，特別是在+/-5°，和+/-60°之間，這樣對于行程時間差測量來說，分段具有與流體流動方向相同或者相反的方向分量。
[0051]優(yōu)選的是，凹面鏡可以在測量管中用于反射射線，以避免高流速情況下超聲信號的分散。
[0052]附圖標記列表
[0053]I 測量管
[0054]2 超聲換能器
[0055]3 超聲反射器
[0056]4 第一反射面
[0057]5 第二反射面
[0058]6 第三反射面
[0059]7 第四反射面
[0060]8 第五反射面
[0061]9 測量管軸線
[0062]10第一信號路徑的第一直分段
[0063]11第一信號路徑的第二直分段
[0064]12第一信號路徑的第三直分段
[0065]13第一信號路徑的第四直分段
[0066]14第一信號路徑的第五直分段
[0067]15第一信號路徑的第六直分段
[0068]16第一信號路徑的第一和第三直分段投影到測量管軸線上的長度
[0069]17第一信號路徑的第二和第四直分段投影到測量管軸線上的長度
[0070]18第一信號路徑的第一直分段與測量管軸線的間距
[0071]19第一信號路徑的第二直分段與測量管軸線的間距
【權利要求】
1.一種超聲流量測量裝置，包括: 測量管，具有直的測量管軸線， 發(fā)射器，用于在第一信號路徑上發(fā)送聲信號， 接收器，用于在所述第一信號路徑上接收聲信號，以及 至少一個第一反射面，在每種情況下，在所述第一信號路徑所述聲信號在所述第一反射面上被反射至少一次，其中入射到所述第一反射面上的聲信號和在所述第一反射面上被反射的聲信號，在每種情況下，都沿著所述第一信號路徑的直的分段行進， 所述超聲流量測量裝置的特征在于: 所述發(fā)射器、所述接收器和所述第一反射面相對于彼此被定向并設置在所述測量管中或者所述測量管上，使得在從第一發(fā)射器到第一接收器的所述第一信號路徑上所述聲信號在所述第一反射面上被反射，從而在平行于所述測量管軸線的第一平面內(nèi)延伸且與所述測量管軸線具有非零預定間距的所有分段投影到所述測量管軸線上的所有長度的總和具有非零的預定值，并且在平行于所述測量管軸線且不同于所述第一平面的第二平面內(nèi)延伸且與所述測量管軸線具有相同的預定間距的所有分段投影到所述測量管軸線上的所有長度的總和具有相同的預定值，其中，所述第一平面在所述測量管的第一半部分中延伸，并且所述第二平面在所述測量管的第二半部分內(nèi)延伸，其中，所述測量管的第一半部分與所述測量管的第二半部分不重疊。
2.如權利要求1所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 所述第一平面和所述第二平面相交于一條線，該相交線平行于所述測量管軸線延伸。
3.如權利要求2所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 所述第一平面和所述第二平面的相交線位于所述第一反射面內(nèi)。
4.如權利要求2或3所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 所述第一平面和所述第二平面的夾角在2°到175°之間，尤其是在45°到75°之間。
5.如權利要求1至4之一所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 存在第三平面，所述測量管軸線和所述第一平面與所述第二平面的相交線位于該第三平面，所述第一平面和所述第二平面相對于該第三平面具有相同的角度。
6.如權利要求1至5之一所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 入射到所述第一反射面的聲信號的直分段和在所述第一反射面反射的聲信號的直分段，在每種情況下，與所述測量管軸線具有相同的第一間距。
7.如權利要求6所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 入射到所述第一反射面的聲信號的直分段和在所述第一反射面反射的聲信號的直分段圍成一個角，該角在投影到所述測量管的橫截面上時，在2°到175°之間，尤其是在20°到120°之間。
8.如權利要求7所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 入射到所述第一反射面上的聲信號的直分段和在所述第一反射面反射的聲信號的直分段圍成投影到所述第三平面上的角，所述角在2°到175°之間，尤其是在20°到120°之間。
9.如權利要求7至8之一所述的超聲流量測量裝置，其特征在于， 入射到所述第一反射面的聲信號的直分段和在所述第一反射面反射的聲信號的直分段，在每種情況下，與所述第三平面形成一個角，所述角在10°到60°之間，尤其是在20°到40。之間。
10.如權利要求1至9之一所述的超聲流量測量裝置，其特征在于，在所述第一平面內(nèi)延伸的所述第一信號路徑的所有分段投影到所述測量管軸線的所有長度的總和的預定值，根據(jù)這些分段與所述測量管軸線的預定間距利用計算公式來計算。
【文檔編號】G01F1/66GK103842779SQ201280035258
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年6月6日 優(yōu)先權日:2011年7月15日
【發(fā)明者】阿希姆·維斯特, 安德里亞斯·貝格爾, 薩沙·格倫瓦爾德 申請人:恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司