發(fā)明涉及一種超聲流量測(cè)量裝置，其包括具有直測(cè)量管軸線的測(cè)量管、用于在第一信號(hào)路徑上發(fā)射聲信號(hào)的發(fā)射器、用于在第一信號(hào)路徑上接收聲信號(hào)的接收器和至少一個(gè)第一反射面，在每種情況中，在第一信號(hào)路徑上聲信號(hào)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(hào)和在第一反射面被反射的聲信號(hào)沿著第一信號(hào)路徑的直分段行進(jìn)。

發(fā)明背景

超聲流量測(cè)量裝置廣泛應(yīng)用于過(guò)程和自動(dòng)化技術(shù)中。它們可以很容易地確定管道中的體積流量和/或質(zhì)量流量。

已知的超聲流量測(cè)量裝置通常根據(jù)行程時(shí)間差原理進(jìn)行工作。超聲波利用所謂超聲換能器生成，并被相應(yīng)地接收。為此，超聲換能器被牢固設(shè)置在相關(guān)管道段的管壁中。也有夾持式的超聲流量測(cè)量系統(tǒng)。在這種情況下，超聲換能器被壓在測(cè)量管管壁的外面。夾持式超聲流量測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)最大好處是，超聲流量測(cè)量系統(tǒng)不與被測(cè)介質(zhì)接觸，并且能夠被設(shè)置在已有的管道上。

多路徑系統(tǒng)也是公知的，其具有多個(gè)超聲換能器對(duì)，在每種情況中，它們可形成信號(hào)路徑，超聲信號(hào)可沿著該路徑而經(jīng)過(guò)測(cè)量管。在此情況下，各個(gè)信號(hào)路徑和相關(guān)的超聲換能器位于與測(cè)量管軸線平行的互相平行的平面內(nèi)。多路徑系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是它們能夠在多個(gè)位置測(cè)量在測(cè)量管中被測(cè)介質(zhì)的流量概況，并因此能夠提供對(duì)于流量的高精度的測(cè)量值。除其它之外，這可以基于每個(gè)沿著不同的信號(hào)路徑的個(gè)體行程時(shí)間的權(quán)重不同的事實(shí)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(gè)超聲換能器，以及在特定的情況下需要使用復(fù)雜的評(píng)估電子設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超聲流量測(cè)量裝置，其可確保高精度流量也可以有效降低制造成本。

本發(fā)明的超聲流量測(cè)量裝置包括具有直測(cè)量管軸線的用于流量測(cè)量的測(cè)量管、至少一個(gè)在第一信號(hào)路徑上發(fā)送聲信號(hào)的第一發(fā)射器、至少一個(gè)在第一信號(hào)路徑上接收聲信號(hào)的第一接收器以及至少一個(gè)第一反射面，其中發(fā)射器、接收器和第一反射面相對(duì)彼此定向并且設(shè)置在測(cè)量管中或者測(cè)量管上，使得在從第一發(fā)射器到第一接收器的第一信號(hào)路徑上的聲信號(hào)在第一反射面上被反射，從而在平行于測(cè)量管軸線的第一平面內(nèi)延伸且與測(cè)量管軸線具有非零預(yù)定第一間距的的第一信號(hào)路徑的所有第一分段投影到測(cè)量管軸線上的所有長(zhǎng)度的總和具有非零預(yù)定第一值，并且其中在平行于測(cè)量管軸線且不同于第一平面的第二平面內(nèi)延伸且與測(cè)量管軸線具有所述第一間距的第一信號(hào)路徑的所有第二分段投影到測(cè)量管軸線上的所有長(zhǎng)度的總和具有預(yù)定第一值，其中第一平面在測(cè)量管的第一半部分內(nèi)延伸，并且第二平面在測(cè)量管的第二半部分內(nèi)延伸，其中測(cè)量管的第一半部分，更準(zhǔn)確地為第一半部分的第一平面，與第二半部分，更準(zhǔn)確地為量管的第二半部分的第平面，不重疊。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)射器適合用于在第一信號(hào)路徑上接收聲信號(hào)，并且接收器適合用于在第一信號(hào)路徑上發(fā)送聲信號(hào)。發(fā)射器和接收器都是超聲換能器，尤其是具有機(jī)電換能器元件的超聲換能器，例如壓電換能器元件。

同時(shí)，聲信號(hào)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(gè)超聲換能器相對(duì)于反射面被定向，以使得聲信號(hào)在反射面上能夠被反射到第二超聲換能器上。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，測(cè)量管具有橢圓的——尤其是圓形的——橫截面，其中測(cè)量管軸線也可被稱(chēng)作主軸線、中心軸線或者縱軸線。測(cè)量管中介質(zhì)的主流動(dòng)方向與測(cè)量管軸線相一致。

在另一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)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(cè)量管以及圓盤(pán)形的發(fā)射器和/或接收器的情形下，測(cè)量管的直徑是發(fā)射器和/或接收器的圓盤(pán)直徑的至少兩倍，尤其是五倍，尤其是至少十倍。如果測(cè)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(cè)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，或者甚至至少百倍。

在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，在測(cè)量管內(nèi)或測(cè)量管上的第一反射面和/或所有其它的反射面相對(duì)于發(fā)射器和接收器被設(shè)置，使得第一平面和第二平面相交于平行于測(cè)量管軸線延伸的線。