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原文传递流体流测量装置和相关方法

专利名称：	流体流测量装置和相关方法
摘要：	本发明提供一种包括流体可以流过的声学谐振腔的装置。流体的温度在工作温度范围内。该腔能够支持声驻波，所支持的驻波的频率随流体温度在工作温度范围内的变化而变化，从而限定工作频率范围。该装置还包括至少两个声学换能器，分别用于产生和检测声驻波。该换能器的频率响应在所述频率范围内变化。连接到每个换能器的是包括至少一个电感元件和至少一个电容元件的电网。至少一个电感元件和至少一个电容元件与连接的换能器一起限定谐振行为，在该谐振行为中，在换能器具有第一灵敏度的工作频率范围的一部分中的信号相对于在换能器具有第二灵敏度的工作频率范围的一部分中的信号优先放大。第一灵敏度低于第二灵敏度。通过所述谐振腔、所述两个声学换能器和连接的电网传播的信号的幅度在整个工作范围内的变化小于仅通过所述谐振腔和所述两个声学换能器传播的信号的幅度的变化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	英国;GB
申请人：	英国风拓技术有限公司
发明人：	迈克尔·金赛尔
专利状态：	有效
申请日期：	2018-10-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201880001968.2
公开号：	CN110100178A
代理机构：	广州华进联合专利商标代理有限公司
代理人：	黄隶凡;何冲
分类号：	G01N29/032(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	英国泰晤士河畔森伯里
主权项：	1.一种装置，其包括：流体能够流过的声学谐振腔，所述流体的温度在工作温度范围内，所述腔能够支持声驻波，其中所支持的驻波的频率随所述流体的温度在所述工作温度范围内的变化而变化，从而限定工作频率范围；至少两个声学换能器，其分别用于产生所述声驻波和检测所述声驻波，其中所述换能器的频率响应在所述频率范围内变化；连接到每个换能器的电网，其包括至少一个电感元件和至少一个电容元件；其中，所述至少一个电感元件和所述至少一个电容元件与连接的换能器一起限定谐振行为，在该谐振行为中，在所述换能器具有第一灵敏度的所述工作频率范围的一部分中的信号相对于在所述换能器具有第二灵敏度的所述工作频率范围的一部分中的信号优先放大，所述第一灵敏度低于所述第二灵敏度，使得通过所述谐振腔、所述两个声学换能器和连接的所述电网传播的信号的幅度在整个工作范围内的变化小于仅通过所述谐振腔和所述两个声学换能器传播的信号的幅度的变化。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电网包括选自电感器和电容器的另外的电抗元件。 3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一个电感元件、所述至少一个电容元件和所述另外的电抗元件布置在T网络或π网络中，其中，在所述T网络中相同类型的电抗元件沿着网络的两个水平部分设置，在所述π网络中相同类型的电抗元件沿着网络的两个垂直部分设置。 4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，还包括电容器，所述电容器的电容随所述电容器的温度而变化，所述电容器与所述换能器的端口电容并联或串联设置，温度依赖的所述电容器具有温度依赖性，这导致相比于单独的所述换能器，温度依赖的所述电容器和所述换能器的组合在所述工作温度范围内的温度依赖性降低或基本上消除温度依赖性。 5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，还包括一个或多个阻尼器，该阻尼器配置为在电补偿网络的一个或多个谐振频率下减小信号放大。 6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，频率响应在所述补偿网络和所述换能器的组合的工作范围内的变化小于18dB，优选小于10dB，更优选小于3dB。 7.一种测量流体流速的方法，其包括： a)提供一种装置，其包括：流体能够流过的声学谐振腔，所述流体的温度在工作温度范围内，所述腔能够支持声驻波，其中所支持的驻波的频率随所述流体的温度在所述工作温度范围内的变化而变化，从而限定工作频率范围；至少两个声学换能器，其分别用于产生所述声驻波和检测所述声驻波，其中所述换能器的频率响应在所述频率范围内变化；连接到每个换能器的电网，其包括至少一个电感元件和至少一个电容元件；其中，所述至少一个电感元件和所述至少一个电容元件与连接的换能器一起限定谐振行为，在该谐振行为中，在所述换能器具有第一灵敏度的所述工作频率范围的一部分中的信号相对于在所述换能器具有第二灵敏度的所述工作频率范围的一部分中的信号优先放大，所述第一灵敏度低于所述第二灵敏度，使得通过所述谐振腔、所述两个声学换能器和连接的所述电网传播的信号的幅度在整个工作范围内的变化小于仅通过所述谐振腔和所述两个声学换能器传播的信号的幅度的变化； b)在所述腔中产生驻波的频率下将信号注入到与其中一个所述换能器耦合的电网的输入端口中； c)在所述信号已经通过两个所述电网、两个所述换能器和所述腔传播之后，在另一个所述换能器的输出端口接收所注入的信号； d)将所注入的信号与所接收的信号进行比较，以确定在信号传播期间经历的第一时间延迟和/或相移； e)将分别用于发射和接收的所述电网和所述换能器交换之后，重复步骤b)和c)； f)将所注入的信号与所接收的信号进行比较，以确定在信号传播期间经历的第二时间延迟和/或相移； g)基于所确定的第一时间延迟和/或相移以及第二时间延迟和/或相移，确定所述腔中的流体的流速。
所属类别：	发明专利