[go: up one dir, main page]

EA000212B1 - Ultrasonic flowmeter "w" - Google Patents

Ultrasonic flowmeter "w" Download PDF

Info

Publication number
EA000212B1
EA000212B1 EA199700148A EA199700148A EA000212B1 EA 000212 B1 EA000212 B1 EA 000212B1 EA 199700148 A EA199700148 A EA 199700148A EA 199700148 A EA199700148 A EA 199700148A EA 000212 B1 EA000212 B1 EA 000212B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
transducers
ultrasound
plane
transducer
tube
Prior art date
Application number
EA199700148A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA199700148A1 (en
Inventor
Серен Лольк
Хеннинг Макс Хансен
Original Assignee
Данфосс А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Данфосс А/С filed Critical Данфосс А/С
Publication of EA199700148A1 publication Critical patent/EA199700148A1/en
Publication of EA000212B1 publication Critical patent/EA000212B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662Constructional details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

1. An ultrasonic flowmeter for measuring flows of liquid or gas through a measuring tube which is equipped with ultrasonic transducers where the ultrasound is reflected by the tube wall which has at least one focussing reflecting plane, characterised in that at least one focussing reflecting plane (4, 23, 24) is ellipsoid, and the transducers (2, 3) are placed in the focal points (7, 8, 26, 28) of the ellipse, wherein the transducers (2, 3) are placed in a transducer plane (19), which is laterally displaced in relation to the axis (18) of the meter tube. 2. An ultrasonic flowmeter according to Claim 1, characterized in that the ultrasound is reflected several times by the tube wall, and the ultrasound passes along a 'W-shaped beam path. 3. An ultrasonic flowmeter according to Claim 1 or 2, characterized in that the flowmeter has several ellipsoid mirrors, where the ellipses have common focal points on reflecting planes (27). 4. An ultrasonic flowmeter according to Claim 3, characterized in that the flowmeter has at least two ellipsoid mirrors (23, 24), where the ellipses have a common focal point (27) on the opposite wall of the tube, and the other focal points (26, 28) of the ellipses are found on the transducer surfaces. 5. An ultrasonic flowmeter according to one of the Claims 1-4, characterized in that the reflecting planes (4, 9, 23, 24, 27) are oblique in relation to each other and in relation to the transducer plane, passing through the transdusers symmetry axis. 6. An ultrasonic flowmeter according to one of the Claims 1-5, characterized in that ultrasound emitted from a first transducer (2) falls first on a plane mirror (9), which is turned through a first angle in relation to the transducer plane (19), after which the ultrasound is reflected by the ellipsoid reflecting plane (4), which is turned through a second angle in relation to the transducer plane (19), after which the ultrasound is reflected back to the transducer plane (19) by the plane mirror (9) before the ultrasound reaches the second transducer (3). 7. An ultrasonic flowmeter according to one of the Claims 167, characterized in that the transducers (2, 3) are placed on the same side of the meter tube, but turned through an angle in relation to each other. 8. An ultrasonic flowmeter according to one of the Claims 1-7, characterized in that the transducers (2, 3) are placed withdrawn from the medium flow on a shadow tube (5, 6), through which the ultrasound passes before coming into contact with the medium flow. 9. An ultrasonic flowmeter according to one of the Claims 1-8, characterized in that the shadow tube (5, 6) has internal reflecting planes (22), which scatter the ultrasound.

Description

Настоящее изобретение относится к ультразвуковому расходомеру для измерения расхода жидкости или газа, проходящих через измерительную трубу, оснащенную ультразвуковыми преобразователями, причем ультразвук отражается стенкой трубы, которая имеет, по меньшей мере, одну фокусирующую отражающую поверхность.The present invention relates to an ultrasonic flow meter for measuring the flow of a liquid or gas passing through a measuring tube equipped with ultrasonic transducers, the ultrasound reflected by the wall of the tube which has at least one focusing reflecting surface.

Из патента ФРГ № 3941544 А1 известен расходомер, в котором ультразвуковые волны проходят между двумя преобразователями по W-образной траектории. Звуковые колебания отражаются сначала от нижней части трубы, затем от верхней части и, наконец, от нижней части трубы. Некоторые из звуковых колебаний проходят по траектории только с одним отражением в сторону нижней части трубы. Эти звуковые колебания поглощаются поглощающим материалом, расположенным в нижней части трубы.From the Federal Republic of Germany patent No. 3941544 A1, a flow meter is known in which ultrasonic waves pass between two transducers along a W-shaped trajectory. Sound vibrations are reflected first from the lower part of the pipe, then from the upper part and, finally, from the lower part of the pipe. Some of the sound waves travel along a path with only one reflection towards the lower part of the tube. These sound vibrations are absorbed by the absorbing material located at the bottom of the pipe.

В европейском патенте № 0521855 В1 описывается аналогичный расходомер, но отражающие поверхности у него являются криволинейными, благодаря чему звуковые волны фокусируются. Низ трубы имеет дефокусирующую отражающую поверхность, расположенную между фокусирующими поверхностями. Таким образом, та часть звуковых колебаний, которые проходят через измерительную трубу по Vобразной траектории, поглощается. Даже с этими мерами предосторожности акустический сигнал, проходя через расходомер, сильно поглощается и приемный преобразователь принимает слабый сигнал, на который накладываются звуковые колебания, прошедшие через трубу по V-образной траектории. Если преобразователь принимает слабый сигнал, то он чувствителен к шумам, которые могут быть как механическими, так и электромагнитными.European patent number 0521855 B1 describes a similar flow meter, but its reflecting surfaces are curvilinear, due to which the sound waves are focused. The bottom of the tube has a defocusing reflective surface located between the focusing surfaces. Thus, that part of the sound waves that pass through the measuring tube along a V-shaped trajectory is absorbed. Even with these precautions, the acoustic signal, passing through the flow meter, is strongly absorbed and the receiving transducer receives a weak signal, which is superimposed on sound vibrations that have passed through the pipe along a V-shaped trajectory. If the transducer receives a weak signal, then it is sensitive to noise, which can be both mechanical and electromagnetic.

В европейской заявке на патент № 0538930 А1 предложен ультразвуковой расходомер для измерения расхода жидкостей или газов, проходящих через измерительную трубу, оснащенную ультразвуковыми преобразователями, в котором ультразвук отражается стенкой трубы эллипсоидальной формы, а преобразователи расположены в фокусах эллипса, которые находятся на центральной оси эллипсоидальной измерительной трубы. Недостатком конструкции с таким расположением преобразователей является то, что она не обеспечивает одинаковых результатов при измерении расхода ламинарных и турбулентных потоков.European patent application No. 0538930 A1 proposes an ultrasonic flow meter for measuring the flow of liquids or gases passing through a measuring tube equipped with ultrasonic transducers, in which ultrasound is reflected by the ellipsoidal tube wall, and the transducers are located at the foci of the ellipse, which are located on the central axis of the ellipsoidal measuring pipes. The disadvantage of the design with this arrangement of transducers is that it does not provide the same results when measuring the flow rate of laminar and turbulent flows.

Задача настоящего изобретения - создать простой и дешевый ультразвуковой расходомер, способный выполнять точные и быстрые измерения, в котором указанные выше недостатки в существенной степени устранены.The present invention is to create a simple and cheap ultrasonic flow meter that can perform accurate and fast measurements, in which the above disadvantages are substantially eliminated.

Поставленная задача может быть решена с помощью ультразвукового расходомера для измерения расхода жидкостей или газов, проходящих через измерительную трубу, оснащенную ультразвуковыми преобразователями, в котором ультразвук отражается стенкой трубы, имеющей, по меньшей мере, одну фокусирующую отражающую поверхность, причем, по меньшей мере, одна фокусирующая отражающая поверхность является эллипсоидальной, а преобразователи расположены на расстоянии от потока среды в фокусах эллипса, причем, в соответствии с изобретением, преобразователи расположены в плоскости преобразователей, которая смещена в боковом направлении относительно оси измерительной трубы.The task can be solved using an ultrasonic flow meter to measure the flow of liquids or gases passing through a measuring tube equipped with ultrasonic transducers, in which ultrasound is reflected by the wall of the tube having at least one focusing reflecting surface, and at least one the focusing reflecting surface is ellipsoidal, and the transducers are located at a distance from the medium flow in the foci of the ellipse, and, in accordance with the invention, STUDIO transducers arranged in a plane which is offset laterally with respect to the measuring tube axis.

Тем самым может быть сделано так, что все части луча звуковых колебаний проходят одинаковое расстояние и получается чистый сигнал. Пучок звуковых колебаний, излучаемый из одного из фокусов эллипса, будет отражаться и собираться в другом фокусе эллипса. Это приводит к усилению принимаемого сигнала, который благодаря этому становится менее чувствительным к шумам.Thus, it can be done so that all parts of the sound beam travel the same distance and a clean signal is obtained. A beam of sound vibrations emitted from one of the foci of an ellipse will be reflected and collected in another focal point of the ellipse. This leads to an increase in the received signal, which due to this becomes less sensitive to noise.

Благодаря размещению преобразователей в плоскости преобразователей, которая смещена в боковом направлении от оси измерительной трубы, достигаются одинаковые результаты при измерениях как турбулентных, так и ламинарных потоков в измерительной трубе.By placing the transducers in the transducer plane, which is displaced laterally from the axis of the measuring tube, the same results are achieved by measuring both turbulent and laminar flows in the measuring tube.

Настоящее изобретение может быть реализовано с неоднократным отражением ультразвука от стенки трубы и прохождением ультразвукового пучка по W-образной траектории. Тем самым приемлемая разность времени при измерении по направлению течения и против него достигается даже в том случае, когда труба имеет малый внутренний диаметр.The present invention can be implemented with repeated reflection of ultrasound from the pipe wall and the passage of the ultrasonic beam in a W-shaped trajectory. Thus, an acceptable time difference when measured in the direction of flow and against it is achieved even in the case when the pipe has a small internal diameter.

Расходомер может иметь несколько эллипсоидальных отражателей, у которых эллипсы имеют общие фокусы, расположенные на отражающих поверхностях. С помощью поочередного фокусирования и расхождения ультразвукового пучка измерения могут выполняться с большим измерительным расстоянием без критических потерь интенсивности сигнала. Экономичный расходомер может быть встроен в трубу малого диаметра. Длинный путь сигнала в среде означает, что могут быть измерены низкие скорости потока.A flow meter may have several ellipsoidal reflectors, in which the ellipses have common foci located on reflecting surfaces. With the help of alternate focusing and divergence of the ultrasonic beam, measurements can be performed with a large measuring distance without critical loss of signal intensity. An economical flow meter can be built into a small diameter pipe. A long signal path in the medium means that low flow rates can be measured.

Расходомер может быть сконструирован, по меньшей мере, с двумя эллипсоидальными отражателями, у которых эллипсы имеют один общий фокус на противоположной отражателям стенке трубы, а другие фокусы эллипсов находятся на поверхностях преобразователей. При этом точка общего фокуса может быть выполнена так, чтобы она имела особые отражательные свойства, и затухание ультразвукового сигнала было уменьшено.The flow meter can be designed with at least two ellipsoidal reflectors, in which the ellipses have one common focus on the opposite wall of the reflectors, and the other foci of the ellipses are on the surfaces of the transducers. In this case, the common focus point can be made so that it has special reflective properties, and the attenuation of the ultrasonic signal is reduced.

Отражающие поверхности удобно наклонить относительно друг друга и относительно преобразователей. Тем самым траектория отраженных звуковых колебаний может проходить вне плоскости преобразователей.Reflective surfaces are convenient to tilt relative to each other and relative to transducers. Thus, the trajectory of the reflected sound waves can pass outside the plane of the transducers.

Ультразвуковой расходомер может быть построен так, что ультразвук, излучаемый первым преобразователем, падает сначала на плоский отражатель, повернутый на первый угол относительно плоскости преобразователей, после чего ультразвук отражается эллипсоидальной отражающей поверхностью, повернутой на второй угол относительно плоскости преобразователей, и затем отражается плоским отражателем снова в плоскость преобразователей, перед тем как достигнуть второго преобразователя. Благодаря этому ультразвуковые волны могут заполнять все поперечное сечение трубы. Таким образом с одним комплектом преобразователей достигается такой же эффект, как и при многоканальных измерениях с несколькими траекториями.The ultrasonic flow meter can be constructed so that the ultrasound emitted by the first transducer falls first on a flat reflector rotated at a first angle relative to the transducer plane, after which the ultrasound is reflected by an ellipsoidal reflecting surface rotated at a second angle relative to the transducer plane, and then reflected by a flat reflector into the transducer plane before reaching the second transducer. Due to this, ultrasonic waves can fill the entire cross section of the pipe. Thus, with one set of transducers, the same effect is achieved as with multichannel measurements with several trajectories.

Преобразователи могут быть размещены на одной стороне измерительной трубы, но под углом друг к другу. Благодаря этому ультразвуковые волны также заполняют поперечное сечение трубы.Transducers can be placed on one side of the measuring tube, but at an angle to each other. Due to this, ultrasonic waves also fill the cross-section of the pipe.

Ультразвуковой расходомер удобно сконструировать так, чтобы преобразователи размещались вне потока среды, в экранирующей трубе, через которую ультразвук проходит прежде, чем войти в контакт с потоком среды. Таким образом может быть достигнуто поглощение и рассеяние звуковых волн, падающих на стенку экранирующей трубы. Это обеспечивает ослабление звуковых волн, проходящих по Vобразной траектории, и устраняет ошибки измерений.An ultrasonic flow meter is conveniently designed so that the transducers are located outside the medium flow, in a shielding tube through which the ultrasound passes before it comes into contact with the medium flow. In this way, the absorption and scattering of sound waves incident on the wall of the shielding tube can be achieved. This ensures attenuation of sound waves passing through a V-shaped trajectory and eliminates measurement errors.

Экранирующая труба может иметь внутренние отражающие плоскости, которые рассеивают ультразвук. Таким образом та часть звукового пучка, которая попадает на стенку трубы, может быть рассеяна в различных направлениях. Благодаря этому звуковые колебания преобразуются в шумовой сигнал, который не создает помех измерениям в трубе.The shielding tube may have internal reflective planes that scatter ultrasound. Thus, the part of the sound beam that falls on the pipe wall can be scattered in different directions. Due to this, sound vibrations are converted into a noise signal that does not interfere with measurements in the pipe.

Ниже изобретение поясняется на основе следующих чертежей.Below the invention is explained on the basis of the following drawings.

На фиг. 1 показан в сечении один из возможных вариантов осуществления изобретения; на фиг. 2 - в разрезе другой возможный вариант осуществления изобретения;FIG. 1 shows in cross section one of the possible embodiments of the invention; in fig. 2 shows another possible embodiment of the invention;

на фиг. 3 - поперечный разрез измерительной трубы, сконструированной в соответствии с изобретением;in fig. 3 is a cross-sectional view of a measuring tube constructed in accordance with the invention;

на фиг.4 - в сечении возможный вариант выполнения экранирующей трубы;figure 4 is in cross section of a possible embodiment of the shielding pipe;

на фиг. 5 - в сечении альтернативный вариант осуществления изобретения.in fig. 5 shows an alternative embodiment of the invention in cross section.

На фиг. 1 показано продольное сечение измерительной трубы 1 с двумя ультразвуковыми преобразователями 2, 3. Они могут быть магнитострикционными, электромагнитными или электрострикционными. Преобразователи могут быть сконструированы также и пьезоэлектрическими. Ультразвуковой сигнал преобразователей 2, 3 отражается отражателем 4. Отражатель 4 выполнен в виде эллипсоида вращения, а преобразователи располагаются в фокусах 7, 8 эллипсоида.FIG. 1 shows a longitudinal section of the measuring tube 1 with two ultrasonic transducers 2, 3. They can be magnetostrictive, electromagnetic or electrostrictive. The transducers can also be designed piezoelectric. The ultrasonic signal of the transducers 2, 3 is reflected by the reflector 4. The reflector 4 is made in the form of an ellipsoid of rotation, and the transducers are located in the foci 7, 8 of the ellipsoid.

Ультразвуковой сигнал излучается одним из преобразователей 2, 3, который расположен в одном из фокусов 7. Ультразвуковой сигнал отражается отражателем 4 в другой фокус 8, где сигнал принимается другим преобразователем 2, 3.The ultrasonic signal is emitted by one of the transducers 2, 3, which is located in one of the focuses 7. The ultrasonic signal is reflected by the reflector 4 to another focus 8, where the signal is received by another transducer 2, 3.

На фиг.2 показан продольный разрез другого возможного варианта осуществления изобретения. Аналогично показанному на фиг.1, измерительная труба 1 имеет два преобразователя 2, 3, которые расположены в экранирующей трубе 6, 7 на расстоянии от потока среды. Отражатель 4, который выполнен в виде эллипсоида вращения, показан здесь в верхней части трубы на той же стороне, что и преобразователи. В нижней части трубы имеется плоский отражатель 9. Преобразователи 2, 3 закреплены в пробках 10, 11, которые ввинчены в измерительную трубу 1 . Преобразователи 2, 3 защищены от соприкосновения со средой диафрагмами 12, 13. Диафрагмы 12, 13 закреплены между пробками 1 0, 11 и буртиками в измерительной трубе 1. Герметичность соединения пробок 10, 11 с измерительной трубой 1 достигается с помощью уплотнительных колец 14, 15. Показана также выемка 1 6, которая может быть использована для датчика температуры. Между преобразователями 2, 3 показана коробка 1 7, которая может содержать электронную схему, способную генерировать ультразвуковые импульсы и осуществлять обработку принимаемого ультразвукового сигнала. Электронная схема может содержать дисплей для отображения измеряемых параметров. Клавиатура может предоставлять пользователю возможность выбора различных данных для отображения их на дисплее.Figure 2 shows a longitudinal section of another possible embodiment of the invention. Similarly shown in figure 1, the measuring tube 1 has two transducers 2, 3, which are located in the shielding pipe 6, 7 at a distance from the flow of the medium. The reflector 4, which is made in the form of an ellipsoid of rotation, is shown here at the top of the tube on the same side as the transducers. At the bottom of the pipe there is a flat reflector 9. Converters 2, 3 are fixed in traffic jams 10, 11, which are screwed into measuring tube 1. The transducers 2, 3 are protected from contact with the medium by the diaphragms 12, 13. The diaphragms 12, 13 are fixed between the plugs 1 0, 11 and the shoulders in the measuring tube 1. The tightness of the connection of the plugs 10, 11 with the measuring tube 1 is achieved by means of sealing rings 14, 15 Also shown is a notch 1 6, which can be used for a temperature sensor. Between the transducers 2, 3, a box 1 7 is shown, which may contain an electronic circuit capable of generating ultrasonic pulses and processing the received ultrasonic signal. The electronic circuit may contain a display for displaying the measured parameters. The keyboard can provide the user with the ability to select various data for display on the display.

Ультразвуковой сигнал излучается одним из преобразователей 2, 3, который расположен в одном из фокусов 7, 8 эллипсоидального отражателя 4. Сначала ультразвуковой сигнал отражается плоским отражателем 9 вверх на эллипсоидальный отражатель 4. Оттуда ультразвук отражается обратно на плоский отражатель 9. От него ультразвук отражается снова, после чего собирается в другом фокусе 7, 8 на другом преобразователе 2, 3.The ultrasonic signal is emitted by one of the transducers 2, 3, which is located in one of the foci 7, 8 of the ellipsoidal reflector 4. First, the ultrasonic signal is reflected by the flat reflector 9 up to the ellipsoidal reflector 4. From there, the ultrasound is reflected back to the flat reflector 9. From it, the ultrasound is reflected again , after which it is collected in another focus 7, 8 on another converter 2, 3.

На фиг.3 изображен поперечный разрез измерительной трубы, показанной на фиг.2. Плоский отражатель 9 повернут на угол 21 относительно поперечной оси 20 измерительной трубы 1 . Ось отражателя 4, которому придана форма эллипсоида вращения, повернута на другой, больший угол относительно поперечной оси 20 измерительной трубы. Плоскость 19 преобразователей смещена в боковом направлении от оси 1 8 измерительной трубы.Figure 3 shows a cross-section of the measuring tube, shown in figure 2. Flat reflector 9 is rotated at an angle of 21 relative to the transverse axis 20 of the measuring tube 1. The axis of the reflector 4, which is shaped as an ellipsoid of rotation, is rotated to another, larger angle relative to the transverse axis 20 of the measuring tube. The plane 19 of the transducers is offset in the lateral direction from the axis 1 8 of the measuring tube.

Ультразвук излучается из одного фокуса 7 эллипсоида в направлении плоского отражателя 9, который повернут на угол 21. От него ультра5 звук отражается в наклонном направлении на эллипсоидальный отражатель 4. Ультразвуковой пучок расширяется и заполняет все поперечное сечение измерительной трубы. При отражении эллипсоидальным отражателем 4 ультразвук собирается и возвращается обратно через плоский отражатель 9 в фокус 7 на поверхности преобразователя.Ultrasound is emitted from one focus 7 of the ellipsoid in the direction of the flat reflector 9, which is rotated by an angle of 21. From it, the ultra5 sound is reflected in an oblique direction to the ellipsoidal reflector 4. The ultrasonic beam expands and fills the entire cross section of the measuring tube. When reflected by an ellipsoidal reflector 4, ultrasound is collected and returned back through the flat reflector 9 to focus 7 on the surface of the transducer.

При заполнении ультразвуком всего поперечного сечения трубы может быть построен расходомер, который пригоден для различных скоростей движения в профиле потока. Расходомер может точно измерять как ламинарные, так и турбулентные потоки.When ultrasound fills the entire cross-section of the pipe, a flow meter can be constructed that is suitable for different speeds in the flow profile. The flow meter can accurately measure both laminar and turbulent flows.

На фиг.4 показано сечение возможного варианта выполнения экранирующей трубы. Экранирующая труба 6 показана с отражающими плоскостями 22 на внутренней поверхности трубы. Ультразвуковой пучок, излучаемый преобразователем 2, является широким и часть его будет падать на внутреннюю поверхность экранирующей трубы 6. Отражения от нее могут влиять на измерения вследствие того, что ультразвуковые волны будут следовать между преобразователями по другой траектории. Альтернативная траектория может быть короче или длиннее, чем желаемая. Вследствие этого нежелательные волны приходят раньше или позже полезного сигнала. Результатом этого является неточное измерение.Figure 4 shows a cross section of a possible implementation of the shielding pipe. The shielding tube 6 is shown with reflective planes 22 on the inner surface of the tube. The ultrasonic beam emitted by transducer 2 is wide and a part of it will fall on the inner surface of the shielding tube 6. Reflections from it can affect the measurements due to the fact that ultrasonic waves will follow between transducers along a different path. Alternative trajectory may be shorter or longer than desired. Because of this, unwanted waves come sooner or later than the useful signal. The result is an inaccurate measurement.

При наличии на внутренней поверхности экранирующей трубы 6 случайно отражающих плоскостей 22, та часть ультразвука, которая падает на стенку трубы, рассеивается в различных направлениях. Тем самым ультразвук преобразуется в шум, излучаемый в различных направлениях. Шум смешивается с существующим шумом в измерительной трубе и не влияет на приемный преобразователь.If there are 6 randomly reflecting planes 22 on the inner surface of the shielding tube, that part of the ultrasound that falls on the tube wall is scattered in different directions. Thus, ultrasound is converted into noise emitted in different directions. The noise is mixed with the existing noise in the measuring tube and does not affect the receiving transducer.

На фиг. 5 показан в сечении альтернативный вариант осуществления изобретения. Здесь изображены два эллипсоидальных отражателя 23, 24, которые имеют общий фокус 27. Другие фокусы 26, 28 эллипсоидов находятся на поверхностях преобразователей.FIG. 5 shows an alternative embodiment of the invention in cross section. Here are two ellipsoidal reflectors 23, 24, which have a common focus 27. Other foci 26, 28 ellipsoids are located on the surfaces of the transducers.

Отражающие поверхности 27, на которых фокусируются звуковые волны, должны быть сконструированы из материала с хорошими отражающими свойствами. В измерительной трубе могут быть просверлены отверстия и отражающие поверхности 27 могут быть смонтированы на пробке, которая закрывает такое отверстие. Просверленные отверстия могут быть снабжены резьбой, а винты с полированными торцевыми поверхностями могут быть ввинчены так, чтобы фокусируемый ультразвук отражался от винтов.The reflective surfaces 27 on which sound waves are focused should be constructed from a material with good reflective properties. Holes can be drilled in the measuring tube and the reflective surfaces 27 can be mounted on a stopper that covers such a hole. Drilled holes can be threaded, and screws with polished end surfaces can be screwed in so that the focused ultrasound is reflected from the screws.

Claims (9)

1. Ультразвуковой расходомер для измерения расхода жидкостей или газов, проходящих через измерительную трубу, оснащенную ультразвуковыми преобразователями, в котором ультразвук отражается стенкой трубы, имеющей, по меньшей мере, одну фокусирующую отражающую поверхность, причем, по меньшей мере, одна фокусирующая отражающая поверхность (4, 23, 24) является эллипсоидальной, а преобразователи (2, 3) расположены на расстоянии от потока среды в фокусах (7, 8, 26, 28) эллипса, отличающийся тем, что преобразователи (2, 3) расположены в плоскости (19) преобразователей, которая смещена в боковом направлении относительно оси (18) измерительной трубы.1. An ultrasonic flow meter for measuring the flow rate of liquids or gases passing through a measuring tube equipped with ultrasonic transducers, in which ultrasound is reflected by the wall of the pipe having at least one focusing reflective surface, and at least one focusing reflective surface (4 , 23, 24) is ellipsoidal, and the transducers (2, 3) are located at a distance from the medium flow at the foci (7, 8, 26, 28) of the ellipse, characterized in that the transducers (2, 3) are located in the plane (19) transformed torsion, which is offset laterally relative to the axis (18) of the measuring tube. 2. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что он выполнен так, что ультразвук отражается стенкой трубы несколько раз и проходит по W-образной траектории.2. The ultrasonic flow meter according to claim 1, characterized in that it is designed so that ultrasound is reflected by the pipe wall several times and passes along a W-shaped path. 3. Ультразвуковой расходомер по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет несколько эллипсоидальных отражателей, у которых эллипсы имеют общие фокусы на отражающих поверхностях (27).3. The ultrasonic flow meter according to claim 1 or 2, characterized in that it has several ellipsoidal reflectors, in which the ellipses have common foci on reflective surfaces (27). 4. Ультразвуковой расходомер по п.3, отличающийся тем, что он имеет, по меньшей мере, два эллипсоидальных отражателя (23, 24), у которых эллипсы имеют общий фокус (27) на противоположной стенке трубы, а другие фокусы (26, 28) эллипсов находятся на поверхностях преобразователей.4. The ultrasonic flow meter according to claim 3, characterized in that it has at least two ellipsoidal reflectors (23, 24), in which the ellipses have a common focus (27) on the opposite wall of the pipe, and other tricks (26, 28 ) ellipses are on the surfaces of the transducers. 5. Ультразвуковой расходомер по одному из пп. 1 -4, отличающийся тем, что отражающая плоскость (4), а также малые полуоси эллипсов (4, 9, 23, 24, 27) имеют наклон относительно друг друга и относительно плоскости, проходящей через оси симметрии преобразователей.5. Ultrasonic flow meter according to one of paragraphs. 1 -4, characterized in that the reflecting plane (4), as well as the minor axis of the ellipses (4, 9, 23, 24, 27) have an inclination relative to each other and relative to the plane passing through the axis of symmetry of the transducers. 6. Ультразвуковой расходомер по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что ультразвук, излучаемый первым преобразователем (2), падает сначала на плоский отражатель (9), который повернут на первый угол по отношению к плоскости (19) преобразователей, после чего ультразвук отражается эллипсоидальной отражающей поверхностью (4), которая повернута на второй угол по отношению к плоскости (19) преобразователей, и затем ультразвук отражается плоским отражателем (9) обратно в плоскость (19) преобразователей перед тем, как он достигает второго преобразователя (3).6. An ultrasonic flow meter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ultrasound emitted by the first transducer (2) first falls on a flat reflector (9), which is rotated by a first angle with respect to the plane (19) of the transducers, after whereby ultrasound is reflected by an ellipsoidal reflective surface (4), which is rotated a second angle with respect to the plane (19) of the transducers, and then ultrasound is reflected by a flat reflector (9) back to the plane (19) of the transducers before it reaches the second transducer (3) ) . 7. Ультразвуковой расходомер по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что преобразователи (2, 3) располагаются на одной и той же стороне измерительной трубы под углом друг к другу.7. An ultrasonic flow meter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transducers (2, 3) are located on the same side of the measuring tube at an angle to each other. 8. Ультразвуковой расходомер по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что преобразователи (2, 3) расположены вне потока среды в экранирующей трубе (5, 6), через которую ультразвук проходит перед тем, как входит в контакт с потоком среды.8. An ultrasonic flow meter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the transducers (2, 3) are located outside the medium flow in a shielding tube (5, 6), through which the ultrasound passes before it comes into contact with the medium flow . 9. Ультразвуковой расходомер по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что экранирую7 щая труба (5, 6) имеет внутренние отражающие поверхности (22), которые рассеивают ультра-9. An ultrasonic flow meter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the shielding tube (5, 6) has internal reflective surfaces (22) that scatter ultra-
EA199700148A 1995-01-31 1996-01-26 Ultrasonic flowmeter "w" EA000212B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK11295A DK171569B1 (en) 1995-01-31 1995-01-31 Ultrasonic flow meter "W"
PCT/DK1996/000042 WO1996024029A1 (en) 1995-01-31 1996-01-26 Ultrasonic flowmeter 'w'

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA199700148A1 EA199700148A1 (en) 1998-02-26
EA000212B1 true EA000212B1 (en) 1998-12-24

Family

ID=8089887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA199700148A EA000212B1 (en) 1995-01-31 1996-01-26 Ultrasonic flowmeter "w"

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0807243A1 (en)
CN (1) CN1172528A (en)
AU (1) AU4482696A (en)
DE (1) DE19549162C2 (en)
DK (1) DK171569B1 (en)
EA (1) EA000212B1 (en)
WO (1) WO1996024029A1 (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19632165A1 (en) * 1996-08-09 1998-02-12 Elster Produktion Gmbh Method and device for ultrasonic flow measurement
DE19713526A1 (en) * 1997-04-01 1998-10-08 Elster Produktion Gmbh Device for ultrasonic flow measurement
SI20344A (en) * 1999-06-11 2001-02-28 Iskraemeco D.D. Measuring tube of ultrasonic gas flow measuring device
DE10057342A1 (en) * 2000-11-18 2002-05-23 Elster Produktion Gmbh Ultrasonic flow meter for measuring gas consumption has provision for preventing direct transmission between them with side walls of measurement tube provided with sound absorbing surface
EP1255094B1 (en) * 2001-05-04 2010-04-07 Landis+Gyr GmbH Arrangement for measuring the flow speed of a medium
DE102004060062A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic measuring device
DE102006023478A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-22 Siemens Ag Flow sensor and flow channel for receiving the flow sensor
DE102006023479A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-22 Siemens Ag Flow channel for receiving the flow sensor
DE102006041530B4 (en) * 2006-09-05 2008-10-30 Continental Automotive Gmbh Method for air mass measurement and air mass sensor
DE102009031694B3 (en) * 2009-07-04 2010-10-14 Qundis Gmbh Flow Meter
DE102010020338A1 (en) 2010-05-12 2011-11-17 Hydrometer Gmbh Housing arrangement for ultrasonic flowmeter and ultrasonic flowmeter
CN101858762B (en) * 2010-05-19 2013-01-16 邓鲁坚 Tube wall reflection type ultrasonic flow sensor
CN102095889B (en) * 2010-11-29 2012-10-17 河海大学常州校区 Three-channel ultrasonic time-of-flight velocity measurement method
DE102012101098A1 (en) 2012-02-10 2013-08-14 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultrasonic flowmeter and method for determining the flow rate or volumetric flow of a fluid
DE102013105922A1 (en) 2013-06-07 2014-12-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultrasonic flowmeter
CN103471672B (en) * 2013-09-28 2016-07-27 重庆前卫科技集团有限公司 The W type reflection runner of gas flow gauge table
DE102014118187A1 (en) * 2014-12-09 2016-06-09 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultrasonic flowmeter
CN105158332A (en) * 2015-08-24 2015-12-16 河北吉信同普电子科技开发有限公司 Ultrasonic detector
CN105987732A (en) * 2016-07-28 2016-10-05 重庆前卫克罗姆表业有限责任公司 Design method for reflecting surface of ultrasonic gas meter or flow meter
CN106871981A (en) * 2017-02-13 2017-06-20 青小武 A kind of flow passage structure for ultrasonic wave gas, water, hotlist or flowmeter
DE102017110308A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 Krohne Ag Ultrasonic flowmeter
CN107505016B (en) * 2017-09-13 2022-02-08 湖北锐意自控系统有限公司 Gas flow metering chamber and gas flow meter
FR3080683B1 (en) * 2018-04-30 2023-03-17 Buerkert Werke Gmbh & Co Kg FLUID MEASURING MEANS
DE202018102622U1 (en) * 2018-05-09 2018-05-18 Zenner International Gmbh & Co. Kg ultrasonic meters
CN108759946A (en) * 2018-08-08 2018-11-06 北京名旭测控科技有限公司 A kind of ultrasonic wave gas meter reflection runner focused using elliptical shape ball solid
US11137275B2 (en) * 2018-10-05 2021-10-05 Honeywell International Inc. Ultrasonic flow meter with lens combination
CN109781671B (en) * 2019-03-11 2021-11-05 西北核技术研究所 A kind of transmittance on-line testing method and device
MX2020011238A (en) 2019-10-31 2022-02-10 Neptune Tech Group Inc Unitized measuring element for water meter assembly.
CN110864751B (en) * 2019-12-30 2024-07-05 郑州引领科技有限公司 Special sound channel for ultrasonic gas meter
CN118583231B (en) * 2023-03-02 2025-11-11 北京华丞电子有限公司 Flow rate detection device and flow rate detection method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3911408A1 (en) * 1989-04-07 1990-10-11 Siemens Ag Measuring tube for ultrasonic flow measurements
DE3941544A1 (en) * 1989-12-15 1991-06-20 Siemens Ag ULTRASONIC FLOW METER
DE4010148A1 (en) * 1990-03-29 1991-10-02 Siemens Ag IMPROVEMENT FOR AN ULTRASONIC GAS / LIQUID FLOW METER
EP0538930A1 (en) * 1991-10-25 1993-04-28 Schlumberger Industries Apparatus for measuring the speed of a flowable medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4336368C2 (en) * 1993-10-25 1995-08-03 Siemens Ag Flow measuring device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3911408A1 (en) * 1989-04-07 1990-10-11 Siemens Ag Measuring tube for ultrasonic flow measurements
DE3941544A1 (en) * 1989-12-15 1991-06-20 Siemens Ag ULTRASONIC FLOW METER
DE4010148A1 (en) * 1990-03-29 1991-10-02 Siemens Ag IMPROVEMENT FOR AN ULTRASONIC GAS / LIQUID FLOW METER
EP0538930A1 (en) * 1991-10-25 1993-04-28 Schlumberger Industries Apparatus for measuring the speed of a flowable medium

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996024029A1 (en) 1996-08-08
DE19549162A1 (en) 1996-08-01
AU4482696A (en) 1996-08-21
DK171569B1 (en) 1997-01-13
CN1172528A (en) 1998-02-04
DE19549162C2 (en) 1999-04-01
DK11295A (en) 1996-08-01
EA199700148A1 (en) 1998-02-26
EP0807243A1 (en) 1997-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA000212B1 (en) Ultrasonic flowmeter "w"
EP0935798B1 (en) Ultrasonic buffer/waveguide
US7673526B2 (en) Apparatus and method of lensing an ultrasonic beam for an ultrasonic flow meter
US3906791A (en) Area averaging ultrasonic flowmeters
JPH05506092A (en) Improvement of ultrasonic gas/liquid flow meter
JPH0580605B2 (en)
KR20080080556A (en) Ultrasonic measuring parts made of plastic and corresponding measuring method
US7503225B2 (en) Ultrasonic flow sensor having a transducer array and reflective surface
CN100594362C (en) Wedges and Wedge Cells Used in Ultrasonic Doppler Flowmeters
US20230243683A1 (en) Flowmeter and method for meausuring the flow of a fluid
AU641213B2 (en) Ultrasonic gas/liquid flow meter
RU2580907C1 (en) Ultrasonic waveguide level meter for liquid
JP3711885B2 (en) Pipe internal pressure measuring device and pipe internal pressure measuring method
JPH03113362A (en) Conical ultrasonic wave deflector
JP2974770B2 (en) Gas or liquid ultrasonic flow meter
US4608507A (en) Damping device for focused piezoelectric transducer
WO1999057527A1 (en) Method and instrument for level measurements
JPH09287990A (en) Ultrasonic flow meter
RU2225082C1 (en) Acoustic unit of ultrasonic measuring device
JPS628726B2 (en)
Messer et al. Main effects on the accuracy of Pulsed-Ultrasound-Doppler-Velocimetry in the presence of rigid impermeable walls
JP2685590B2 (en) Ultrasound transceiver
JPH03113324A (en) flow rate detection device
JP2005195371A (en) Ultrasonic flow meter and sound absorbing material for ultrasonic flow meter
Titov et al. The velocity and attenuation of outgoing surface acoustic waves measured using an ultrasonic microscope with two focusing transducers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ BY KZ KG TJ TM RU