超聲波流量計

　　創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權專利——超聲波流量計。該專利由阿帕特米托爾斯有限公司申請，并于2016年5月11日獲得授權公告。
　　
　　內(nèi)容說明
　　
　　該發(fā)明涉及用于測量流體流量的超聲波流量計，更具體地處于渡越時間流量計量的領域。
　　
　　發(fā)明背景
　　
　　在過去的25年里，超聲波流量計量經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，從少量的實驗室儀器發(fā)展為非常大量生產(chǎn)的標準設備。在一定程度上已經(jīng)克服了技術上和商業(yè)上的挑戰(zhàn)，在流量計量的許多領域中，現(xiàn)在該技術可與包括機械計量表的大部分其它方法相競爭。例如，現(xiàn)在大量生產(chǎn)的高精度流量計通常用作水表、量熱計、氣體計量表和用于開賬單的其它計量表。
　　
　　一些繼續(xù)產(chǎn)生影響的挑戰(zhàn)正在改善流量計，從而它們不太對電子噪聲和聲學噪聲敏感，并仍保持流量計穩(wěn)定和可生產(chǎn)，并且不會犧牲成本和功耗。通過增加信噪比可減小對噪聲的敏感性，這是增大信號的最有效方法。涉及這些主題的許多不同的電子電路是現(xiàn)有技術已知的，每個都有優(yōu)點和缺點，而造成目前現(xiàn)狀的主要原因是準確的阻抗匹配允許流量計充分使用互反定律。
　　
　　盡管互反和穩(wěn)定流量計量之間的關聯(lián)已經(jīng)知道許多年了，但是目前已知，在這些專利文獻中描述的關聯(lián)僅為充分實現(xiàn)承受壓電超聲波換能器的固有公差以便能夠生產(chǎn)可產(chǎn)生和穩(wěn)定的流量計的實踐方法?，F(xiàn)有技術中其實已有一些解決辦法，例如利用生成器和接收器通過兩個不同的手段來實現(xiàn)，但是在該配置中，為了在改變換能器參數(shù)時的穩(wěn)定結果，會犧牲接收信號強度。
　　
　　因此，該發(fā)明的目的就是克服上面指出的問題，并且提供穩(wěn)定的、可生產(chǎn)的能夠傳輸高聲學信號的流量計。
　　
　　發(fā)明內(nèi)容
　　
　　該專利公開了一種超聲波流量計，包括切換單元，用于切換信號產(chǎn)生器和至少兩個超聲波換能器之間的電傳輸信號，并用于切換換能器和接收器電路之間的電接收信號。其中，切換單元與信號產(chǎn)生器的運算放大器的輸出端以及接收器電路的運算放大器的反向輸入端耦合。
　　

該發(fā)明實施方式的超聲波流量計中的超聲波換能器的耦合
　　此外，該發(fā)明公開了描述超聲波換能器特性的方法，包括從信號生成器的有源元件的一個或多個電源電流信號直接確定用于描述換能器特性的一個或多個量的步驟。其中包含一種用于確定超聲波流量計在流動路徑中超聲波信號的時間延遲的方法，包括將物理傳送的、延遲的和接收的信號與仿真的非延遲信號進行比較的步驟。