超聲波流量計(jì)

　　創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。今天為大家介紹一項(xiàng)國家發(fā)明授權(quán)專利——超聲波流量計(jì)。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(quán)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(jì)，更具體地處于渡越時(shí)間流量計(jì)量的領(lǐng)域。
　　
　　發(fā)明背景
　　
　　在過去的25年里，超聲波流量計(jì)量經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，從少量的實(shí)驗(yàn)室儀器發(fā)展為非常大量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。在一定程度上已經(jīng)克服了技術(shù)上和商業(yè)上的挑戰(zhàn)，在流量計(jì)量的許多領(lǐng)域中，現(xiàn)在該技術(shù)可與包括機(jī)械計(jì)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(jì)通常用作水表、量熱計(jì)、氣體計(jì)量表和用于開賬單的其它計(jì)量表。
　　
　　一些繼續(xù)產(chǎn)生影響的挑戰(zhàn)正在改善流量計(jì)，從而它們不太對電子噪聲和聲學(xué)噪聲敏感，并仍保持流量計(jì)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(shù)已知的，每個(gè)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而造成目前現(xiàn)狀的主要原因是準(zhǔn)確的阻抗匹配允許流量計(jì)充分使用互反定律。
　　
　　盡管互反和穩(wěn)定流量計(jì)量之間的關(guān)聯(lián)已經(jīng)知道許多年了，但是目前已知，在這些專利文獻(xiàn)中描述的關(guān)聯(lián)僅為充分實(shí)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(jì)的實(shí)踐方法?，F(xiàn)有技術(shù)中其實(shí)已有一些解決辦法，例如利用生成器和接收器通過兩個(gè)不同的手段來實(shí)現(xiàn)，但是在該配置中，為了在改變換能器參數(shù)時(shí)的穩(wěn)定結(jié)果，會犧牲接收信號強(qiáng)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(xué)信號的流量計(jì)。
　　
　　發(fā)明內(nèi)容
　　
　　該專利公開了一種超聲波流量計(jì)，包括切換單元，用于切換信號產(chǎn)生器和至少兩個(gè)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(yùn)算放大器的輸出端以及接收器電路的運(yùn)算放大器的反向輸入端耦合。
　　

該發(fā)明實(shí)施方式的超聲波流量計(jì)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(gè)或多個(gè)電源電流信號直接確定用于描述換能器特性的一個(gè)或多個(gè)量的步驟。其中包含一種用于確定超聲波流量計(jì)在流動(dòng)路徑中超聲波信號的時(shí)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(jìn)行比較的步驟。