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

發(fā)明背景

超聲流量測量裝置廣泛應(yīng)用于過程和自動化技術(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。

已知的超聲流量測量裝置通常根據(jù)行程時間差原理進行工作。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量系統(tǒng)。在這種情況下，超聲換能器被壓在測量管管壁的外面。夾持式超聲流量測量系統(tǒng)的一個最大好處是，超聲流量測量系統(tǒng)不與被測介質(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，其具有多個超聲換能器對，在每種情況中，它們可形成信號路徑，超聲信號可沿著該路徑而經(jīng)過測量管。在此情況下，各個信號路徑和相關(guān)的超聲換能器位于與測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)點是它們能夠在多個位置測量在測量管中被測介質(zhì)的流量概況，并因此能夠提供對于流量的高精度的測量值。除其它之外，這可以基于每個沿著不同的信號路徑的個體行程時間的權(quán)重不同的事實而得到。然而，在多路徑系統(tǒng)情況中不利的是它們的制造成本，由于需要使用多個超聲換能器，以及在特定的情況下需要使用復(fù)雜的評估電子設(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)明的超聲流量測量裝置包括具有直測量管軸線的用于流量測量的測量管、至少一個在第一信號路徑上發(fā)送聲信號的第一發(fā)射器、至少一個在第一信號路徑上接收聲信號的第一接收器以及至少一個第一反射面，其中發(fā)射器、接收器和第一反射面相對彼此定向并且設(shè)置在測量管中或者測量管上，使得在從第一發(fā)射器到第一接收器的第一信號路徑上的聲信號在第一反射面上被反射，從而在平行于測量管軸線的第一平面內(nèi)延伸且與測量管軸線具有非零預(yù)定第一間距的的第一信號路徑的所有第一分段投影到測量管軸線上的所有長度的總和具有非零預(yù)定第一值，并且其中在平行于測量管軸線且不同于第一平面的第二平面內(nèi)延伸且與測量管軸線具有所述第一間距的第一信號路徑的所有第二分段投影到測量管軸線上的所有長度的總和具有預(yù)定第一值，其中第一平面在測量管的第一半部分內(nèi)延伸，并且第二平面在測量管的第二半部分內(nèi)延伸，其中測量管的第一半部分，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)明的實施例中，發(fā)射器適合用于在第一信號路徑上接收聲信號，并且接收器適合用于在第一信號路徑上發(fā)送聲信號。發(fā)射器和接收器都是超聲換能器，尤其是具有機電換能器元件的超聲換能器，例如壓電換能器元件。

同時，聲信號垂直于作為發(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，兩個超聲換能器相對于反射面被定向，以使得聲信號在反射面上能夠被反射到第二超聲換能器上。

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

在另一個實施例中，測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，在圓形測量管以及圓盤形的發(fā)射器和/或接收器的情形下，測量管的直徑是發(fā)射器和/或接收器的圓盤直徑的至少兩倍，尤其是五倍，尤其是至少十倍。如果測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)明的其它實施例中，在測量管內(nèi)或測量管上的第一反射面和/或所有其它的反射面相對于發(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量管軸線延伸的線。