用于確定溫度的設(shè)備和方法技術(shù)

公開一種用于確定溫度的設(shè)備和方法。產(chǎn)生超聲信號，其傳播通過緩沖器，并且信號的一部分在接口處反射。測量產(chǎn)生超聲信號和檢測反射部分之間的渡越時間。基于反射信號的渡越時間來確定溫度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本文公開的主題大體涉及測量溫度，并且更特別地，涉及用超聲技術(shù)測量流體殼體中的溫度。
技術(shù)介紹
使用超聲流量計來確定在管或其它測試對象中流動的多種流體(例如液體、氣體等)的流率。在采用飛越時間方法的一類超聲流量計中，一對超聲換能器相對于彼此定位在上游和下游，從而在換能器之間形成超聲路徑。各個超聲換能器沿著超聲路徑產(chǎn)生通過在管中流動的流體的超聲信號(例如聲波)，超聲信號由其它超聲換能器接收和檢測。可按照(i)向上游(即，沿著從下游超聲換能器到上游超聲換能器的超聲路徑)，基本與流向相反地傳播的超聲信號的飛越時間和(ii)向下游(即，沿著從上游超聲換能器到下游超聲換能器的超聲路徑)，基本與流向相同地傳播的超聲信號的飛越時間之間的時間差，來確定流體沿著超聲路徑的速度。為了確定準(zhǔn)確的流率，了解流體的溫度、管壁、緩沖器、楔、空隙空間等通常對于超聲流量計是必要的。溫度典型地由額外的傳感器測量，額外的傳感器測量局部溫度，傳感器例如插入到流體中，附連到管壁、楔或緩沖器上。這個額外的傳感器會增加超聲流量計的成本和復(fù)雜性。提供以上討論是為了獲得一般的背景信息，而不是意于用來協(xié)助確定聲明的主題的范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
公開一種用于確定溫度的設(shè)備、方法和計算機(jī)可讀介質(zhì)。該設(shè)備包括形成容納空間的、部分地與流體接觸的殼體，以及用于產(chǎn)生超聲信號的、可操作性地與殼體連接的換能器。緩沖器位于換能器和流體之間，緩沖器使超聲信號傳播通過其中，并且緩沖器與流體、殼體或它們兩者進(jìn)行熱聯(lián)接。處理電路操作性地與換能器連接。處理電路使第一換能器產(chǎn)生超聲信號，并且檢測從緩沖器的一個或多個接口反射的超聲信號的反射部分。處理電路測量反射部分的渡越時間，并且至少部分地基于渡越時間來確定溫度。在另一個實(shí)施例中，一種用于確定溫度的方法包括產(chǎn)生超聲信號，或者使超聲信號傳播通過緩沖器。緩沖器與流體或殼體進(jìn)行熱聯(lián)接。方法進(jìn)一步包括檢測從緩沖器的一個或多個接口反射的超聲信號的一個或多個反射部分，以及測量一個或多個反射部分的渡越時間。方法進(jìn)一步包括至少部分地基于渡越時間來確定溫度。在又一個實(shí)施例中，一種用于確定溫度的計算機(jī)可讀介質(zhì)包括待由處理邏輯執(zhí)行的指令，指令使換能器產(chǎn)生超聲信號，檢測從緩沖器的一個或多個接口反射的超聲信號的反射部分，測量反射部分的渡越時間，以及至少部分地基于渡越時間來確定溫度。本專利技術(shù)的這個簡要描述僅意于提供本文公開的根據(jù)一個或多個示例性實(shí)施例的主題的簡要概述。此描述不意于限制聲明的主題的范圍。附圖說明為了可理解本專利技術(shù)的特征，通過參照某些實(shí)施例，可獲得本專利技術(shù)的詳細(xì)描述，在附圖中示出一些實(shí)施例。但要注意的是，附圖僅示出本專利技術(shù)的某些實(shí)施例，而且因此不應(yīng)認(rèn)為是限制本專利技術(shù)的范圍。本專利技術(shù)的范圍包含其它等效實(shí)施例。當(dāng)參照附圖來閱讀以下詳細(xì)描述時，本專利技術(shù)的這些和其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，其中，相同符號在圖中表示相同部件，其中：圖1示出根據(jù)本專利技術(shù)的示例性流槽或殼體，其用作在其中測量流體溫度的容納空間；圖2是可安裝在圖1的流槽中的示例性傳感器組件的示意圖；圖3是大致沿著圖1中的線3-3得到的圖1的流槽的一部分的放大橫截面圖；圖4a是圖2的傳感器組件中的超聲信號的反射部分的示意圖；圖4b是當(dāng)圖2的傳感器組件接收到圖4a中示出的反射部分時，由傳感器組件產(chǎn)生的電信號的示意圖；圖5是用于用超聲技術(shù)來確定溫度的示例性方法的流程圖；圖6是可實(shí)施圖5的方法的超聲流量計的示例性處理電路的框圖；圖7a是圖2的傳感器組件中的超聲信號的反射部分的備選方案的示意圖；以及圖7b是當(dāng)換能器接收到圖7a中示出的超聲信號時，由換能器產(chǎn)生的電信號的示意圖。具體實(shí)施方式將在下面描述一個或多個特定實(shí)施例。雖然除了其它構(gòu)件之外，下面公開的示例系統(tǒng)包括在硬件上執(zhí)行的軟件，但應(yīng)當(dāng)注意的是，這樣的系統(tǒng)僅是示例性的，而不應(yīng)認(rèn)為是限制。當(dāng)介紹本專利技術(shù)的多種實(shí)施例的要素時，冠詞“一”、“該”和“所述”意于表示存在一個或多個該要素的意思。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”意于為包括性的，并且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。大體上，本文描述的示例方法和設(shè)備可用來測量超聲流量計或可容納或可不容納流體的其它裝置中的流體溫度和/或管壁溫度。超聲流量計測量管道中的流率是為了實(shí)現(xiàn)以下示例性目的：控制過程，或者確定在例如密閉輸送中傳送的流體總量，諸如當(dāng)將油或氣體從一方輸送或以別的方式傳送到另一方時。這樣的測量的精確性可取決于在管道中流動的流體的溫度或管道本身的溫度，而在運(yùn)行期間，實(shí)際上無法直接測量流體和管道的內(nèi)表面的溫度。可使用能夠使聲信號傳播通過諸如例如不銹鋼的材料的任何聲學(xué)技術(shù)來實(shí)施示例方法和設(shè)備。超聲是能夠使壓縮波信號和剪切波信號發(fā)送通過材料的示例聲學(xué)測量技術(shù)。示例設(shè)備確定與超聲信號的傳播及其反射(或多次反射)相關(guān)聯(lián)的渡越時間，然后基于渡越時間來確定一個或多個局部溫度。圖1示出示例性流槽100或殼體，其限定容納空間(內(nèi)部管道，未顯示)，通過容納空間來測量流體流。超聲流量計的處理電路(未顯示)安裝在平臺110上，并且線纜可穿過例如入口120，到達(dá)安裝在扇形體130、140中的一個或多個中的超聲換能器(在下面關(guān)于圖2來論述)。在扇形體130中顯示了四個傳感器端口132、134、136、138，而且同樣在扇形體140中可存在四個傳感器端口(未顯示)。將理解的是，可提供更多或更少的傳感器端口，而且所顯示的確切幾何構(gòu)造(角度、布置等)僅是示例性的。關(guān)于示例性流向150，扇形體130被稱為上游扇形體和扇形體140為下游扇形體。傳感器端口132、134、136、138被稱為上游傳感器端口，而與扇形體140相關(guān)聯(lián)的傳感器端口是下游傳感器端口。提供傳感器端口(例如超聲傳感器端口132-138)是為了安裝傳感器組件200，如下面關(guān)于圖2所論述的那樣，而且傳感器端口可允許接近流槽100的內(nèi)部管道。圖2是用來測量溫度的示例性傳感器組件200的示意圖。傳感器組件200包括換能器210和緩沖器220。緩沖器220包括接口222，接口222可與流量計的容納空間(管道)中的流體接觸。將理解的是，流體可為液體(例如水、油、液體天然氣)或氣體(例如水蒸汽、天然氣)或者它們的任何組合，而且在超聲流量計的運(yùn)行期間，流體中可包括顆粒物質(zhì)(例如沙、泥、渣料)。換能器210優(yōu)選為超聲換能器。緩沖器220與插件230一體地形成，插件230配置成提供凹槽232來容納一個或多個O形圈234，O形圈234在流體和超過緩沖器220的傳感器組件的其余部分之間提供壓力邊界或密封。插件保持螺母236用來將插件230固定在流槽的傳感器端口中(例如，傳感器端口132、134、136、138中的一個)，而且可具有開放中心，以允許在不移除插件保持螺母236的情況下安裝和移除換能器210。另外，插件230通過例如插件230內(nèi)的空隙來容納換能器210。在圖2中還顯示了用以固定換能器210的換能器固持螺母212。插塞240封閉或蓋住其中安裝有本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于測量溫度的設(shè)備，包括：殼體，其形成容納空間，并且至少部分地與流體接觸；換能器，其用于產(chǎn)生超聲信號，并且可與所述殼體進(jìn)行操作性連接；緩沖器，其使所述超聲信號傳播通過其中，并且至少部分地與所述流體和所述殼體中的至少一個進(jìn)行熱聯(lián)接；以及處理電路，其與所述換能器進(jìn)行操作性連接，并且配置成：使所述換能器產(chǎn)生所述超聲信號；檢測接收到的從所述緩沖器的一個或多個接口反射的所述超聲信號的反射部分；測量所述超聲信號的反射部分的渡越時間；以及至少部分地基于所述渡越時間來確定溫度。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.01.14 US 13/7408501.一種用于測量溫度的設(shè)備，包括：
殼體，其形成容納空間，并且至少部分地與流體接觸；
換能器，其用于產(chǎn)生超聲信號，并且可與所述殼體進(jìn)行操作性連接；
緩沖器，其使所述超聲信號傳播通過其中，并且至少部分地與所述流體和所述殼體中的至少一個進(jìn)行熱聯(lián)接；以及
處理電路，其與所述換能器進(jìn)行操作性連接，并且配置成：
使所述換能器產(chǎn)生所述超聲信號；
檢測接收到的從所述緩沖器的一個或多個接口反射的所述超聲信號的反射部分；
測量所述超聲信號的反射部分的渡越時間；以及
至少部分地基于所述渡越時間來確定溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)一步基于列表數(shù)據(jù)來確定所述溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述緩沖器的接口與所述流體接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，確定的溫度基本是所述流體的溫度和所述殼體的溫度中的一個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括：
多個超聲換能器，其各自適于與一個或多個緩沖器進(jìn)行操作性連接；以及其中，所述處理電路與所述多個換能器進(jìn)行操作性連接，并且進(jìn)一步配置成：
通過所述多個超聲換能器和所述多個緩沖器在多個位置處重復(fù)所述產(chǎn)生、檢測、測量和確定；以及
基于確定的溫度中的一個或多個，來確定所述流體或所述殼體的溫度分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述處理電路進(jìn)一步配置成：
按多個時間間隔重復(fù)所述產(chǎn)生、檢測、測量和確定；以及
使用多個確定的溫度來進(jìn)行下者中的一個或多個：
對流率測量施加校正；
對過程施加控制；
檢測事件；以及
記錄確定的溫度。
7.一種用于確定溫度的方法，包括：
使超聲信號在緩沖器中傳播，其中，所述緩沖器至少部分地與流體和形成容納空間的殼體中的至少一個進(jìn)行熱聯(lián)接；
檢測從所述緩沖器的一個或多個接口反射的所述超聲信號的一個或多個反射部分；
測量所述超聲信號的一個或多個反射部分的渡越時間；以及
至少部分地基于所述渡越時間來確定溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步基于列表數(shù)據(jù)來確定所述溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：隋磊，BE麥克唐納，NA霍布斯，
申請(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US