CN102778262A - 超声联接器组件 - Google Patents

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CN102778262A
CN102778262A CN2012101295538A CN201210129553A CN102778262A CN 102778262 A CN102778262 A CN 102778262A CN 2012101295538 A CN2012101295538 A CN 2012101295538A CN 201210129553 A CN201210129553 A CN 201210129553A CN 102778262 A CN102778262 A CN 102778262A
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敖晓蕾
O·A·赫拉科夫斯基
C·A·弗雷尔
马玥
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Abstract

本发明涉及超声联接器组件。公开了一种用于将超声换能器(310)联接到管道壁(320)上的超声联接器组件(300)，其中，使用三个四边形区段(340，350，360)来构造超声联接器(330)，以降低超声换能器(310)所受到的极端温度，以及改进传送通过超声联接器(330)的超声信号的质量。

Description

超声联接器组件
技术领域
本发明大体涉及超声流率测量，并且更具体而言，涉及超声联接器组件。
背景技术
使用超声流量计来确定在大小和形状不同的管道中流动的流体中的各种流体(例如液体、气体等)的流率(即平均管道流率(Vm))。在采用传播时间流量计量的一种类型的超声流量计中，可将一对或多对超声换能器附连到管道壁的外部上，其中各对可包含位于彼此的上游和下游的超声换能器，从而在它们之间形成超声路径。当被通电时，各个超声换能器沿着通过流动的流体的超声路径发送超声信号(例如声波)，超声信号由另一个超声换能器接收和检测。可根据下者之间的差来确定流动的流体沿着超声路径取平均的路径速度(即路径或弦速度(Vp))：即，(1)超声信号沿着超声路径逆着流向从下游超声换能器向上游行进到上游超声换能器的传播时间，以及(2)超声信号沿着超声路径顺着流向从上游超声换能器向下游行进到下游超声换能器的传播时间。
知道流体的流率可使得能够确定流体的其它物理属性或质量。例如，在一些密闭输送应用中，可使用流率来确定通过管道从卖方输送到买方的流体(例如水、石油或气体)的总体积(Q)，以确定交易的费用，其中总体积等于流率乘以管道的横截面积(A)在流动的时间里的积分。在一些应用(例如精炼厂或核动力装置)中，超声流量计附连到其上的管道运送导致管道壁也达到极高的温度的高温流体(例如在精炼厂中处于400℃的焦炭)，或者运送导致管道壁也达到极低的温度的低温流体(例如液化天然气)。附连到那些极端温度的管道壁上的超声换能器被管道的极端温度加热或冷却，并且因此必须由恰当的材料构建而成，这会提高这些超声换能器的成本。例如，定额为+200℃或更高的超声换能器可显著地比定额为+100℃的超声换能器更昂贵。类似地，定额为-200℃或更低的超声换能器可显著地比定额为-100℃的超声换能器更昂贵。另外，即使在由适于极端温度应用的材料构建而成时，不断暴露于极端温度的超声换能器也将经历热应力，热应力可减少装置的使用寿命。
在某些现有的超声流量计装置中，超声联接器安装在超声换能器和管道壁之间，使得超声换能器不直接接触管道壁，并且因此不会直接暴露于管道壁的极端温度。在这个构造中，例如，超声联接器的一端会经历来自管道壁的直接的热传递。附连到超声联接器的另一端处的超声换能器不会直接暴露于管道壁的极端温度，而是相反，仅暴露于超声联接器的较接近周围室温的较低的温度。因此，可将超声换能器定额成经受住较窄的温度范围。虽然这些超声联接器可消除对定额为较高的温度范围的超声换能器的需要，但是它们也可在超声流量计所提供的流量测量中引入误差或不确定性。例如，某些超声联接器要求超声换能器所发送的超声信号束在超声换能器和管道壁之间在超声联接器中改变方向，从而在超声联接器不是根据严格的公差和设计标准制造而成的情况下引入可能的误差。类似地，行进通过某些超声联接器的超声信号可被在超声联接器中形成的、会改变超声信号束的方向的等温线扭曲或弯曲。因此，存在对在不会不利地影响超声流量计所提供的流量测量的精度的情况下降低超声换能器的所需温度额定值的需要。
仅针对一般的背景信息而提供上面的论述，而且该论述不意图被用来协助确定声明的主题的范围。
发明内容
公开了一种用于将超声换能器联接到管道壁上的超声联接器组件，其中，使用三个四边形区段来构造超声联接器，以降低超声换能器所受到的极端温度，以及改进传送通过超声联接器的超声信号的质量。在实践超声联接器组件的一些公开的实施例时可实现的优点在于，降低在高温应用中使用的超声换能器的所需温度额定值，以及增加可使用特定的超声换能器来进行流量测量的应用的数量。另外，通过降低超声换能器所受到的极端温度，可延长超声换能器的寿命。
在一个示例性实施例中，公开了一种用于将超声换能器联接到管道壁上的超声联接器组件。该超声联接器组件包括第一四边形区段、第二四边形区段，以及在第一四边形区段和第二四边形区段之间且连接它们的长斜方形区段。
在另一个示例性实施例中，该超声联接器组件包括第一梯形区段、第二梯形区段，以及在第一梯形区段和第二梯形区段之间且连接它们的长斜方形区段，其中，长斜方形区段包括自第一梯形区段的顶侧边的右端延伸到第二梯形区段的顶侧边的左端的顶侧边、自第一梯形区段的底侧边的右端延伸到第二梯形区段的底侧边的左端的底侧边、在第一梯形区段的右侧边附近的左侧边，以及在第二梯形区段的左侧边附近的右侧边，其中，顶侧边平行于底侧边，左侧边平行于右侧边，左侧边与顶侧边形成锐角，以及与底侧边形成钝角，而右侧边与顶侧边形成钝角，以及与底侧边形成锐角，其中，第一梯形区段包括自长斜方形区段的顶侧边的右端延伸的顶侧边、自长斜方形区段的底侧边的左端延伸的底侧边、在长斜方形区段的左侧边附近的右侧边，以及左侧边，其中，顶侧边平行于底侧边，右侧边与顶侧边和底侧边形成直角，而左侧边与顶侧边形成锐角，以及与底侧边形成钝角，以及其中，第二梯形区段包括自长斜方形区段的顶侧边的右端延伸的顶侧边、自长斜方形区段的底侧边的右端延伸的底侧边、在长斜方形区段的右侧边附近的左侧边，以及右侧边，其中，顶侧边平行于底侧边，左侧边与顶侧边和底侧边形成直角，而右侧边与顶侧边形成钝角，以及与底侧边形成锐角。
在又一个示例性实施例中，该超声联接器组件包括第一直角平行四边形区段、第二直角平行四边形区段，以及在第一直角平行四边形区段和第二直角平行四边形区段之间且连接它们的长斜方形区段，其中，长斜方形区段包括自第一直角平行四边形区段的顶侧边的右端延伸到第二直角平行四边形区段的顶侧边的左端的顶侧边、自第一直角平行四边形区段的底侧边的右端延伸到第二直角平行四边形区段的底侧边的左端的底侧边、在第一直角平行四边形区段的右侧边附近的左侧边，以及在第二直角平行四边形区段的左侧边附近的右侧边，其中，顶侧边平行于底侧边，左侧边平行于右侧边，左侧边与顶侧边形成锐角，以及与底侧边形成钝角，而右侧边与顶侧边形成钝角，以及与底侧边形成锐角，其中，第一直角平行四边形区段包括自长斜方形区段的顶侧边的左端延伸的顶侧边、自长斜方形区段的底侧边的左端延伸的底侧边、在长斜方形区段的左侧边附近的右侧边，以及左侧边，其中，顶侧边平行于底侧边，右侧边平行于左侧边，右侧边与顶侧边和底侧边形成直角，而左侧边与顶侧边和底侧边形成直角，以及其中，第二直角平行四边形区段包括自长斜方形区段的顶侧边的右端延伸的顶侧边、自长斜方形区段的底侧边的右端延伸的底侧边、在长斜方形区段的右侧边附近的左侧边，以及右侧边，其中，顶侧边平行于底侧边，右侧边平行于左侧边，左侧边与顶侧边和底侧边形成直角，而右侧边与顶侧边和底侧边形成直角。
本发明的这个简要描述仅意图提供根据一个或多个示例性实施例的本文公开的主题的简要综述，而不用作解释权利要求或限定或限制本发明的范围的指导，本发明的范围仅由所附权利要求限定。提供这个简要描述来以简化的形式介绍一系列说明性的概念，下面在详细描述中进一步描述了这些概念。这个简要描述不意图标识声明的主题的关键特征或实质特征，也不意图被用来协助确定声明的主题的范围。声明的主题不限于解决背景技术中提到的任何或全部缺点的实现。
附图说明
为了有可理解本发明的特征的方式，可通过参照某些实施例而获得的本发明的详细描述，在附图中示出了实施例中的一些。但是，要注意，图仅示出了本发明的某些实施例，并且因此，图不应看作限制本发明的范围，因为本发明的范围包含其它同样有效的实施例。不必按比例绘制图，重点大体放在示出本发明的某些实施例的特征上。在图中，使用相同标号来在所有各种视图中指示相同部件。因而，为了进一步理解本发明，可对以下详细描述进行参照，与图结合起来阅读以下详细描述，其中：
图1是在本发明的一个示例性实施例中的安装在管道上的、采用传播时间流量计量来确定流体的流率的超声流量计的横截面；
图2是图1的超声流量计的一部分的放大横截面图，其显示了在本发明的一个示例性实施例中的安装在管道上的超声联接器组件；
图3是在本发明的一个示例性实施例中的超声联接器组件的侧视图；
图4是在本发明的另一个示例性实施例中的超声联接器组件的侧视图；以及
图5是在本发明的一个示例性实施例中的超声联接器的温度分布。
具体实施方式
公开了一种用于将超声换能器联接到管道壁上的超声联接器组件，其中，使用三个四边形区段来构造超声联接器，以降低超声换能器所受到的极端温度，以及改进传送通过超声联接器的超声信号的质量。
图1是在本发明的一个示例性实施例中的安装在管道20上的、采用传播时间流量计量来确定流体的流率的超声流量计的横截面。图2是图1的超声流量计的一部分的放大横截面图，其显示了在本发明的一个示例性实施例中安装在管道壁120上的超声联接器组件100。虽然图1显示了形成通过流体的单个超声路径104的单对超声换能器110、210，但是，本领域普通技术人员将理解，可使用各自形成单独的超声路径的两对或更多对超声换能器110、210来形成多路径超声流量计。
基于流向10，可在下游超声换能器210的上游将一个超声换能器110安装在管道20上。通过流体的超声路径104可通过管道20的中心轴线(即直径(D))或在弦路径上(即不通过管道20的中心轴线的路径)。当被通电时，各个超声换能器110、210通过流动的流体而发送超声信号，该超声信号由另一个超声换能器210、110接收和检测。
为了简单起见，图1和2仅显示了超声信号从上游超声换能器110发送到下游超声换能器210，但是在典型的超声流量计中，超声信号还将从下游超声换能器210发送到上游超声换能器110。而且，在未显示的另一个实施例中，超声换能器110、210可位于管道20的同一壁上，超声信号在相对的壁上反射。
根据超声信号的上游传播时间(tup)(即超声信号沿着通过流体的超声路径104逆着流向10从下游超声换能器210向上游行进到上游超声换能器110的时间)和下游传播时间(tdn)(即超声信号沿着通过流体的超声路径104顺着流向10从上游超声换能器110向下游行进到下游超声换能器210的时间)之间的差来确定流体沿着通过流体的超声路径104取平均的路径速度(Vp)。在存在流体流动的情况下，顺着流向10行进的下游传播时间(tdn)比逆着流向10行进的上游传播时间(tup)更快(或更短)。由于传播时间差(Δt)与流体的路径速度(Vp)成比例，所以可根据传播时间差(Δt)以及其它已知参数(例如管道20直径(D)、超声路径长度(P)、在通过流体的超声路径104和垂直于流向10(以及上部管道壁120和下部管道壁220的表面)的平面之间形成的角度(θ4)，以及沿着图1和2中显示的管道轴线的路径长度(P)的投影(L))来确定流体沿着通过流体的超声路径104取平均的路径速度(Vp)：
V p = P 2 ( t up - t dn ( t dn × t up ) cos θ 4 ) - - - ( 1 )
cos θ 4 = L P - - - ( 2 )
V p = P 2 2 L ( t up - t dn t dn × t up ) - - - ( 3 )
如图1和2中显示的那样，在形成通过流体的超声路径104之前，上游超声换能器110产生的超声信号形成通过上游楔112的超声路径101、通过上游超声联接器130的超声路径102，以及通过上部管道壁120的超声路径103。类似地，在传送通过流体之后，在由下游超声换能器210接收之前，上游超声换能器110产生的超声信号形成通过下部管道壁220的超声路径203、通过下游超声联接器230的超声路径202，以及通过下游楔212的超声路径201。可使用可移除的切变波换能器或纵向角波束换能器来产生宽带切变波超声信号。在一个实施例中，从上游超声换能器110传送通过上游楔112的纵向超声信号在上游楔112和上游超声联接器130的接口处转换成切变模式。在超声信号传送通过不同的物体时，超声信号的角度和速度基于入射角、折射角以及声音在物体的材料中的速度以斯内尔定律给定的关系而改变：
c 1 sin θ 1 = c 2 sin θ 2 = c 3 sin θ 3 = c 4 sin θ 4 - - - ( 4 )
其中
c1＝声音在上游楔112中的速度；
c2＝声音在上游超声联接器130中的速度；
c3＝声音在上部管道壁120中的速度；
c4＝声音在流体中的速度；
θ1＝在通过上游楔112的超声路径101和垂直于流向10(以及上部管道壁120和下部管道壁220的表面)的平面之间形成的角度；
θ2＝在通过上游超声联接器130的超声路径102和垂直于流向10(以及上部管道壁120和下部管道壁220的表面)的平面之间形成的角度；
θ3＝在通过上部管道壁120的超声路径103和垂直于流向10(以及上部管道壁120和下部管道壁220的表面)的平面之间形成的角度；以及
θ4＝在通过流体的超声路径104和垂直于流向10(以及上部管道壁120和下部管道壁220的表面)的平面之间形成的角度。
参照图2，在一个实施例中，超声联接器130、230由导热性低的材料(例如不锈钢)制成，该材料与管道壁120、220的材料相匹配，以最大程度地减小超声信号在超声联接器130、230和管道壁120、220之间的交接点处的反射。可选择超声联接器130、230的厚度(例如0.25英寸(6.35mm)、0.50英寸(12.70mm)、0.75英寸(19.05mm)、1.00英寸(25.40mm))，以处理大范围的超声信号(例如从0.1MHz至4.0MHz)，以及提供良好的散热。在一个实施例中，超声联接器130、230的厚度可显著地小于超声联接器130、230的其它尺寸，以提供高的纵横比。
此构造还仅提供小的表面来将热从管道壁120、220传导到超声联接器130、230，以及将热从超声联接器130、230传导到楔112、212和/或超声换能器110、210。在超声信号传送通过超声联接器130、230时，超声联接器130、230的高的纵横比会调节超声信号。这个构造还允许在超声联接器130、230和超声换能器110、210和/或楔112、212之间的接口的温度显著地低于管道壁120、220的温度，从而降低超声换能器110、210(包括其压电材料)所受到的温度，减少超声换能器110、210的所需温度额定值和成本，以及延长其寿命。例如，可在用于在400℃处运行的流体的超声流量计中使用定额为150℃的超声换能器110、210。另外，诸如环氧树脂和橡胶的用于超声换能器110、210的包装材料可在高温应用中使用，因为超声换能器110，210不会暴露于高的工作温度。在许多情况下，这个灵活性可为超声流量计消除冗长且昂贵的认证过程，因为可对许多不同的高温和低温应用使用单个超声换能器110、210。
在图3中显示的一个实施例中，超声联接器组件300包括超声联接器330，超声联接器330具有三个四边形区段——在第一梯形区段340和第二梯形区段360之间且连接它们的长斜方形区段350——这三个四边形区段形成在一端处紧邻楔312和/或超声换能器310以及在另一端处紧邻管道壁320的单个超声联接器330。如本文所用，四边形是具有四个侧边和角度加起来等于360°的四个角的多边形，梯形具有一对相对且平行的侧边，而长斜方形是其中相邻的侧边的长度不相等且所有的角度都倾斜的平行四边形(两对相对且平行的侧边)。将理解，虽然超声联接器330被公开为具有三个区段，但是超声联接器330可被典型地实现和制造成单个部件。在一个实施例中，超声联接器组件300可包括超声联接器330和楔312两者，而在另一个实施例中，超声联接器组件300可仅包括超声联接器330。
为了示出示例性实施例，楔312和/或超声换能器310位于第一梯形区段340附近，而管道壁320位于第二梯形区段360附近，但是鉴于示例性超声联接器330的对称性和灵活性，也可采用相反的构造(即楔312和/或超声换能器310位于第二梯形区段360附近，而管道壁320位于第一梯形区段340附近)。在一个实施例中，超声联接器330构造成使得通过超声联接器330的超声信号的超声路径302基本笔直地从第一梯形区段340到达第二梯形区段360，而且不需要为了恰当地进入到管道壁320中而有任何方向改变，从而改进产生的超声流量测量的精度。
在图3中显示的实施例中，超声联接器330的第一梯形区段340具有自长斜方形区段350的顶侧边352的左端延伸且紧邻楔312和/或超声换能器310的顶侧边342、自长斜方形区段350的底侧边354的左端延伸的底侧边344、在长斜方形区段350的左侧边356附近的右侧边346，以及左侧边348。顶侧边342平行于底侧边344。右侧边346与顶侧边342和底侧边344形成直角。左侧边348与顶侧边342形成锐角(例如60°)，以及与底侧边344形成钝角(例如120°)。
在图3中显示的实施例中，超声联接器330的长斜方形区段350具有自第一梯形区段340的顶侧边342的右端延伸到第二梯形区段360的顶侧边362的左端且与楔312和/或超声换能器310在同一侧的顶侧边352。长斜方形区段350还具有自第一梯形区段340的底侧边344的右端延伸到第二梯形区段360的底侧边364的左端且与管道壁320在同一侧的底侧边354、在第一梯形区段340的右侧边346附近的左侧边356，以及在第二梯形区段360的左侧边366附近的右侧边358。顶侧边352平行于底侧边354，并且左侧边356平行于右侧边358。左侧边356与顶侧边352形成锐角(例如60°)，以及与底侧边354形成钝角(例如120°)。右侧边358与顶侧边352形成钝角(例如120°)，以及与底侧边354形成锐角(例如60°)。可基于管道壁320的预期温度和所需的信号调节量来调整长斜方形区段350的长度。
在图3中显示的实施例中，超声联接器330的第二梯形区段360具有自长斜方形区段350的顶侧边352的右端延伸的顶侧边362、自长斜方形区段350的底侧边354的右端延伸且紧邻管道壁320的底侧边364、在长斜方形区段350的右侧边358附近的左侧边366，以及右侧边368。顶侧边362平行于底侧边364。左侧边366与顶侧边362和底侧边364形成直角。右侧边368与顶侧边362形成钝角(例如120°)，以及与底侧边364形成锐角(例如60°)。
在图3中显示的实施例的一方面，超声联接器330，以及具体而言在第二梯形区段360的右侧边368和底侧边364之间的锐角，构造成使得在超声联接器330和管道壁320之间的交接点363处反射的主超声信号的部分沿着反射超声路径305而反射，反射超声路径305垂直于第二梯形区段360的右侧边368。当在反射超声路径305上行进的反射超声信号在点365处接触右侧边368时，反射超声信号沿着反射超声路径305和通过超声联接器330的超声路径302反射回来，使得它将行进回到超声换能器310。然后，可使用这个反射超声信号来监测由于超声联接器330温度的任何变化而引起的超声信号在超声联接器330中的飞行时间的变化。在一个实施例中以及如图3中显示的那样，为了产生垂直于右侧边368的反射超声信号，在第二梯形区段360的顶侧边362和右侧边368之间的角度(例如60°)可选择成与在通过超声联接器330的超声路径302和垂直于流向10(以及管道壁320的表面)的平面之间形成的角度(例如60°)相同。
在图4中显示的另一个实施例中，超声联接器组件400包括超声联接器430，超声联接器430具有三个四边形区段——在第一直角平行四边形区段440和第二直角平行四边形区段460之间且连接它们的长斜方形区段450——这三个四边形区段形成在一端处紧邻楔412和/或超声换能器410以及在另一端处紧邻管道壁420的单个超声联接器430。如本文所用，四边形是具有四个侧边和角度加起来等于360°的四个角的多边形，直角平行四边形是其中侧边形成四个直(90°)角的平行四边形(两对相对且平行的侧边)(例如正方形或长方形)，而长斜方形是其中相邻的侧边的长度不相等且所有的角度都倾斜的平行四边形。将理解，虽然超声联接器430被公开为具有三个区段，但是超声联接器430可被典型地实现和制造成单个部件。在一个实施例中，超声联接器组件400可包括超声联接器430和楔412两者，而在另一个实施例中，超声联接器组件400可仅包括超声联接器430。
为了示出示例性实施例，楔412和/或超声换能器410位于第一直角平行四边形区段440附近，而管道壁420位于第二直角平行四边形区段460附近，但是鉴于示例性超声联接器430的对称性和灵活性，也可采用相反的构造(即楔412和/或超声换能器410位于第二直角平行四边形区段460附近，而管道壁320位于第一直角平行四边形区段440附近)。在一个实施例中，超声联接器430构造成使得通过超声联接器430的超声信号的超声路径402基本笔直地从第一直角平行四边形440到达第二直角平行四边形区段460，而且不需要为了恰当地进入到管道壁420中而有任何方向改变，从而改进产生的超声流量测量的精度。
在图4中显示的实施例中，超声联接器430的第一直角平行四边形区段440具有自长斜方形区段450的顶侧边452的左端延伸且紧邻楔412和/或超声换能器410的顶侧边442、自长斜方形区段450的底侧边454的左端延伸的底侧边444、在长斜方形区段450的左侧边456附近的右侧边446，以及左侧边448。顶侧边442平行于底侧边444，而右侧边446平行于左侧边448。右侧边446与顶侧边442和底侧边444形成直角，而左侧边448与顶侧边442和底侧边444形成直角。
在图4中显示的实施例中，超声联接器430的长斜方形区段450具有自第一直角平行四边形区段440的顶侧边442的右端延伸到第二直角平行四边形区段460的顶侧边462的左端且与楔412和/或超声换能器410在同一侧的顶侧边452、自第一直角平行四边形区段440的底侧边444的右端延伸到第二直角平行四边形区段460的底侧边464的左端且与管道壁420在同一侧的底侧边454、在第一直角平行四边形区段440的右侧边446附近的左侧边456，以及在第二直角平行四边形区段460的左侧边466附近的右侧边458。顶侧边452平行于底侧边454，而左侧边456平行于右侧边458。左侧边456与顶侧边452形成锐角(例如60°)，以及与底侧边454形成钝角(例如120°)。右侧边458与顶侧边462形成钝角(例如120°)，以及与底侧边464形成锐角(例如60°)。可基于管道壁420的预期温度和所需的信号调节量来调整长斜方形区段450的长度。
在图4中显示的实施例中，超声联接器430的第二直角平行四边形区段460具有自长斜方形区段450的顶侧边452的右端延伸的顶侧边462、自长斜方形区段450的底侧边454的右端延伸且紧邻管道壁420的底侧边464、在长斜方形区段450的右侧边458附近的左侧边466，以及右侧边468。顶侧边462平行于底侧边464，而右侧边468平行于左侧边466。左侧边466与顶侧边462和底侧边464形成直角，而右侧边468与顶侧边462和底侧边464形成直角。
如图3和4的实施例中显示的那样，超声联接器330、430各自具有在第一四边形区段340、440和第二四边形区段360、460之间且连接它们的长斜方形区段350、450。将理解，第一四边形区段340、440和第二四边形区段360、460可为相同的形状或不同的形状(例如第一四边形区段可为直角平行四边形，而第二四边形区段可为梯形，或者反之亦然)。还将理解，虽然超声联接器330的公开的实施例构造成或定向成以便从顶到底，从左到右，但是那些相同的超声联接器可倒转或重新定向成以便从顶到底，从右到左，或为在这两者之间的任何定向。
图5是在本发明的一个示例性实施例中的超声联接器330的温度分布。因为声音在超声联接器330中的速度由于斯内尔定律的原因而略微取决于超声联接器330的温度，所以在超声路径302a、302b、302c、302d上行进的超声信号和超声联接器330的等温线370、372、374、376的法线之间的任何角度将导致在超声信号进入超声联接器330时原始超声信号的一部分相对于其原始角度有不合需要的折射。如图5中显示的那样，超声联接器330的构造会产生基本垂直于超声路径302a、302b、302c、302d的等温线370、372、374、376，从而最大程度地减小反射和折射，以及提高流量计测量的精度。例如，在超声联接器330的长斜方形区段350区段中，所有的等温线372基本垂直于整个那个区段的超声路径302b。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果这样的其它实例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则它们意图处于权利要求的范围之内。

Claims (14)

1.一种用于将超声换能器(310，410)联接到管道壁(320，420)上的超声联接器组件(300，400)，包括：
第一四边形区段(340，440)；
第二四边形区段(360，460)；以及
在所述第一四边形区段(340，440)和所述第二四边形区段(360，460)之间且连接它们的长斜方形区段(350，450)。
2.根据权利要求1所述的超声联接器组件(300，400)，其特征在于，所述长斜方形区段(350，450)包括自所述第一四边形区段(340，440)的顶侧边(342，442)的右端延伸到所述第二四边形区段(360，460)的顶侧边(362，462)的左端的顶侧边(352，452)、自所述第一四边形区段(340，440)的底侧边(344，444)的右端延伸到所述第二四边形区段(360，460)的底侧边(364，464)的左端的底侧边(354，454)、在所述第一四边形区段(340，440)的右侧边(346，446)附近的左侧边(356，456)，以及所述第二四边形区段(360，460)的左侧边(366，466)附近的右侧边(358，458)，其中，所述顶侧边(352，452)平行于所述底侧边(354，454)，所述左侧边(356，456)平行于所述右侧边(358，458)，所述左侧边(356，456)与所述顶侧边(352，452)形成锐角，以及与所述底侧边(354，454)形成钝角，而所述右侧边(358，458)与所述顶侧边(352，452)形成钝角，以及与所述底侧边(354，454)形成锐角。
3.根据权利要求1所述的超声联接器组件(300)，其特征在于，所述第一四边形区段(340)是梯形。
4.根据权利要求3所述的超声联接器组件(300)，其特征在于，所述第一四边形区段(340)包括自所述长斜方形区段(350)的所述顶侧边(352)的右端延伸的顶侧边(342)、自所述长斜方形区段(350)的所述底侧边(354)的左端延伸的底侧边(344)、在所述长斜方形区段(350)的所述左侧边(356)附近的右侧边(346)，以及左侧边(348)，其中，所述顶侧边(342)平行于所述底侧边(344)，所述右侧边(346)与所述顶侧边(342)和所述底侧边(344)形成直角，而所述左侧边(348)与所述顶侧边(342)形成锐角，以及与所述底侧边(344)形成钝角。
5.根据权利要求1所述的超声联接器组件(300)，其特征在于，所述第二四边形区段(360)是梯形。
6.根据权利要求5所述的超声联接器组件(300)，其特征在于，所述第二四边形区段(360)包括自所述长斜方形区段(350)的所述顶侧边(352)的右端延伸的顶侧边(362)、自所述长斜方形区段(350)的所述底侧边(354)的右端延伸的底侧边(364)、在所述长斜方形区段(350)的所述右侧边(358)附近的左侧边(366)，以及右侧边(368)，其中，所述顶侧边(362)平行于所述底侧边(364)，所述左侧边(366)与所述顶侧边(362)和所述底侧边(364)形成直角，而所述右侧边(368)与所述顶侧边(362)形成钝角，以及与所述底侧边(364)形成锐角。
7.根据权利要求1所述的超声联接器组件(400)，其特征在于，所述第一四边形区段(440)是直角平行四边形。
8.根据权利要求7所述的超声联接器组件(400)，其特征在于，所述第一四边形区段(440)包括自所述长斜方形区段(450)的所述顶侧边(452)的左端延伸的顶侧边(442)、自所述长斜方形区段(450)的所述底侧边(454)的左端延伸的底侧边(444)、在所述长斜方形区段(450)的所述左侧边(456)附近的右侧边(446)，以及左侧边(448)，其中，所述顶侧边(442)平行于所述底侧边(444)，所述右侧边(446)平行于所述左侧边(448)，所述右侧边(446)与所述顶侧边(442)和所述底侧边(444)形成直角，而所述左侧边(448)与所述顶侧边(442)和所述底侧边(448)形成直角。
9.根据权利要求1所述的超声联接器组件(400)，其特征在于，所述第二四边形区段(460)是直角平行四边形。
10.根据权利要求9所述的超声联接器组件(400)，其特征在于，所述第二四边形区段(460)包括自所述长斜方形区段(450)的所述顶侧边(452)的右端延伸的顶侧边(462)、自所述长斜方形区段(450)的所述底侧边(454)的右端延伸的底侧边(464)、在所述长斜方形区段(450)的所述右侧边(458)附近的左侧边(466)，以及右侧边(468)，其中，所述顶侧边(462)平行于所述底侧边(464)，所述右侧边(468)平行于所述左侧边(466)，所述左侧边(466)与所述顶侧边(462)和所述底侧边(464)形成直角，而所述右侧边(468)与所述顶侧边(462)和所述底侧边(464)形成直角。
11.根据权利要求1所述的超声联接器组件(300，400)，其特征在于，所述超声联接器组件(300，400)进一步包括紧邻所述第一四边形区段(340，440)的所述顶侧边(342，442)的楔(312，412)。
12.根据权利要求1所述的超声联接器组件(300，400)，其特征在于，所述超声联接器组件(300，400)进一步包括紧邻所述第二四边形区段(360，460)的所述底侧边(364，464)的楔(312，412)。
13.根据权利要求6所述的超声联接器组件(300)，其特征在于，在所述第二四边形区段(360)的所述右侧边(368)和所述第二四边形区段(360)的所述底侧边(364)之间的所述锐角构造成使得在所述第二四边形区段(360)的所述底侧边(364)和所述管道壁(320)之间的交接点(363)处反射的主超声信号的部分沿着垂直于所述第二四边形区段(360)的所述右侧边(368)的反射超声路径(305)而反射。
14.根据权利要求1所述的超声联接器组件(300，400)，其特征在于，所述第一四边形区段(340，440)、所述第二四边形区段(360，460)和所述长斜方形区段(350，450)共同形成单个部件。
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