CN107636425B - 确定评估包括夹合式超声流量计和测量管的测量布置的特征变量的方法和装置 - Google Patents

确定评估包括夹合式超声流量计和测量管的测量布置的特征变量的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107636425B
CN107636425B CN201680028676.9A CN201680028676A CN107636425B CN 107636425 B CN107636425 B CN 107636425B CN 201680028676 A CN201680028676 A CN 201680028676A CN 107636425 B CN107636425 B CN 107636425B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic
ultrasonic flow
clamp
pipe
characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680028676.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107636425A (zh
Inventor
彼得·普洛斯
斯特凡·J·鲁皮施
米哈尔·贝兹杰克
托马斯·弗勒利希
比特·基斯林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Publication of CN107636425A publication Critical patent/CN107636425A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107636425B publication Critical patent/CN107636425B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/665—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters of the drag-type
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G01F1/668—Compensating or correcting for variations in velocity of sound

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于确定用于评估测量布置和/或用于评估测量布置的测量操作的特征变量的方法，以及一种计算机程序产品和夹合式超声流量计，该测量布置包括夹合式超声流量计和管，夹合式超声流量计被固定在管上，其特征在于以下步骤：A提供关于由夹合式超声流量计产生的激励信号的参数；B提供关于夹合式超声流量计的一个或多个超声换能器的声学特性的传感器特定数据；C输入关于管材料和管壁厚度的数据，尤其是由用户输入数据；D基于数学模型从来自步骤A‑C的参数和数据确定特征变量。

Description

确定评估包括夹合式超声流量计和测量管的测量布置的特征 变量的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于确定特征变量的方法，在权利要求1的前序部分中定义了这样的方法，以及涉及一种计算机程序产品和夹合式 (clamp-on)超声流量测量装置。
背景技术
超声流量测量装置被广泛地应用于过程和自动化技术中。它们允许简单地确定管道中的体积流量和/或质量流量。已知的超声流量测量装置根据传播时间差原理频繁地工作。在传播时间差原理的情况下，作为液体的流动方向的函数评估超声波，尤其是超声脉冲、所谓的突发脉冲(burst)的不同传播时间。为此，以对于与流动相同以及也相反的管轴线的一定角度发送超声脉冲。从传播时间差，能够确定流速，并且在管道截面的已知直径的情况下，能够通过流速确定体积流量。
在所谓的超声换能器的辅助下产生或接收超声波。在夹合式超声流量测量装置的构造的广泛使用方式的情况下，超声换能器在外部被压在管壁上。夹合式超声流量测量系统的很大优点是它们不接触被测介质，并且被置于已经存在的管道上。
超声换能器通常每个都由机电换能器元件、例如压电元件，以及联接元件、所谓的联接楔组成。在夹合式系统的情况下，超声波作为声学信号在机电换能器元件中产生，并且经由联接元件引导至管道壁，并且从管道壁引导到流体、即被测介质中。
在夹合式超声流量测量装置的情况下，取决于测量点的实施例，能够产生取决于不同影响因素的复杂测量误差。
发明内容
因此，本发明的目的是为了提供使得能够估计测量误差、并且在给定情况下确定用于补偿这种测量误差的特征变量的方法。
本发明通过如在权利要求1中限定的方法实现了该目的。
本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。
本发明的用于确定用于评估包括夹合式超声流量测量装置以及固定有该夹合式超声流量测量装置的管的测量布置，和/或用于评估这种测量布置的测量操作的特征变量的方法的特征在于以下方法步骤：
A提供与由夹合式超声流量测量装置产生的激励器信号相关的特征值；
B提供关于夹合式超声流量测量装置的一个或多个超声换能器的声学特性的传感器特定数据；
C输入与管材料和管壁厚度相关的数据，尤其是由用户输入这种数据，以及
D基于数学模型从步骤A-C的参数和数据确定特征变量。
该方法能够作为纯模拟程序、例如在销售平台中实现，以便测试测量点是否可与特定夹合式超声流量计兼容。可替选地，该方法也能够在测量装置中或者在控制系统中实现。
众所周知，在夹合式系统的情况下必须考虑到超声必须穿过材料的多个不同的层，直到其进入被测介质为止。特征变量、因而例如超声信号借以从管壁进入介质中的角度取决于在超声换能器中使用的材料成分的特性，并且取决于几何实施例例如楔角度等等，并且能够从换能器到换能器变化。然而，例如由于制造公差和不同的温度依赖性，个别材料的特性和特征仅能够部分地在工厂中预设，并且在测量中被考虑。
因而，例如可能在数据库中从开始提供超声换能器的个别传感器特定数据。这些例如涉及机电换能器元件的直径，个别地或呈公式的形式的与超声换能器的一个或多个联接主体，以及传递行为，尤其是中心频率和带宽相关的数据(楔角度和材料特性)。然而，也存在不在工厂中在数据库中较早发生提供这种数据，而是由客户或者维修技术人员在现场输入这种数据的选项。
将在激励器信号中看到根据本发明的教导的进一步影响因素。这里，尤其是带宽和激励频率是相关的，在给定情况下，带宽和激励频率最经常能够在激励函数中与附加数据组合。同样地，能够在工厂中确定并且在数据库中提供或者由用户输入提供激励器信号的特征值。
相应地，从文献已知数学模型。例如，在例如Funck和Mitzkus 的论文“AcousticTransfer Function of the Clamp-On Flowmeter”(IEEE Transactions onUltrasonics,Ferroelectrics,and Frequency Control,Vol. 43,No.4,1996,pgs.569-575)中描述了对应的数学模型。
相对于测量点的数据必须被单独地输入，并且最经常都不能被预设。与这一点上相关的尤其是管材料和管壁厚度。在这种情况下，管直径对于确定相对测量误差不是绝对需要的，而是仅被用于确定流量，并且因而流量的绝对测量误差。
此外，夹合式超声换能器能够被安装成在一次波(one-traverse) 或者二次波(two-traverse)或者多次波模式中操作。同样能够在确定特征变量中考虑这种情况。
本发明的其它有利实施例是从属权利要求的主题。
有利地，作为步骤A-D)的补充，在步骤F1)中，使用基于特征变量的实际/期望值比较发生取决于构造类型的和/或激励相关的误差报告的输出。
此外，有利地，作为步骤A-D)的补充，步骤F2)提供了特征变量的量化输出，或者从特征变量计算的测量误差的量化输出。
除了步骤A-D)之外，在步骤F3)中，基于特征变量，能够开始故障诊断，在这种情况下，针对兼容性检查步骤A-C的数据。因而，能够基于数据库检查数据是否显著地处于标准偏差区域外部。
有利地，所确定的特征变量是角度，因而是声音主要穿过位于管内的流体传播的流体内的角度，并且在给定情况下所确定的特征变量是主导频率。
所确定的特征变量尤其能够是声音主要穿过位于管内的流体传播的流体内的角度。基于这种角度，能够做出是否存在测量误差以及测量误差有多高的估计。
有利地，从如下值中选择根据步骤A的与夹合式流量测量装置的激励器信号相关的特征值：
激励器信号的激励频率
激励器信号的带宽
激励周期的重复频率
信号类型，例如正弦或矩形信号和/或
函数窗的类型，例如矩形窗、汉宁(von Hann)窗或塔基(Tukey) 窗。
有利地，从如下值选择夹合式超声装置的传感器特定数据：
特定超声换能器的机电换能器元件、例如压电陶瓷的直径，
特定超声换能器的联接主体的楔角度，
特定超声换能器的联接主体内的声速，和/或
特定超声换能器的电传递函数，
尤其是超声换能器的中心频率和带宽。
当然，也能够在超声换能器中设置多个联接主体。
另外，已知具有被布置为彼此叠置的多个压电陶瓷的超声换能器。这种堆叠布置能够形成机电换能器元件。
根据权利要求6所述的传感器特定数据和/或根据权利要求5所述的激励器信号的特征值能够在一个所提供的函数中有利地被组合。
在步骤A中提供特征值和/或提供传感器特定数据能够通过以下而发生：作为用于特定夹合式流量测量装置的数据集在数据处理系统的数据存储器中提供特征值和/或传感器特定数据，以及从数据存储器提供特征值和/或传感器特定数据。
在附加的步骤X中，能够关于测量点的构造、尤其是波的次数，并且由该测量点的构造而超声换能器在管上的布置提供信息，并且在确定测量误差因子的情况下由数学模型考虑所述信息。
根据本发明，提供计算机程序产品，通过该计算机程序产品执行根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中该计算机程序产品基于数学模型，并且通过应用步骤A-C并且在给定情况下步骤X的特征值和数据，确定适合于故障诊断的测量误差因子。
根据本发明，提供夹合式超声流量测量装置，包括在外部被固定在管道上的至少一个超声换能器以及评估单元，该装置被设计成用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法，并且基于所确定的测量误差因子实时地执行测量误差的校正。
夹合式超声流量测量装置能够基于传播时间差确定流速和/或体积流量。在这种情况下，需要两个超声换能器。可替选地，夹合式超声流量测量装置也能够仅具有一个超声换能器，并且根据多普勒原理确定流速。
附图说明
现在将基于实施例的示例并且基于附图更详细地解释本发明。附图中的图示出如下：
图1是夹合式超声流量测量装置的示意表示；
图2是作为示例的测量误差与频率的关系曲线图；
图3是作为示例的相对测量误差与角度误差的关系曲线图；
图4是电激励器信号的示例；
图5是激励器信号的规范化单侧振幅谱的曲线图；并且
图6是作为示例的系统响应的曲线图。
具体实施方式
图1示出具有在管道2上处于安装状态的夹合式超声流量测量装置1的布置。位于管道2内的是在流或者流动方向S上理想地流经管道2的被测介质3。
示意性示出的夹合式超声流量测量装置1优选地由两个超声换能器5a和5b组成，两个超声换能器5a和5b被在外部置于测量管上，并且与管道2可释放或者不可释放地连接。所示变体涉及二次波布置。然而，其它布置是可能的，例如一次波布置。
图1中所示的超声换能器5a借助于用于将超声换能器5a固定在管道2上的保持元件11安装。保持元件11和超声换能器5a是超声换能器布置的一部分。超声换能器5a包括外壳9，外壳9例如摩擦地被保持或者通过形状联锁而可与保持元件11连接。
对应的超声换能器5a包括机电换能器元件6，例如经由电连接，例如电缆与评估单元(未示出)连接的压电元件。在这种情况下，对应的连接穿过具有与管道2垂直的纵向轴线的圆筒形电缆引导件10离开机电换能器元件6地被引导。
超声换能器5a在机电换能器元件6和管道2之间另外包括联接主体7，联接主体7具有抵靠管道2的管的支承表面，以及相对于这个支承表面倾斜以布置机电换能器元件6的区域。
为了在测量期间确定流量或者流速，夹合式超声流量测量装置，尤其是超声换能器5a的机电换能器元件6发送具有主导发送频率fex的超声信号，并且这个信号被超声换能器5b接收。
测量根据传播时间差原理发生。因此，在流动方向S上倾斜地发送并且接收超声信号一次，并且与流动方向S相反倾斜地发送并且接收超声信号一次。
为了选择电磁换能器元件6的激励频率fex，已知使用换能器元件 6的中心频率。
然而，已经发现以中心频率作为激励频率并不始终是针对超声流量测量装置的操作的最佳选择。图2是测量误差如何在超声换能器的频率范围内改变的曲线图。对于旋转设备(plant)，例如装瓶设备，在20l/s的体积流量的情况下确定该曲线。夹合式系统的两个超声换能器被固定在具有2mm的管壁厚度的DN 80钢管上。中心频率fc是2 MHz。如可看出，在这种布置的情况下，中心频率的区域内的相对测量误差相对高。
然而，除了取决于频率的测量误差之外，夹合式测量装置的总测量误差还包括起作用为降低最佳可能测量精度的其它分量。
现在将描述适当的过程流量。首先来客户数据。这包括
A1管道材料
B1管壁厚度。
另外，可能存在其它客户数据。这包括：
A2测量布置数据，尤其是波的次数。
然而，对于特定安装布置，也能够在测量装置中的数据库中提供这种可选数据。因而，可能的是例如始终以诸如图1中所示的二次波布置组装该装置。如果情况是这样，则不需要单独输入。也能够假定也在装置中提供激励器信号的中心频率和/或带宽。
也在装置中的数据库中提供超声换能器的电传递函数，超声换能器的电传递函数具有其第一带宽及其第一中心频率。在两个超声换能器的情况下，提供至少两个传递函数。也在装置中的数据库中针对每个超声换能器提供至少一个电传递函数，以用于相应超声换能器的至少一个温度，所述至少一个电传递函数具有其第一带宽及其第一中心频率。然而，也能够针对多个温度范围或者温度为每个超声换能器提供多个电传递函数。
也在装置的数据库中提供例如呈取决于频率和角度的流体中的传递系数的形式的管或者管道的机械传递函数。然而，也能够针对多个温度范围或者温度为管提供多个机械传递函数。
由传感器特定数据另外地补充一个或多个超声换能器的这些电传递函数，从下列组选择，并且在装置中提供或者由用户输入传感器特定数据：
A3压电陶瓷的直径
B3联接主体的楔角度
C3联接主体内的声速
D3针对一个或多个超声换能器的传递函数，和/或
E3管或者管道的传递函数。
此外，在数据库中提供或者由用户输入相对于激励器信号的特征值。从以下组选择这些特征值：
A4激励器信号的激励频率
B4激励器信号的带宽
C4激励周期的数目
D4信号类型，例如正弦或者矩形信号，和/或
E4函数窗的类型，例如矩形窗、汉宁窗或塔基窗。
能够个别地或作为函数中的参数输入或提供该信息。
图4作为示例示出作为时间的函数的激励器信号。激励频率等于2MHz。信号类型是矩形信号。所谓的双极突发脉冲的数目等于3。双极意味着信号在正电压范围和负电压范围内延伸。图4示出向1规范化的值，因为用于装置的操作的实际电压是无关的，因为假定所谓的线性、时间不变(LTI)系统。所示信号持续tburst＝1.5μs。能够可变地选择突发脉冲的激励频率和数目。激励频率fex是矩形的持续时间Tex的倒数。
作为数字信号处理的标准方法，通过计算傅里叶变换从图4的激励器信号确定能够是相关联谱。这种谱通常被分为相位谱和振幅谱。在图5中示出规范化单侧振幅信号。在谱中示出激励频率fex和最强(主导)频率fex,dom。偏差不直观并且能够通过谱泄漏效应解释。此外，信号的特征在于带宽，例如在-6dB处主瓣的宽度。进一步特征在于最强侧瓣的衰减。
在测量装置中的数据载体中另外提供了数学模型。
图5中所示的谱(大小和相位)能够作为输入数据馈送给模型。模型的特定特征是作为频率信息的补充，也考虑角度信息。因为这样，模型的所有分量都被模型化为取决于频率和相速度的二维滤波器。
能够以如下公式描述仅考虑频率的典型模型
Figure BDA0001472025620000101
其中，X(f)对应于激励的谱，并且An(f)对应于第n模型分量的传递函数。Y(f)则是系统响应。
在以下文献中讨论了仅考虑频率的对应数学模型：
Ali,M.；Raouf Mohamed,A.:A simulation of pulse-echo amplitude scansignal formation in absorbing media.In:Ultrasonics,30(5),1992,pgs. 311–316,especially Equation 7，和
Woeckel,S.,Steinmann,U.,Auge,J.:Signalanalysefür Ultraschall-Clamp-on-Systeme(Signal analysis for ultrasonic,clamp-on systems).In:tm–TechnischesMessen,81(2),2014,pgs.86-92, especially Equation 2。
除了输入管道材料和管壁厚度的值之外，数学模型还引用在数据存储器中提供的与超声换能器的电传递函数相关的值、它们的几何和材料数据，以及激励器信号的特征值。
从这些数据，能够发生对流体内的实际角度αf的确定，声音主要以该角度在位于管道内的液体中传播。在本发明的意义上，流体中的这个角度αf是测量误差因子的实施例变体。通过这个角度，能够确定测量误差，并且在给定情况下，也进行补偿，诸如Ploβ,P.,Rupitsch,S. J和Lerch,R.的论文“Extraction of Spatial Ultrasonic Wave PacketFeatures by Exploiting a Modified Hough Transform”(IEEE Sensor Journal,14(7),2014)中所述，在本发明的背景下全面地引用该论文。
扩展模型也考虑流体中的角度。表达如下：
Y(f,αf)＝ΠnAn(f,αf)·X(f,αf)
因而，如同上述一维模型的情况，不同仅在于分量以及输入/输出两者取决于频率和角度两者。
在以下文献中存在考虑位置信息、即角度的数学模型：
Pavlakovic,B.N.；Rose,J.L.:The Influence of Finite-Size Sources inAcousto-Ultrasonics/NASA.1994(195374).–Research Report, especially pg.70，和
Funck,B.；Mitzkus,A.:Acoustic transfer function of the clamp-onflowmeter.In:IEEE Transactions on Ultrasonics Ferroelectrics and FrequencyControl,43(4),1996,pgs.569–575,especially Equations 27 and 33。
能够在介质n的声速的帮助下，将介质n的角度信息αn转化为相速度
Figure BDA0001472025620000111
Figure BDA0001472025620000112
在图6中示出通过模型计算的系统响应的二维振幅谱。
附图标记101涉及电激励频率fex＝2MHz，并且附图标记102涉及预期相速度
Figure BDA0001472025620000113
相速度经由斯涅耳的折射定律计算，并且转换为角度信息，对于具有声速1485m/s的水，角度信息对应于流体中的预期角度
Figure BDA0001472025620000121
并且例如等于22°。这是流体中的角度，该角度对于计算体积流量是决定性的。如果该角度在水中偏离预期角度，则这导致体积流量的测量误差。
系统响应具有眼睛形状，其瞳孔(最大值)位于二维坐标系(频率、相速度或者角度)的一定位置处。如果管壁将不影响声音传播，则眼睛的最大值将位于线101和102的交点处。
然而，由于管壁对声音传播具有显著影响，所以眼睛的位置从预期交点显著地移位。现在能够自动地——并且实际上以几种方式评估系统响应。
用于评估的最简单的选项是确定最大值并且提取最大值的坐标 (frec,dom 103和cp,rec,dom 104)。垂直移位(相速度的变化
Figure BDA0001472025620000122
) 可直接地转换为流体中的角度变化。另外，能够预测测量误差。
然而，也存在用于评估系统响应的各种其它选项。
在确定测量误差因子的情况下，也能够可选地考虑用于测量布置的数据。
除了确定、并且在给定情况下补偿测量误差外，也能够在该因子超过或者不超过(subceed)预定期望值的程度上使用测量误差因子来仅提供故障警告。这种故障警告能够向用户指示例如存在能够导致大的测量误差的情况或者构造。因而，同样地在初步分析的背景下，例如在互联网销售网站中，在输入管道材料和管壁厚度之后，能够对于所有提供的夹合式测量装置确定测量误差因子，并且提供最适合的产品。
通过将使用数学模型确定的测量误差因子与实际测量的测量误差因子比较，能够在测量期间另外地识别温度影响、管壁上的沉积或者磨耗。
图3示出以百分比为单位的被测值误差与以度为单位的实际角度误差之间的关系。仅能够在诸如上述某些参数的帮助下确定这个角度误差。角度误差允许直接评估被测值误差，并且使得能够量化乃至补偿被测值误差，使得在夹合式超声流量测量装置的情况下能够实现高精确测量。

Claims (10)

1.一种用于确定特征变量的方法，所述特征变量用于评估测量布置，所述测量布置包括夹合式超声流量测量装置和管道，所述夹合式超声流量测量装置被固定在所述管道上，其中所确定的特征变量是声音主要穿过位于所述管道内的流体传播的角度，其特征在于以下方法步骤：
A提供与由所述夹合式超声流量测量装置产生的激励器信号相关的特征值；
B提供关于所述夹合式超声流量测量装置的一个或多个超声换能器的声学特性的传感器特定数据；
C输入与管道材料和管道壁厚度相关的数据，
D基于数学模型从步骤A-C的参数和数据确定所述特征变量，包括以下步骤：
i.利用数学模型计算系统响应；
ii.自动评估所述系统响应来确定所述特征变量；以及
F3基于所述特征变量，开始故障诊断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，作为所述步骤A-D的补充，步骤F2提供了所述特征变量的量化输出，或者从所述特征变量计算的测量误差的量化输出。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从以下值中选择一个或多个作为根据所述步骤A的与所述夹合式超声流量测量装置的所述激励器信号相关的所述特征值：
所述激励器信号的激励频率
所述激励器信号的带宽
激励周期的重复频率
信号类型，和/或
函数窗的类型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从以下值选择一个或多个作为所述夹合式超声流量测量装置的所述传感器特定数据：
超声换能器的机电换能器元件的直径，
所述超声换能器的联接主体的楔角度，
所述超声换能器的所述联接主体内的声速，和
所述超声换能器的电传递函数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从以下值选择一个或多个作为所述夹合式超声流量测量装置的所述传感器特定数据：
超声换能器的机电换能器元件的直径，
所述超声换能器的联接主体的楔角度，
所述超声换能器的所述联接主体内的声速，和
所述超声换能器的中心频率和带宽。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器特定数据和/或所述激励器信号的所述特征值在一个所提供的函数中被组合。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A中提供所述特征值和/或在所述步骤B中提供所述传感器特定数据通过以下而发生：作为用于所述夹合式超声流量测量装置的数据集在数据处理系统的数据存储器中提供所述特征值和/或所述传感器特定数据，以及从所述数据存储器提供所述特征值和/或所述传感器特定数据。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的方法，其特征在于，在附加的步骤X中，关于测量点的构造提供信息，并且在确定测量误差因子的情况下由所述数学模型考虑所述信息。
9.一种夹合式超声流量测量装置，包括至少两个超声换能器以及一评估单元，所述至少两个超声换能器在外部被固定在管道上，所述装置被设计成用于执行根据权利要求1所述的方法，并且所述装置基于所确定的测量误差因子实时地执行测量误差的校正。
10.一种夹合式超声流量测量装置，具有至少一个超声换能器和一评估单元，所述至少一个超声换能器在外部被固定在管道上，所述装置被设计成用于执行根据权利要求1所述的方法，并且确定超声信号从管壁进入介质的角度。
CN201680028676.9A 2015-05-18 2016-04-26 确定评估包括夹合式超声流量计和测量管的测量布置的特征变量的方法和装置 Active CN107636425B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015107753.1 2015-05-18
DE102015107753.1A DE102015107753A1 (de) 2015-05-18 2015-05-18 Verfahren zur Ermittlung einer charakteristischen Größe zur Bewertung einer Messanordnung umfassend ein Clamp-On-Ultraschall- Durchflussmessgerät und ein Rohr und/oder zur Bewertung des Messbetriebs dieser Messanordnung
PCT/EP2016/059310 WO2016184648A1 (de) 2015-05-18 2016-04-26 Verfahren, computerprogrammprodukt und vorrichtung zur ermittlung einer charakteristischen grösse zur bewertung einer messanordnung umfassend ein clamp-on-ultraschall-durchflussmessgerät und ein messrohr

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107636425A CN107636425A (zh) 2018-01-26
CN107636425B true CN107636425B (zh) 2021-01-01

Family

ID=55809131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680028676.9A Active CN107636425B (zh) 2015-05-18 2016-04-26 确定评估包括夹合式超声流量计和测量管的测量布置的特征变量的方法和装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10641641B2 (zh)
EP (1) EP3298360B1 (zh)
CN (1) CN107636425B (zh)
DE (1) DE102015107753A1 (zh)
WO (1) WO2016184648A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015107753A1 (de) 2015-05-18 2016-11-24 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Ermittlung einer charakteristischen Größe zur Bewertung einer Messanordnung umfassend ein Clamp-On-Ultraschall- Durchflussmessgerät und ein Rohr und/oder zur Bewertung des Messbetriebs dieser Messanordnung
DE102016119180A1 (de) 2016-10-10 2018-04-12 Endress + Hauser Flowtec Ag Gehäuse für ein Feldgerät der Mess- und Automatisierungstechnik zur Überwachung und/oder Bestimmung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums
CN107144313B (zh) * 2017-05-27 2019-04-05 京东方科技集团股份有限公司 流量测量装置和流量测量方法
CN110575196B (zh) * 2018-06-11 2023-04-25 上海联影医疗科技股份有限公司 超声探头及穿刺手术系统
DE102018009199B4 (de) * 2018-11-22 2022-11-03 Diehl Metering Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Messeinrichtung und Messeinrichtung
SE1950109A1 (en) * 2019-01-30 2020-06-30 Labtrino Ab Coupling member for clamp on flow metering
DE102019001592A1 (de) * 2019-03-07 2020-09-10 Diehl Metering Gmbh Verfahren zur Ermittlung einer Fluidgröße
US20210207984A1 (en) * 2020-01-07 2021-07-08 Trustees Of Tufts College Systems and methods for operation of a sonic anemometer
US11953353B2 (en) 2020-11-24 2024-04-09 Honeywell International Inc. Angular circuit board assembly for a flowmeter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19625667A1 (de) * 1996-06-26 1998-01-02 Siemens Ag Verfahren zum Selbsttest einer Einrichtung zur Ultraschall-Laufzeitmessung sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102009046871A1 (de) * 2008-11-21 2010-06-17 Flexim Flexible Industriemesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Messumformern von Ultraschall-Durchflussmessgeräten
DE102011005170B4 (de) * 2011-03-07 2012-10-11 Flexim Flexible Industriemesstechnik Gmbh Verfahren zur Ultraschall-Clamp-on-Durchflussmessung und Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869915A (en) * 1973-01-23 1975-03-11 Joseph Baumoel Digital flowmeter
GB8710064D0 (en) * 1987-04-28 1987-06-03 Micronics Ltd Ultrasonic fluid flowmeter
JP3216769B2 (ja) * 1995-03-20 2001-10-09 富士電機株式会社 クランプオン型超音波流量計における温度圧力補償方法
US6209388B1 (en) * 1996-03-11 2001-04-03 Daniel Industries, Inc. Ultrasonic 2-phase flow apparatus and method
DE10254053B4 (de) * 2002-11-19 2016-12-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Volumen- und/oder Massenstroms
US20070151362A1 (en) * 2003-12-26 2007-07-05 Michitsugu Mori Ultrasonic flowmeter, wedge for ultrasonic flowmeter, method for setting ultrasonic transmitting/receiving unit, and ultrasonic transmitting/receiving unit
DE102015107753A1 (de) 2015-05-18 2016-11-24 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Ermittlung einer charakteristischen Größe zur Bewertung einer Messanordnung umfassend ein Clamp-On-Ultraschall- Durchflussmessgerät und ein Rohr und/oder zur Bewertung des Messbetriebs dieser Messanordnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19625667A1 (de) * 1996-06-26 1998-01-02 Siemens Ag Verfahren zum Selbsttest einer Einrichtung zur Ultraschall-Laufzeitmessung sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102009046871A1 (de) * 2008-11-21 2010-06-17 Flexim Flexible Industriemesstechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Messumformern von Ultraschall-Durchflussmessgeräten
DE102011005170B4 (de) * 2011-03-07 2012-10-11 Flexim Flexible Industriemesstechnik Gmbh Verfahren zur Ultraschall-Clamp-on-Durchflussmessung und Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Acoustic Transfer Function of the Clamp-On Flowmeter;Funck B. et al;《IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS,FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL》;19960731;第43卷(第4期);第569-575页 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3298360A1 (de) 2018-03-28
EP3298360B1 (de) 2021-12-08
US20180164144A1 (en) 2018-06-14
WO2016184648A1 (de) 2016-11-24
CN107636425A (zh) 2018-01-26
US10641641B2 (en) 2020-05-05
DE102015107753A1 (de) 2016-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107636425B (zh) 确定评估包括夹合式超声流量计和测量管的测量布置的特征变量的方法和装置
CN107636423B (zh) 用于确定管壁共振频率的方法以及夹持式超声流量测量设备
US6732575B2 (en) Fluid parameter measurement for industrial sensing applications using acoustic pressures
CN105102924B (zh) 对壁表面的变化的超声波检测
RU2590318C2 (ru) Проверка температуры ультразвуковых расходомеров
CA2479119C (en) Self calibrating apparatus and method for ultrasonic determination of fluid properties
JP6568085B2 (ja) 超音波エネルギーの発信及び受信を通して動粘度を求めるための方法及び装置
WO2016016818A1 (en) Improved signal travel time flow meter
EP0807261A2 (en) Improvements relating to pulse echo distance measurement
Hoche et al. Ultrasound-based density determination via buffer rod techniques: a review
US20210333238A1 (en) Scale and corrosion monitoring system using ultrasonic guided waves
Sun et al. Estimation of the dispersion curves of pipe guided waves by field measurement
Antlinger et al. Investigation and modeling of an acoustoelectric sensor setup for the determination of the longitudinal viscosity
EP3622285A1 (en) Ultrasonic inspection methods and systems
Lunde et al. Handbook of Uncertainty Calculations: Ultrasonic Fiscal Oil Metering Stations
CN109632951A (zh) 用于使用超声确定流体类型的方法和组件
RU2471153C2 (ru) Способ и система измерения суммарного расхода текучей среды и ультразвуковой расходомер
Borminskii et al. Acoustic method for monitoring level, density and viscosity of multilayer liquids in tanks
JP7151344B2 (ja) 圧力計測装置
Li et al. Study on transit-Time ultrasonic flow meter with waveform analysis
Önen Dispersion and Sensitivity Analysis of Quasi‐Scholte Wave Liquid Sensing by Analytical Methods
Antlinger et al. An acoustic transmission sensor for the characterization of fluids in terms of their longitudinal viscosity
Rupitsch et al. Measurement of Physical Quantities and Process Measurement Technology
Antlinger et al. A differential pressure wave-based sensor setup for the acoustic viscosity of liquids
CN107206428B (zh) 用于制造自动化技术现场设备的声音换能器的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant