CN109341794A - 超声流量计及调节换能器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种超声流量计及调节换能器的方法，在一个实例中，所述超声流量计包括：流量计壳体；安装在所述流量计壳体上的第一换能器；安装在所述流量计壳体上的调节机构；安装在所述调节机构上的第二换能器，所述第二换能器用于接收所述第一换能器发出的超声波；所述调节机构工作状态下带动所述第二换能器在第一预设方向上运动。为解决由于信号偏移导致接收到的超声波信号强度弱的问题，调节机构能够带动第二换能器在第一预设方向上运动，以及时接收到信号较强的超声波信号，提高计量精度。

Description

超声流量计及调节换能器的方法

技术领域

本发明涉及流量检测领域，具体而言，涉及一种超声流量计及调节换能器的方法。

背景技术

超声流量计，是一种基于超声声学原理工作的新型流量测量仪表，利用了超声波的传播速度随介质流速变化而发生变化的原理来测量介质流速，在石油化工行业得到广泛应用。

根据实际应用的分类，超声流量计可以分为外夹式、管段式、插入式。外夹式超声流量计安装简单、使用方便，但是会因为管道材质疏、导声不良，或者锈蚀严重、衬里和管道内空间有间隙等情况造成超声波信号衰减严重，无法正常测量，所以产生了管段式超声流量计。管段式超声流量计把换能器和丈量管组为一体，但是牺牲了外贴式/外夹式超声流量计不需断流安装的优点，管段式超声流量计需要切开管道来安装换能器。

插入式超声流量计介于上述二者之间，安装不用断流，利用专业工具在管道上打孔，将换能器插进管道实现安装，由于换能器在管道中，其信号发射、接收只经过被测介质，而不用经过管壁和衬里，测量更有优势。但是，现有技术忽视了由于介质流速变化会引起信号偏移的问题，这会降低计量精度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种超声流量计及调节换能器的方法，以解决现有技术中由于待测介质的流速变化引起的信号偏移问题，提高计量精度。

第一方面，本发明实施例提供一种超声流量计，所述超声流量计包括：

流量计壳体；

安装在所述流量计壳体上的第一换能器；

安装在所述流量计壳体上的调节机构；

安装在所述调节机构上的第二换能器，所述第二换能器用于接收所述第一换能器发出的超声波；

所述调节机构工作状态下带动所述第二换能器在第一预设方向上运动。

其中，第一换能器可以发射超声波，安装在调节机构上的第二换能器可以接收第一换能器发送的超声波。在实际测量过程中，由于待测介质流动的作用，超声波信号可能发生偏移，例如超声信号波束可能向下游偏移一段距离，偏移距离可能因为介质流速的变化而变化，从而导致接收到的超声波的信号强度可能较弱。因此，为避免信号偏移导致接收到的超声波信号强度弱，调节机构能够带动第二换能器在第一预设方向上运动，以及时接收到信号较强的超声波信号，提高计量精度。其中，第一预设方向可以是超声流量计的延伸方向，待测介质能够在该超声流量计中流动，流动方向可能与第一预设方向相同，也可能与第一预设方向相反。

在一个可能的设计中，所述调节机构包括可调节滑块、驱动电机，所述流量计壳体上设有滑轨；

所述驱动电机安装在所述流量计壳体上，所述驱动电机与所述可调节滑块连接，所述可调节滑块安装在所述滑轨上；

所述第二换能器安装在所述可调节滑块上；

所述驱动电机驱动所述可调节滑块在所述滑轨上运动，以使所述第二换能器在所述滑轨的延伸方向上运动。

其中，上述设计给出了调节机构的一种可能实现方式，通过驱动电机来驱动可调节滑块运动，以带动第二换能器移动。作为一种可能的实现方式，在实际安装过程中，可以先将滑轨安装在流量计壳体上，再将可调节滑块安装在该滑轨上，然后将驱动电机与该可调剂滑块连接，结构简便，易于安装。

在另一个可能的设计中，上述滑轨可以替换为滑槽，驱动电机可以驱动可调节滑块在该滑槽中移动，以使该可调节滑轨带动第二换能器运动。

在一个可能的设计中，所述可调节滑块上设有通孔；

所述第二换能器穿过所述通孔以插入所述流量计壳体。

其中，上述设计给出了第二换能器的一种具体安装方式。在实际安装过程中，可以在安装可调节滑块之后，再将第二换能器放入该通孔中并固定；也可以先将第二换能器放入该通孔中并进行固定，再安装可调节滑块。以此能够避免流量计壳体的材质或者管道壳体的材质造成超声波信号衰弱的问题，另外，安装方式简便，无需断流安装。

在一个可能的设计中，所述可调节滑块包括第一延伸部、第二延伸部；

所述第一延伸部、所述第二延伸部上均设有调节孔，所述流量计壳体上设有与所述调节孔配合的滑块固定孔；

所述调节孔、所述滑块固定孔之间通过固定件进行连接，以实现将所述可调节滑块安装在所述流量计壳体上；

其中，所述调节孔在所述第一预设方向上的长度大于所述滑块固定孔的直径，以使所述可调节滑块能够在所述调节孔的延伸方向上移动。

通过上述设计，给出了可调节滑块的一种可能的结构，为避免可调节滑块脱离流量计壳体，固定件可以依次穿过调节孔、滑块固定孔，以实现对可调节滑块进行安装。对调节孔的长度要求是为了满足可调节滑块能够在安装后依然能够在第一预设方向上运动。

在一个可能的设计中，所述第一延伸部或所述第二延伸部与所述驱动电机之间通过丝杆连接；

所述驱动电机转动时，所述丝杆推动或者拖动所述可调节滑块在所述第一预设方向上运动。

通过上述设计，给出了驱动电机与可调节滑块之间的一种配合关系，通过将驱动电机设置在可调节滑块的一端，驱动电机转动时，丝杆可以推动或者拖动可调节滑块运动。

在一个可能的设计中，所述可调节滑块包括朝向所述流量计壳体的第一面、远离所述流量计壳体的第二面；

所述驱动电机为齿轮电机，所述第二面上设有与所述齿轮电机契合的齿状结构；

所述齿轮电机转动时带动所述可调节滑块在所述第一预设方向上运动。

通过上述设计，给出了驱动电机与可调节滑块之间的另一种配合关系，通过将驱动电机直接设置在可调节滑块上，由于二者之间存在齿状结构的啮合关系，驱动电机转动时，可以带动可调节滑块移动，这一方式能够节省安装空间。

在一个可能的设计中，所述调节机构与所述流量计壳体之间设有垫圈，所述垫圈用于在所述调节机构与所述流量计壳体之间进行密封。

其中，通过这样的设计能够避免在调节机构带动第二换能器运动时，造成介质泄漏或者其他密封性问题。

在一个可能的设计中，所述超声流量计还包括第一固定块，所述第一固定块通过固定件安装在所述流量计壳体上；

所述第一固定块上开设有通孔，所述第一换能器穿过所述通孔以插入所述流量计壳体。

通过这样的设计，给出了第一换能器的一种安装方式。由于第二换能器是可以随着调节机构运动的，因此，第一换能器与第二换能器之间可以发生相对运动，第一换能器可以是固定的，也可以是运动的。

在一个可能的设计中，所述第一换能器的安装方向与所述第一预设方向存在夹角，以使所述第二换能器能够接收到所述第一换能器发出的超声波。

通过这样的设计，能够在实际测量之前确定一个角度，根据这一角度能够确定介质流速的计算方式。

第二方面，本发明实施例还提供一种超声流量计，所述超声流量计包括流量计壳体以及多组测量装置；

任一组测量装置包括：

安装在所述流量计壳体上的第一换能器；

安装在所述流量计壳体上的调节机构；

安装在所述调节机构上的第二换能器，所述第二换能器用于接收所述第一换能器发出的超声波；

所述调节机构工作状态下带动所述第二换能器在第一预设方向上运动。

通过上述设计，在超声流量计上设置了多组测量装置，可以进行多声道测量，在任一组测量装置中，第二换能器可以随着调节机构在第一预设方向上运动，以此接收到信号强度较大的超声波，提高了测量精度。

第三方面，本发明实施例还提供一种调节换能器的方法，应用于上述第一方面或第二方面提供的超声流量计，该超声流量计上设有能够带动换能器运动的调节机构，所述方法包括：

计算待测介质的瞬时流速；

根据所述瞬时流速，计算超声波的偏移距离；

根据计算得到的所述偏移距离，向调节机构发送驱动信号以使换能器移动。

通过该方法能够控制换能器运动至信号偏移位置，以使换能器能够接收到信号强度较大的超声波，提高计量精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种超声流量计的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的另一种超声流量计的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种可调节滑块与流量计壳体配合的示意图。

图4为本发明实施例提供的可调节滑块的示意图。

图5为本发明实施例提供的可调节滑块与垫圈配合的示意图。

图6为本发明实施例提供的另一种超声流量计的示意图。

图7为本发明实施例提供的调节换能器的方法的流程图。

图8为本发明实施例提供的超声流量计的测量原理示意图。

图标：10-超声流量计；110-流量计壳体；111-滑轨；112-滑槽；Q-滑块固定孔；120-第一换能器；130-调节机构；131-可调节滑块；1311-第一延伸部；1312-第二延伸部；P-调节孔；132-驱动电机；140-第二换能器；150-垫圈；160-第一固定块；20-超声流量计；210-流量计壳体；220-测量装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

超声波在流动的介质中传播时就载上介质流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出待测介质的流速，从而换算成流量。超声脉冲穿过管道从一个传感器到达另一个传感器。当介质不流动时，声脉冲以相同的速度(声速，C)在两个方向上传播。如果管道中的介质有一定流速V(该流速不等于零)，则顺着流动方向的声脉冲会传输得快些，而逆着流动方向的声脉冲会传输得慢些。这样，顺流传输时间会短些，而逆流传输时间会长些。这里所说的长些或短些都是与介质不流动时的传输时间相比而言；根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。

申请人经过研究发现，在实际测量过程中，超声波信号会在待测介质流动的作用下发生偏移，偏移的距离可能会因为待测介质的流速变化而有所区别，若是用于发射信号、接收信号的超声换能器固定在流量计壳体上，尤其是用于接收超声波信号的超声换能器的位置若是固定，会导致接收到的信号强度低，信噪比低，从而降低流量计的计量精度。

鉴于上述问题，申请人经过探索，提出以下实施例以解决上述问题。下面结合附图，对本申请实施例作详细说明。本申请实施例还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

本实施例提供一种超声流量计10，请参阅图1或图2，该超声流量计10包括流量计壳体110、调节机构130、第一换能器120、第二换能器140。其中，图1所示的是将第一换能器120、第二换能器140以透射型安装方式安装的结构示意图，图2所示的是将第一换能器120、第二换能器140以折射型安装方式安装的结构示意图。

本实施例中，第二换能器140安装在调节机构130上，调节机构130安装在流量计壳体110上，调节机构130在工作状态下可以带动第二换能器140在第一预设方向上(参见图1、图2中的“X”方向)运动。其中，第一预设方向指该超声流量计10的延伸方向，待测介质能够在该超声流量计10中流动，流动方向可能与第一预设方向相同，也可能与第一预设方向相反。其中，该待测介质可能是气体，也可能是液体。下面将以待测介质为气体的透射型安装方式为例进行说明，但并不以此为限。

第一换能器120可以直接安装在流量计壳体110上，也可以通过一底座安装在流量计壳体110上。当然，第一换能器120可以是固定的，也可以是非固定的(例如，像第二换能器140那样安装在能够运动的结构上)，只要第一换能器120与第二换能器140之间能够产生相对运动即可。

其中，第一换能器120、第二换能器140是超声换能器，第一换能器120可以发送超声波，第二换能器140可以接收第一换能器120所发送的超声波；可以理解，第二换能器140也可以发送超声波，第一换能器120可以接收超声波。本实施例中，以第一换能器120发送超声波，第二换能器140接收超声波的方式为例进行说明，但并不以此为限。

为了便于实时调控，作为一种实施方式，第一换能器120、第二换能器140、调节机构130可以连接到同一控制器(图未示)上，该控制器能够获取到两个换能器发送、接收超声波信号的时间，并根据预设的计算公式进行计算得到偏移距离，并根据计算出的偏移距离控制调节机构130带动第二换能器140运动。当然，该控制器可能是具有计算功能的集成芯片，也可以是现有的其他具有计算能力的设备，例如可以是计算机、移动终端等具有计算能力的设备。第一换能器120、第二换能器140、调节机构130与该控制器之间可以通过线缆连接，也可以是无线通信连接(若是该流量计上安装有无线通信模块)。在一个实例中，该控制器是一个带有显示屏的终端设备，该终端设备通过一底座固定在流量计壳体110上或者固定在管道上，第一换能器120、第二换能器140、调节机构130通过线缆与该终端设备连接。

作为另一种实施方式，第一换能器120、第二换能器140、调节机构130可以连接到不同控制器上，只要最终能够得到偏移距离，并根据计算得到的偏移距离对调节机构130进行控制即可，第一换能器120、第二换能器140、调节机构130与控制器之间的连接方式不应作为对本发明的限制。

通过上述结构，第一换能器120可以发射超声波，安装在调节机构130上的第二换能器140可以接收第一换能器120发送的超声波。在实际测量过程中，由于待测介质流动的作用，超声信号波束可能偏移一段距离，由于调节机构130能够带动第二换能器140运动至偏移位置，以此可以及时接收到信号较强的超声波信号，提高计量精度。

请继续参阅图1，调节机构130包括可调节滑块131、驱动电机132。为了让可调节滑块131能够滑动，流量计壳体110上可以设置滑轨111或者滑槽112。

第二换能器140安装在该可调节滑块131上，而该可调节滑块131安装在滑轨111上或者安装在滑槽112上，当可调节滑块131在滑轨111上滑动或者在滑槽112中滑动时，可以带动第二换能器140运动。

驱动电机132与可调节滑块131连接，连接方式可以根据驱动电机132与可调节滑块131的位置关系有所变化。例如，驱动电机132可以设置在可调节滑块131的一端，也可以直接安装在可调节滑块131上，还可以设置在可调节滑块131的侧面，对于驱动电机132与可调节滑块131之间的配合连接关系多样，不应理解为对本发明的限制。

驱动电机132安装在流量计壳体110上，例如可以通过一个底座实现安装，而对于某些设有安装孔的电机而言，只需要在流量计上设置相应的安装孔，就可以直接采用固定件对电机进行安装。

驱动电机132可以驱动该可调节滑块131在滑轨111上运动或者在滑槽112中运动，以使安装在可调节滑块131上的第二换能器140能够在滑轨111的延伸方向上运动或者在滑槽112的延伸方向上运动。

作为一种可能的实现方式，请参阅图1或图2，在实际安装过程中，可以先将滑轨111安装在流量计壳体110上，再将可调节滑块131安装在该滑轨111上，然后将驱动电机132与该可调剂滑块连接，结构简便，易于安装。

作为另一种可能的实现方式，为了简化整个超声流量计10的结构，可以在加工流量计壳体110时，请参阅图3，直接在流量计壳体110上预留滑槽112(滑槽112的尺寸可以通根据实际加工参数设定)，通过将可调节滑块131安装在滑槽112中以实现滑动，其中图3中的箭头指示了可调节滑块131的安装位置。

本实施例中，请参阅图3或图4(图4示出了多种可调节滑块131的前视图)，可调节滑块131上设有通孔，第二换能器140可以穿过该通孔以插入流量计壳体110，以此形成插入式的超声流量计10。在实际安装过程中，可以在安装可调节滑块131之后，再将第二换能器140放入该通孔中并固定；也可以先将第二换能器140放入该通孔中并进行固定，再安装可调节滑块131。以此能够避免流量计壳体110的材质或者管道壳体的材质造成超声波信号衰弱的问题，另外，安装方式简便，无需断流安装。

其中，第二换能器140与可调节滑块131之间可以通过固定件进行固定，以避免第二换能器140从可调节滑块131上脱落，或者在可调节滑块131中产生松动，从而影响计量精度。

可选地，第一换能器120也可以通过一通孔插入流量计壳体110，在一个可能的设计中，请参阅图1，超声流量计10还包括第一固定块160，该第一固定块160通过固定件安装在流量计壳体110上；该第一固定块160上开设有通孔，第一换能器120可以穿过第一固定块160上的通孔以插入流量计壳体110。

由于第二换能器140是可以随着调节机构130运动的，因此，第一换能器120与第二换能器140之间可以发生相对运动，第一换能器120可以是固定的，也可以是运动的。但是第一换能器120与第一固定块160之间固定连接，例如采用固定件进行固定，避免二者之间产生松动从而影响计量精度。

其中，上述所述结构中提及的固定件可以是但不仅限于螺钉、螺母、固定销等具有固定作用的器件。

请参阅图4，可调节滑块131包括第一延伸部1311、第二延伸部1312、第一凸起、第二凸起。用于安装第二换能器140的通孔可以贯穿该第一凸起、第二凸起。在某些情况下，第一凸起、第二凸起可以省略，只要能够在可调节滑块131中设置用于安装第二换能器140的通孔，并使得该第二换能器140的安装方向满足测量角度即可，该测量角度可能是因此，在一个实例中，第一换能器120的安装方向与第一预设方向存在夹角以使第二换能器140能够接收到第一换能器120发出的超声波。通过在实际测量之前确定一个角度，根据这一角度能够确定介质流速的计算方式(计算公式可以存储在控制器中)，随着介质流动的作用，虽然实际的超声波信号与第一预设方向之间的角度可能会变化，但这并不会对第一换能器120的原始超声波发射方向造成影响，根据原始夹角能够计算出超声波的初始速度(该初始速度可以是超声波在静止介质中的速度)，并基于该初始速度可以进一步计算超声波的偏移距离。

需要说明的是，由于第一换能器120与第二换能器140之间可以是透射性安装方式(请参阅图1)，也可以是折射型安装方式(请参阅图2)，根据实际需要的安装方式，可以设置多种可调节滑块131，为了满足不同安装方式的换能器，这些可调节滑块131的通孔朝向可能有所差异，因此测量角度可能有所不同。

请参阅图4，对于可调节滑块131，第一延伸部1311、第二延伸部1312上均设有调节孔P，流量计壳体110上设有与该调节孔P配合的滑块固定孔Q。若是通过滑轨111或滑槽112来安装可调节滑块131，则该滑块固定孔Q可以设在滑轨111上或者滑槽112中。

上述调节孔P、滑块固定孔Q之间可以通过固定件进行连接，以实现将可调节滑块131安装在流量计壳体110上。该固定件可以是但不仅限于螺钉、螺母、固定销等具有固定作用的器件。

其中，为了使可调节滑块131能够在第一预设方向上移动，调节孔P在该第一预设方向上的长度可以大于滑块固定孔Q的直径，以此能够留出可调节滑块131的活动余量。

这一结构可以避免可调节滑块131脱离流量计壳体110，固定件可以依次穿过调节孔P、滑块固定孔Q，以实现对可调节滑块131进行安装。对调节孔P的长度要求是为了满足可调节滑块131能够在安装后依然能够在第一预设方向上运动。

下面将介绍驱动电机132与可调节滑块131之间的配合关系。

在一种实施方式中，驱动电机132可以设置在可调节滑块131的一端。第一延伸部1311或第二延伸部1312与驱动电机132之间可以通过丝杆连接。当驱动电机132转动时，丝杆可以推动或者拖动可调节滑块131在第一预设方向上运动。

在另一种实施方式中，驱动电机132可以直接设置在可调节滑块131上。其中，可调节滑块131包括朝向流量计壳体110的第一面、远离流量计壳体110的第二面。

驱动电机132可以是齿轮电机，该第二面上设有与齿轮电机契合的齿状结构，由于二者之间存在齿状结构的啮合关系，当齿轮电机转动时可以带动可调节滑块131在第一预设方向上运动。其中，这一实施方式能够节省安装空间。

再一种实施方式中，驱动电机132可以设置在可调节滑块131的侧面。驱动电机132与可调节滑块131之间可以通过连杆结构连接，当驱动电机132转动时，连杆结构可以带动可调节滑块131在第一预设方向上运动。

本实施例中，为了避免在调节机构130带动第二换能器140运动时，造成介质泄漏或者其他密封性问题，调节机构130与流量计壳体110之间设有垫圈150，该垫圈150用于在调节机构130与流量计壳体110之间进行密封，由图5可以看出可调节滑块131、垫圈150以及固定件之间的配合关系。

可选的，本实施例中的调节机构130与流量计壳体110连接处可以设置刻度线，通过该刻度线可以反映出可调节滑块131的移动距离。例如，在对该超声流量计10进行测试时，根据刻度线读值，可以检测调节机构130是否能够正常工作。

可选的，对于上述可调节滑块131、流量计壳体110、第一固定块160，可以通过工装结构进行加工以得到一体成型的可调节模块、一体成型的流量计壳体110、一体成型的第一固定块160。一体成型结构更加稳定，能够降低由于离散结构拼接带来的噪声问题。

可选的，上述流量计壳体110可以是铸钢铸造的，在铸造流量计壳体110时，可以同时铸造滑轨111/滑槽112。

通过上述结构能够使得用于接收超声波信号的换能器根据超声波的偏移距离进行运动，降低由于信号偏移带来的影响，提高了接收到的声波信号强度，进而提高了计量精度。

第二实施例

本实施例提供了一种超声流量计20，请参阅图6，本实施例中的超声流量计20包括流量计壳体210以及多组测量装置220。其中，任一组测量装置220包括第一换能器、调节机构、第二换能器。

第一换能器可以直接嵌设在流量计壳体210上，也可以通过一个固定底座来安装在流量计壳体210上。

第二换能器安装在调节机构上，调节机构安装在流量计壳体210上。第二换能器可以接收第一换能器发出的超声波。

其中，调节机构可以在工作状态下带动第二换能器在第一预设方向上运动。该第一预设方向可能是待测介质的正向流动方向，也可能是待测介质的逆向流动方向。

关于本实施例中所述超声流量计20的其他细节，请进一步参考前述实施例所述的超声流量计10(请参阅图1-图5)的相关描述，在此不再赘述。

通过上述设计，在本实施例的超声流量计20上设置了多组测量装置220，可以进行多声道测量，在任一组测量装置220中，第二换能器可以随着调节机构在第一预设方向上运动，以此接收到信号强度较大的超声波，提高了测量精度。

第三实施例

本实施例提供了一种调节换能器的方法，应用于前述实施例提供的超声流量计，该超声流量计包括调节机构，若是将超声换能器安装在该调节机构上，该调节机构可以带动超声换能器运动。关于本实施例中提到的超声流量计、调节机构、第一换能器、第二换能器的其他细节，请进一步参考前述实施例中的相关描述，在此不再赘述。

请参阅图7，所述方法包括步骤S310-步骤S340。下面将结合图8所述的工作原理对图7所述的方法进行具体解释。其中，图8中的A、B分别表示两个超声换能器。

步骤S310：计算待测介质的瞬时流速。

可以根据下列计算公式(1)测量待测介质的瞬时流速：

其中，v表示该待测介质的瞬时流速，L表示第一换能器和第二换能器之间的距离，表示该两个换能器的连线与待测介质流动方向之间的夹角，t_AB表示超声波从第一换能器到达第二换能器所用的时间，t_BA为超声波从第二换能器到达第一换能器所用的时间。其中，第一换能器、第二换能器都是超声换能器。

步骤S320：根据所述瞬时流速，计算超声波的偏移距离。

可以根据下列计算公式(2)计算偏移距离：

其中，v₀表示超声波在静止的待测介质中的传播速度。在得到偏移距离后可以确定超声波的偏移位置。

步骤S330：根据计算得到的所述偏移距离，向调节机构发送驱动信号以使换能器移动。

调节机构在接收到该驱动信号后，可以带动超声换能器移动，移动的路程即偏移距离，移动的目标位置是超声波的偏移位置。

步骤S340：再次根据公式(1)计算当前时刻下的瞬时流速，其中，第一换能器、第二换能器之间的距离更新为L'，其值为

在测量待测介质的过程中，通过上述方法能够适应性调整超声换能器的位置，接收到信号强度较大的超声波，提高测量精度。通过不断的更新两个换能器之间的距离能够进行实时测量。

在该方法中计算得到的偏移距离可以作为前述实施例的超声流量计在测量过程中的运动依据。

可以理解，本实施例仅以一组透射型安装方式为例说明了调节换能器的原理，本领域技术人员可以结合具体安装方式(例如可以是折射型，或者多次反射安装等)并对本实施例中的方程作适应性更改，以得到合适的偏移距离。

综上所述，本发明提供的一种超声流量计及调节换能器的方法，能够通过调节机构带动用于接收超声波的超声换能器运动，能够解决由于介质流动原因造成的信号偏移问题。整套结构简便，易于实现安装，成本较低，具有良好的市场价值。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“中”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种超声流量计，其特征在于，所述超声流量计包括：

流量计壳体；

安装在所述流量计壳体上的第一换能器；

安装在所述流量计壳体上的调节机构；

安装在所述调节机构上的第二换能器，所述第二换能器用于接收所述第一换能器发出的超声波；

所述调节机构工作状态下带动所述第二换能器在第一预设方向上运动。

2.如权利要求1所述的超声流量计，其特征在于，所述调节机构包括可调节滑块、驱动电机，所述流量计壳体上设有滑轨；

所述驱动电机安装在所述流量计壳体上，所述驱动电机与所述可调节滑块连接，所述可调节滑块安装在所述滑轨上；

所述第二换能器安装在所述可调节滑块上；

所述驱动电机驱动所述可调节滑块在所述滑轨上运动，以使所述第二换能器在所述滑轨的延伸方向上运动。

3.如权利要求2所述的超声流量计，其特征在于，所述可调节滑块上设有通孔；

所述第二换能器穿过所述通孔以插入所述流量计壳体。

4.如权利要求2所述的超声流量计，其特征在于，所述可调节滑块包括第一延伸部、第二延伸部；

所述第一延伸部、所述第二延伸部上均设有调节孔，所述流量计壳体上设有与所述调节孔配合的滑块固定孔；

所述调节孔、所述滑块固定孔之间通过固定件进行连接，以实现将所述可调节滑块安装在所述流量计壳体上；

其中，所述调节孔在所述第一预设方向上的长度大于所述滑块固定孔的直径，以使所述可调节滑块能够在所述调节孔的延伸方向上移动。

5.如权利要求4所述的超声流量计，其特征在于，所述第一延伸部或所述第二延伸部与所述驱动电机之间通过丝杆连接；

所述驱动电机转动时，所述丝杆推动或者拖动所述可调节滑块在所述第一预设方向上运动。

6.如权利要求2所述的超声流量计，其特征在于，所述可调节滑块包括朝向所述流量计壳体的第一面、远离所述流量计壳体的第二面；

所述驱动电机为齿轮电机，所述第二面上设有与所述齿轮电机契合的齿状结构；

所述齿轮电机转动时带动所述可调节滑块在所述第一预设方向上运动。

7.如权利要求1所述的超声流量计，其特征在于，所述调节机构与所述流量计壳体之间设有垫圈，所述垫圈用于在所述调节机构与所述流量计壳体之间进行密封。

8.如权利要求1所述的超声流量计，其特征在于，所述超声流量计还包括第一固定块，所述第一固定块通过固定件安装在所述流量计壳体上；

所述第一固定块上开设有通孔，所述第一换能器穿过所述通孔以插入所述流量计壳体。

9.如权利要求1所述的超声流量计，其特征在于，所述第一换能器的安装方向与所述第一预设方向存在夹角，以使所述第二换能器能够接收到所述第一换能器发出的超声波。

10.一种调节换能器的方法，其特征在于，应用于超声流量计，该超声流量计上设有能够带动换能器运动的调节机构，所述方法包括：

计算待测介质的瞬时流速；

根据所述瞬时流速，计算超声波的偏移距离；

根据计算得到的所述偏移距离，向调节机构发送驱动信号以使换能器移动。