CN116973595A - 包括两个压力传感器的超声流体表 - Google Patents
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Abstract
一种超声流体表,包括流体能在其中流动的管道(4);超声测量设备(6),用于评估流体的流速;阀(12),包括用于控制流体的流速的移动构件(14);位置传感器(15),用于测量移动构件(14)的当前位置;第一压力传感器(16),用于测量阀(12)的上游的流体的第一压力;以及第二压力传感器(17),用于测量阀(12)的下游的流体的第二压力;以及处理电路(5),用于在当前流速不能被超声测量设备(6)测量的情况下,根据移动构件(14)的当前位置以及表示第二压力与第一压力之差的压力值来评估当前流速。
Description
技术领域
本发明涉及超声流体表的领域。
背景技术
超声流体表最通常包括流体在其中流动的管道,以及包括上游换能器(在网络侧上)和下游换能器(在订户设施侧上)的超声测量设备。每个换能器相继地充当超声信号的发射器和接收器。因此,上游换能器将超声信号发射到管道中,该超声信号在流体中沿着(精确已知长度的)预定义路径行进之后被下游换能器接收。接下来,该下游换能器进而发射超声信号,该超声信号在该流体中沿着预定义路径(在另一方向上)行进之后被上游换能器接收。然后,超声测量设备基于超声信号在换能器之间的飞行时间来评估流体的流速。估计流体流速使得有可能评估消耗的流体量并对其开账单。
在一些国家中,仪表必须能够限制、调节和关闭流体的流速。作为示例,在一些国家中并且在未付费的水账单的情况下,配水商必须在完全切断对水的接入之前给“坏的付款人”终端客户提供最小流速达一定天数。
这个最小流速可以根据国家和客户而变化,并且因此有必要具有“按需”调节流速的可能性:流速必须根据流速设定点来调节。
为了调节流速,已经提出了将电动球阀整合到仪表管道中的提议。可以远程地控制球的角位置以便调节流速。
然而,必须限制仪表的尺寸,并且可能有必要将阀定位在流速测量区中,即在这两个换能器之间。
然而,当阀未充分打开时,超声信号不能以正常方式在管道中行进并且遵循预定义路径。
因此针对球的某些角位置来测量和调节流速是不可能的。
发明内容
本发明的目的是不管超声流体表中的阀的状态(打开、关闭、部分打开)如何都能够测量和调节流体的流速,该流体表包括流体在其中流动的管道和定位于该管道中的阀。
为了达成这一目的,提供了一种超声流体表,包括:
流体能在其中流动的管道;
超声测量设备,该超声测量设备包括布置成在管道中发射和接收超声信号的两个换能器,该超声测量设备被布置成根据超声信号在换能器之间的飞行时间评估流体的当前流速;
沿着管道的长度定位在两个换能器之间的阀,该阀包括可移动构件(14),该可移动构件在管道中延伸并且能针对该可移动构件调节当前位置以便控制流体的当前流速;
位置传感器,该位置传感器被配置成测量可移动构件的当前位置;
第一压力传感器,该第一压力传感器被布置成测量管道中的在阀上游的流体的第一压力;以及第二压力传感器,该第二压力传感器被布置成测量管道中的在阀下游的流体的第二压力;
处理电路,该处理电路被布置成在可移动构件的当前位置使得当前流速不能被超声测量设备测量的情况下根据可移动构件的当前位置以及表示第二压力与第一压力之差的压力值来评估当前流速。
根据本发明的超声流体表因此是特别有利的,因为当阀的可移动构件的当前位置使得当前流速不能经由超声测量设备被测量时,则根据该可移动构件的当前位置和压力值来评估当前流速,该压力值是基于由第一压力传感器超声的第一压力的至少一个测量和基于由第二压力传感器产生的第二压力的至少一个测量来计算的。在这种情况下,根据本发明的超声流体表不需要超声测量设备就能操作。
相反,当阀的可移动构件的当前位置使得当前流速能够经由超声测量设备测量时,则根据所述超声测量设备简单地评估当前流速。
因此,根据本发明的超声流体表能够测量和调节流体的流速,而不管阀的状态(打开、关闭、部分打开)如何。
在一个实施例中,处理电路被配置成在可移动构件的当前位置使得当前流速可由超声测量设备测量的情况下:
评估流体在零流速下的压力;
通过使用流体在零流速下的压力来估计流体的温度;
根据超声信号在换能器之间的飞行时间并且根据流体的温度产生第一流速值。
在一个实施例中,处理电路还被配置成:
根据可移动构件的当前位置和压力值产生第二流速值;
根据第一流速值和第二流速值产生经合并的流速值。
在一个实施例中,为了评估流体在零流速下的压力,处理电路被配置成:
等待直到当前流速变为零;
然后采集由第一压力传感器产生的第一压力的至少一个测量或由第二压力传感器产生的第二压力的测量。
在一个实施例中,流体是可压缩流体,流体表还包括温度传感器,该温度传感器被配置成测量管道中的流体的温度,该处理电路被配置成使得:如果可移动构件的当前位置使得当前流速不能被超声测量设备测量,则处理电路还使用流体的温度来评估当前流速。
在一个实施例中,阀是球阀。
还提供了一种用于测量流体的当前流速的方法,该方法在如上所述的超声流体表的处理电路中执行,并且如果可移动构件的当前位置使得当前流速不能被超声测量设备测量,则该方法包括根据可移动构件的当前位置和表示第二压力与第一压力之差的压力值来评估当前流速的步骤。
在一个实施例中,如果可移动构件的当前位置使得当前流速能被超声测量设备测量,则如上所述的测量方法包括以下步骤:
使用超声测量设备以测量当前流速;
等待直到当前流速变为零;
然后采集由第一压力传感器产生的第一压力的至少一个测量或由第二压力传感器产生的第二压力的至少一个测量,并且从而评估流体在零流速下的压力;
通过使用流体在零流速下的压力来估计流体的温度;
根据超声信号在换能器之间的飞行时间并且根据流体的温度估计第一流速值。
在一个实施例中,如上所述的测量方法还包括以下步骤:
根据可移动构件的当前位置和压力值产生第二流速值;
根据第一流速值和第二流速值产生经合并的流速值。
在一个实施例中,如上所述的测量方法还包括以下步骤:
限定时间t1与时间t2之间的时间间隔,使得在时间t1,第二压力与第一压力之差从零值变成高于预定义阈值的值,并且在时间t2,第二压力与第一压力之差从高于预定义阈值的第二值变成零值,
在该时间间隔上对当前流速进行积分,并且从而评估经由管道配送的流体体积。
另外,提供了一种计算机程序,其包括使得如上所述的仪表的处理电路执行如上所述的检测方法的各步骤的指令。
还提供了一种计算机可读存储介质,其存储上述计算机程序。
另外,提出了一种用于调节当前流速的方法,该方法在如上所述的超声流体表的处理电路中执行,并且包括以下步骤:
采集流速设定点;
使用如上所述的测量方法估计当前流速;
根据流速设定点和当前流速之间的差值适配可移动构件的当前位置。
还提供了一种计算机程序,其包括使得如上所述的仪表的处理电路执行如上所述的调节方法的各步骤的指令。
还提供了一种计算机可读存储介质,其存储上述计算机程序。
根据以下对本发明的特定非限制性实施例的描述,将最好地理解本发明。
附图说明
将对附图作出参考,附图中:
[图1]图1示出了根据本发明的第一实施例的超声流体表;
[图2]图2示意性地示出了管道中的两个换能器;
[图3]图3示出了针对第二参考表的表格;
[图4]图4示出了包括作为当前流速的函数的压力P的值的曲线的图;
[图5]图5示出了测量方法的各步骤;
[图6]图6示出了从压力值ΔP开始的测量方法的各步骤;
[图7]图7示出了针对第三参考表的表格;
[图8]图8示出了包括20℃处作为压力的函数的水中声速的曲线的图;
[图9]图9示出了调节方法的各步骤;
[图10]图10示出了其中示出了当设施开始并随后停止消耗水时在管道中测得的压力变化的图;
[图11]图11示出了根据本发明的第二实施例的超声流体表;
[图12]图12示出了根据本发明的第三实施例的超声流体表。
具体实施方式
参考图1和图2,本发明体现在超声水表1中。这里,仪表1是被用于测量订户的设施2的水消耗的水表。水由配送网络3供应给订户的设施2。
表1包括管道4,其中流动着由网络3供应给设施2的水。管道4中的水从上游流至下游,如由箭头F的方向所指示的。这里,术语“上游”意指网络3的一侧上,而术语“下游”意指设施2的一侧上。
仪表1包括处理电路5。处理电路5包括至少一个处理组件5a,该处理组件例如是“通用”处理器、专用于信号处理的处理器(或数字信号处理器(DSP))、微控制器、或实际上诸如FPGA(或现场可编程门阵列)或ASIC(或专用集成电路)的可编程逻辑电路。处理电路5还包括连接到或集成到处理组件5中的一个或多个存储器5b。这些存储器中的至少一个形成计算机可读存储支持,至少一个计算机程序被存储在该计算机可读存储支持上,至少一个计算机程序包括使处理组件执行以下将描述的测量方法和调节方法的至少一些步骤的指令。
仪表1还包括超声测量设备6。“默认地”使用超声测量设备6以便测量通过网络3供应至设施2的水的流速。
超声测量设备6包括上游换能器7a和下游换能器7b。超声测量设备6还包括连接至上游换能器7a和下游换能器7b的测量模块9。这里,处理模块9被实现在处理电路5中。
上游换能器7a和下游换能器7b是(但不一定)配对的。在该示例中,上游换能器7a和下游换能器7b是压电换能器。
每个换能器7a、7b相继地充当超声信号的发射器和接收器。
处理器模块9生成电激励信号并将电激励信号递送给发射器。发射器接着生成超声信号。接收器在超声信号沿预定义路径10在流体中行进之后接收它,并且处理模块9测量飞行时间。
预定义路径10在这里是直的路径(相对于管道4的纵向轴线倾斜,如在图1中的情况,或者平行于所述轴线,如在图2中的情况)。预定义路径10具有非常精确地已知的长度d。
因此,首先,上游换能器7a发射由下游换能器7b接收的超声信号。处理模块9测量从上游到下游的飞行时间TOFUP.。
接着,下游换能器7b发射由上游换能器7a接收的超声测量信号。处理模块9测量从下游到上游的飞行时间TOFDN。
我们有:
其中c是水中声速,d是预定义路径10的长度,而vfluid是水的流速。
现在我们定义ΔTOF和ΣTOF:
ΔTOF=TOFDN-TOFUP
ΣTOF=TOFDN+TOFUP
处理模块9经由两个飞行时间(向外和返回)的均值计算声速,该声速与流体的流动无关:
处理模块如下计算水的流速:
例如,经由多项式近似根据声速计算温度,而不考虑压力(如果未测量):
根据这些数据,水的流速Q计算如下:
因子KT在表面处是均匀的,并且尤其与管道4的截面相关。因子KT是根据水的温度从第一参考表导出的。第一参考表被存储在处理电路5的存储器中。对于测得的ΔTOF,经由声速计算温度。接着,经由第一参考表获得作为先前计算的温度的函数的KT。
参考图3,为了限制复杂的计算(并且因此计算时间和能量消耗),有可能使用第二参考表11以便估计水的流速。举例来讲,此第二参考表11是二维的:温度与流速。第二参考表11被存储在处理电路5的存储器5b中。
这里,第二参考表11包括单个表。
作为示例,如果温度等于T1,并且如果ΔTOF等于ΔTOF11,则处理模块9将从其中推断出流速等于D1。
仪表1还包括阀12,该阀使得有可能调节、限制或关闭水的流动。阀12可以在图1中看到,但在图2中未示出。
阀12沿着管道4的长度定位在两个换能器7a、7b之间。
阀12是电动(机电)多位置阀。阀12包括可移动构件,该可移动构件在管道4中延伸并且可以针对该可移动构件调节当前位置,以便控制流体的当前流速。这里,阀12是球阀并且因此可移动构件是球14;球14的当前位置是角位置。
计数器(counter)1还包括位置传感器15,该位置传感器被配置成测量球14的当前位置。
仪表1还包括可以用于实现任何类型的通信的通信装置,例如,经由2G、3G、4G、Cat-M或NB-IOT蜂窝网络的通信、根据LoRa协议的通信、根据在169MHz的频率下操作的Wize标准的无线电通信等。
该通信装置特别地使处理电路5能够从外部接收流速设定点。作为示例,该流速设定点是由供水方或网络管理方的信息系统(IS)可能经由数据集中器来传送的。
处理电路5获取流速设定点、球14的当前位置(由位置传感器15测量),并且因此可在必要时通过修改球14的角位置来调节当前流速。应注意,处理电路5还能够自主地控制阀12(即,没有接收来自外部的设定点)。还应该注意的是,阀12可以经由不同的设定点来管理,例如经由球14的角位置设定点来管理。
仪表1包括第一压力传感器16和第二压力传感器17。第一压力传感器16在此被定位在管道4中阀12的上游,大致面向上游换能器7a。第二压力传感器17在此被定位在管道4中阀12的下游,靠近下游换能器7b。
第一压力传感器16使得有可能测量第一压力P1,第一压力等于管道4中阀12上游的瞬时压力。第二压力传感器17使得有可能测量第二压力P2,第二压力等于管道4中阀12下游的瞬时压力。
如上所示,默认使用超声测量设备6来测量当前流速。
然而,当阀12未充分打开时(即,对于球14的某些角位置),存在球14将阻止超声信号在换能器7a、7b之间传播的可能性:阀12阻塞超声场,然后水流速不能由超声测量设备6测量。在此类情况下,处理电路5使用第一压力传感器16和第二压力传感器17以测量管道4中的水的当前流速。
具体地,阀12充当减压设备,从而放大在其入口与其出口之间的负荷下降。
因此,基于表示第二压力P2与第一压力P1之差的压力值Δp来表示当前流量Q(以升/小时计)。
这里,压力值ΔP等于第二压力P2与第一压力P1之差:ΔP=P2–P2–P1。
我们有:
K是与流体流的速度、温度、管道的几何形状等相关的因子。
当阀12打开或部分打开且当前流速为零时,在阀12的两侧上的压力相同,P1=P2,并且因此压力值ΔP为零。第一测得的压力P1和第二测得的压力P2则都等于流体在零流速下的压力或网络的静态压力。
在阀门关闭的情况下,对于给定的网络的静态压力,打开阀门将导致压力变化(下降):在零流速下的压力与具有流速的压力之间将存在差值。
截面(管道、阀等)的变化生成速度上的变化并且因此生成压力上的变化。因此,压力值ΔP=P2-P1是当前流速的反映。图4图形地示出作为当前流速的函数的压力值ΔP的变化,其示出了球14的当前位置(角位置)的特定值: 其中k是相对整数。
当阀12关闭(阀的状态必须是已知的)时,当前流速为零,但是压力值ΔP可以是非零的。第一测得的压力P1则等于流体在零流速下的压力(网络的静态压力),并且第二测得的压力P2则等于阀12和设施2之间的压力。
当球14的当前位置使得当前流速不能被超声测量设备6测量时,即当阀12处于半打开位置并且超声测量不可能时,处理电路5根据球14的当前角位置和压力值ΔP评估当前流速。
现在参考图5,现在将描述在这种情况下由处理电路5实现的测量方法的更详细描述。
首先,处理电路5经由位置传感器15获取球14的当前角位置(步骤E1)。
如果阀12关闭,则处理电路5采集经由第一压力传感器16产生的第一压力P1的至少一个测量(步骤E2),并且从而评估零流速下的水压(即网络压力)(步骤E3)。
如果阀12部分地打开,则处理电路5验证超声信号是否能在换能器7a、7b之间自由行进,并且因此验证球14的当前位置是否使得能或不能由超声测量设备6测量当前流速(步骤E4)。如果情况并非如此,则处理电路5根据球14的当前角位置和压力值ΔP=P2-P1来评估当前流速(步骤E5)。
参考图6,更为详细地描述步骤E5。处理电路5因此采集由第一压力传感器16产生的第一压力P1的至少一个测量以及由第二压力传感器17产生的第二压力P2的至少一个值(步骤5A)。
随后,处理电路5计算压力值ΔP=P2–P1(步骤5B)。
优选地,处理电路5经由位置传感器15再次采集球14的当前角位置(步骤5C)。
为了估计当前流速,处理电路5然后使用存储在处理电路5的存储器5b中的第三参考表18(步骤5D)。
参考图7,第三参考表18例如是二维2D的:因变于球14的当前角位置的压力值ΔP和流速。
作为示例,如果球14的当前角位置是θ=θ3和ΔP=P2-P1=ΔP31,则处理电路5估计当前流速等于D1。相反,处理电路5可根据压力值ΔP和期望流速来估计球14的必要角位置。
现在返回图5,并且更具体地返回测量方法的步骤E4。
如果阀12部分地打开并且超声信号可以在换能器7a、7b之间自由地行进,或者如果阀12(完全地)打开,则球14的当前角位置使得当前流速可以通过超声测量设备6测量。
处理电路因此使用超声测量设备6来测量流速(步骤E8)。
有利地,当处理电路5使用超声测量设备6来测量当前流速时,处理电路5可通过使用水压来合并由超声测量设备6产生的当前流速的测量。
如上所讨论的,超声测量设备6使用超声信号来计算水中声速和水在管道4中的流速。事实上,超声信号的向外时间和返回时间之间的差值反映了流动的速度。向外时间和返回时间的总和反映了水的温度。
为了获得流速的非常精确的测量,因此优选的是知道管道4中的温度、水中声速以及水的压力。
一般来说,压力被认为是可忽略的。
然而,水中声速(如在任何流体中)除其他之外是温度和压力的函数。
因此,在恒定的温度T下,水中的声速c(T,P)作为压力P的函数而变化,如在Belogol’skii等人的方程中所指示的:
c(T,P)=c(T,0)+M1(T)(P-0.101325)+M2(T)(P-0.101325)2+
M3(T)(P-0.101325)3
c(T,0)=a00+a10T+a20T2+a30T3+a40T4+a50T5
M1(T)=a01+a11T+a21T2+a31T3
M2(T)=a02+a12T+a22T2+a32T3
M3(T)=a03+a13T+a23T2+a33T3
系数a00、a10、a20等在本说明书的附录中提供。
在图8中可以看出,水中声速根据压力而变化。
因此,在20℃处,在1巴的介质与16巴的介质(住宅水网络的最大压力)之间,声速将从1482.5m/s至1484.99m/s变化(2.48m/s的差值)。该差值对应于0.82℃的温度差。
该差值可经由第二参考表11(图3)将误差引入到流速的计算中。
因此,有利的是在校准期间和在测量期间考虑压力以便改进介质的表征和流速的计算。
于是有可能用三维表来替换第二参考表11,该三维表包括与图3中的表相似的表,用于不同的预定义压力值。
流体在零流速下的压力(网络的静态压力)先前在步骤E3中尚未被测量的情况下,处理电路5可等待直到当前流速为零。
在当前流速为零时,处理电路采集经由第一压力传感器7a产生的第一压力P1的至少一个值或经由第二传感器7b产生的第二压力P2的至少一个值,并且从而评估流体在零流速下的压力(步骤E6)。
然后,处理电路5使用在水中声速和流体在零流速下的压力,以精确地估计流体的温度(步骤E7)。
刚刚已经看到,如果阀12的状态使得可使用超声测量设备6,则处理电路5使用所述设备来测量当前流速。
有利地,如果可以使用超声测量设备6,则处理电路5使用超声测量设备6来测量第一流速值(步骤E8)并且还使用第一压力传感器16和第二压力传感器来测量第二流速值(步骤E9)。处理电路5还使用第一压力传感器16和第二压力传感器17以测量第二流速值(步骤E9)。为此,处理电路5相继地执行步骤E5A、E5B、E5C和E5D。
处理电路5检查第一流速值和/或第二流速值是否为零(步骤E10)。
如果是这种情况(零当前流速),则处理电路5然后采集经由第一压力传感器16产生的第一压力P1的至少一个值或经由第二压力传感器17产生的第二压力P2的至少一个值,并且从而评估水在零流速下的压力(即网络的压力)(步骤E11)。
如果不是这种情况(非零当前流速),则处理电路5从(经由超声测量设备6测量的)第一流速值和从(从第一压力传感器16和第二压力传感器17测量的)第二流速值产生经合并的流速值(步骤E12)。优选地,经合并的流速值是第一流速值和第二流速值的算术均值。经合并的流速值可以是另一类型的数字值,例如经合并的流速值可以是第一流速值和第二流速值的加权均值。
如果必要,处理电路5也可以调节当前流速。
为此,现在参考图9,处理电路5获取流速设定点(步骤E20)。
处理电路5然后使用刚刚描述的测量方法来测量当前流速,然后计算流速设定点与当前流速之间的差值(步骤E21)。
处理电路5然后根据该差值适配球14的当前位置。
为此,处理电路5采集流体在零流速下的压力(先前经由测量方法测量的网络的静态压力)-步骤E22,然后在第三参考表18中确定球14的最佳角位置,该最佳角位置使得有可能向当前流速赋予流速设定点的值(步骤E23)。
处理电路5然后调节阀12以使球14进入最佳角位置。
然后,处理电路5再次测量当前流速(步骤E24),并且调节方法返回至步骤E21。伺服控制继续直到获得当前流速和流速设定点之间的可忽略的差异。
有利地,处理电路5能使用第一压力传感器16和第二压力传感器17以评估经由管道4配送的水量。
事实上,在存在流速的情况下,压力ΔP的值将变化。
为此,参考图10,处理电路5检测在时间t1和时间t2之间延伸的时间间隔,使得:
o在时间t1,压力值ΔP从零值变成高于预定义阈值S的第一值ΔP1。
这里,该预定义阈值S是经由第一压力传感器和第二压力传感器获得的由于测量噪声而导致的噪声阈值
o在时刻t2,压力值ΔP从高于阈值S的第二值ΔP2(在此应该注意到,第二值ΔP2等于第一值ΔP1)变成零值。
该时间间隔[t1,t2]的准确性取决于第一压力传感器16和第二压力传感器17的测量频率。
然后,处理电路5在时间间隔[t1;t2]上对当前流速进行积分,以便计算所消耗的体积:
其中Q是当前流速(以升/小时计)。
应当指出的是,本发明可以清楚地在除了水表之外的流体表中进行。特别地,流体可以是可压缩流体(例如气体)。
在这种情况下,有利地,参考图11,根据本发明的第二实施例的超声流体表101包括用于流体的温度传感器120。这里,温度传感器120位于第一压力传感器116的上游。应注意,图11的附图标记是图1的那些附图标记增加了值100。
在可压缩流体的情况下,实际上不可能在不知道温度的情况下将压力降与流速相关联。
具体地,已知:
P.V=n.R.T,
其中:
P:压力(Pa);
V:体积(m3);
n:材料的量(mol);
R:理想气体常数(≈8,314J/K/mol);
T:绝对温度(K)。
在给定温度处,我们有:
其中:
ΔP:压力降;
Q:流速,以升/小时计。
根据Gay-Lussac定律,在恒定体积下,一定量的气体的压力与其绝对温度成正比(P∝T):
因此,当知道绝对温度以便能够使流速与压降相关的重要性时,压力的变化可以是归因于流速的变化或温度的变化。因此,在气体的情况下有必要集成温度传感器并且在恒温下进行这些测量(如果仅存在一个温度传感器)。
处理电路105因此使用四个维度的第四参考表。举例来说,此第四参考表对应于第三参考表18,与温度相对应的第四维度被添加至该第三参考表。
自然地,本发明不限于所描述的实施例,而是涵盖了落入如由权利要求书限定的本发明范围内的任何变型。
清楚的是,无论上游换能器和下游换能器的定位和配置如何,本发明都是适用的。超声信号可在相对于管道的纵轴的任何取向角被发射。
换能器之间的预定义路径不一定需要是直路径。图12示出了根据第三实施例的超声流体表201。球阀212处于打开位置。由换能器207a、207b在管道204中发射和接收的超声信号通过反射器221(例如,以45°定向的反射镜)反射。
显然,本发明不仅适用于水表,而是适用于任何流体的任何仪表:气体、石油、油、药品等。
该阀不一定需要是球阀。可以使用任何类型的阀来调节流速,例如滑阀。可以调节流速的可移动构件的位置不一定是角位置,而可以是轴向位置。
压力传感器不一定要定位在阀的上游,而是可定位在其下游。然而,在这种情况下,当阀完全关闭时,测得的压力不对应于网络的压力。
附录:
以下表格包含在Belogol'skii等人的等式中使用的系数:
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Claims (14)
1.一种超声流体表(1),包括:
管道(4),流体能在所述管道中流动;
超声测量设备(6),所述超声测量设备包括布置成在所述管道(4)中发射和接收超声信号的两个换能器(7a,7b),所述超声测量设备(6)被布置成根据所述超声信号在所述换能器之间的飞行时间评估所述流体的当前流速;
沿着所述管道的长度定位在所述两个换能器之间的阀(12),所述阀包括可移动构件(14),所述可移动构件在所述管道(4)中延伸并且能针对所述可移动构件调节当前位置以便控制所述流体的当前流速;
位置传感器(15),所述位置传感器被配置成测量所述可移动构件(14)的当前位置;
第一压力传感器(16),所述第一压力传感器被布置成测量所述管道(4)中的在所述阀(12)的上游的流体的第一压力;以及第二压力传感器(17),所述第二压力传感器被布置成测量所述管道(4)中的在所述阀(12)的下游的流体的第二压力;
处理电路(5),所述处理电路被布置成在所述可移动构件(14)的当前位置使得所述当前流速不能被所述超声测量设备(6)测量的情况下根据所述可移动构件(14)的当前位置以及表示所述第二压力与所述第一压力之差的压力值来评估所述当前流速。
2.如权利要求1所述的超声流体表,其特征在于,所述处理电路(5)被配置成在所述可移动构件(14)的所述当前位置使得所述当前流速能被所述超声测量设备(6)测量的情况下:
评估所述流体在零流速下的压力;
通过使用所述流体在零流速下的压力来估计所述流体的温度;
根据所述超声信号在所述两个换能器(7a,7b)之间的飞行时间并且根据流体的温度产生第一流速值。
3.如权利要求2所述的超声流体表,其特征在于,所述处理电路(5)还被配置成:
根据所述可移动构件(14)的所述当前位置和所述压力值产生第二流速值;
根据所述第一流速值和所述第二流速值产生经合并的流速值。
4.如权利要求2所述的超声流体表,其特征在于,为了评估所述流体在零流速下的压力,所述处理电路被配置成:
等待直到所述当前流速变为零;
然后采集由所述第一压力传感器(16)产生的所述第一压力的至少一个测量或由所述第二压力传感器(17)产生的所述第二压力的测量。
5.如前述权利要求中任一项所述的超声流体表,其特征在于,所述流体是可压缩流体,所述流体表(101)还包括温度传感器(120),所述温度传感器被配置成测量所述管道(104)中的流体的温度,所述处理电路(105)被配置成使得:如果所述可移动构件(114)的所述当前位置使得所述当前流速不能被所述超声测量设备(106)测量,则所述处理电路还使用所述流体的温度来评估所述当前流速。
6.如前述权利要求中任一项所述的超声流体表,其特征在于,所述阀(12)是球阀。
7.一种用于测量流体的当前流速的方法,所述方法在如前述权利要求中任一项所述的超声流体表的所述处理电路(5)中执行,并且如果所述可移动构件(14)的所述当前位置使得所述当前流速不能被所述超声测量设备(6)测量,则所述方法包括根据所述可移动构件(14)的所述当前位置和表示所述第二压力与所述第一压力之差的压力值来评估所述当前流速的步骤。
8.如权利要求8所述的测量方法,其特征在于,如果所述可移动构件的所述当前位置使得所述当前流速能被所述超声测量设备测量,则所述方法包括以下步骤:
使用所述超声测量设备以测量所述当前流速;
等待直到所述当前流速变为零;
然后采集由所述第一压力传感器(16)产生的所述第一压力的至少一个测量或由所述第二压力传感器(17)产生的所述第二压力的至少一个测量,并且从而评估所述流体在零流速下的压力;
通过使用所述流体在零流速下的压力来估计所述流体的温度;
根据所述超声信号在所述两个换能器(7a,7b)之间的飞行时间并且根据所述流体的温度产生第一流速值。
9.如权利要求8所述的测量方法,其特征在于,还包括以下步骤:
根据所述可移动构件(14)的所述当前位置和所述压力值产生第二流速值;
根据所述第一流速值和所述第二流速值产生经合并的流速值。
10.如权利要求7到9中任一项所述的测量方法,其特征在于,还包括以下步骤:
限定时间t1与时间t2之间的时间间隔,使得在时间t1,所述第二压力与所述第一压力之差从零值变成高于预定义阈值的值,并且在时间t2,所述第二压力与所述第一压力之差从高于预定义阈值的第二值变成零值,
在所述时间间隔上对所述当前流速进行积分,并且从而评估经由所述管道(4)配送的所述流体的体积。
11.一种计算机程序,其包括使如权利要求1至6中任一项所述的仪表的所述处理组件(5)执行如权利要求7至10中任一项所述的测量方法的各步骤的指令。
12.一种能由计算机读取的记录介质,其上记录如权利要求11所述的计算机程序。
13.一种用于调节当前流速的方法,所述方法在如权利要求1到6中任一项所述的超声流体表的处理电路(5)中执行,并且包括以下步骤:
采集流速设定点;
使用如权利要求7到10中任一项所述的测量方法估计所述当前流速;
根据所述流速设定点和所述当前流速之间的差值适配所述可移动构件的当前位置。
14.一种其上存储有计算机程序的能由计算机读取的存储介质,所述计算机程序包括使如权利要求1至6中任一项所述的仪表的所述处理电路(5)执行如权利要求13所述的调节方法的各步骤的指令。
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