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五、發明説明（]) 本發明係關於一流體振盪器和一種量測流經該流體振 盪器的流體之相關容量的方法。 已知使用流體振盪器用來測量流體的相關容量，像流 速’如果測量振蓋的頻率，或容積，如果計數振遭的數 目。此一泥體振盪器描述於，例如，法國專利應用號碼 92 05301號，由申請人申請在案，且基於偵測在一振盪 腔中一二維流體噴射的振盪頻率。 此流體嘴射當此流體流過一展開的槽而進入振盪腔時 形成，且其相對於流體振盪器之縱向對稱的平面作橫向 地振盪。一障礙物置於振盪腔中，並在其前端部份具有 空腔’此空腔放置在流體喷射的路捏上，使該射出物 在振蓋期間掠過空腔的壁。流速的量測可藉由，例如， 憤測射出物向空腔的底部掃過，當其振盪時，射出物的 振盪頻率正比於流速。 經濟部中央標华局員工消費合作社印製 也由專利應用GB-A-2 120 384得知的是—流體振盪器作 用在一有幾分不同的原理，因爲其爲一柯安達效應振盪器 ’但其最終目的仍是藉由偵測一流體之射出物的振盛頻率 來測量一流體的相關容量。該流體振盪器包括三個安放在 一振盪室的障礙物之振盪器中的二悃位於對稱之縱向平面 的兩侧，立刻由流體的下游允許通入該室，並與振盘室的 侧壁共同形成二對稱的通道，而第三個障礙物放置於面向 流體允許通路處，但在此側來自前二障礙物的下游。 在其横掃移動期間，此流體喷射碰到障礙物中的—個， 並附著在該處，然後流體向上游移動並進入在該障礙物和 _ -4- 本紙張尺度相巾_家縣（CNS)》4驗（21()><2()7讀； ~ ~----— 經濟部中央標箪局員工消費合作社印製 ^ύϋ424 Α7 广 —____Β7 五、發明説明（2 ) 此振盪室的牆之一之間所形成的通道，因此造成流體再循 環。 當流體到達位於接近流禮允許開口處的上游帶時，在該 處放置著流體喷射的底座，則此流體造成該流體喷射轉變 向另一邊的障礙物，相同的現象在該另一邊的障礙物重現 。此流體振盪器也包括二超音轉換器放置在一流體的兩侧 處’使超音信號被發射和接收在實際上對於流體的縱向方 向是橫向的平面。 在描述的量測方法中，此轉換器中的一個向另一個放置 在第一個或和第一個在相同橫向平面下游的另一轉換器發 射’而此發射信號被在振盪室中之流體喷射的振盪所調變 ，因此另一轉換器接收該以此方法調變的超音信號。 以此接收信號爲基礎，其可以偵測此流體喷射的振盪頻 率1_，且由此推導出已經流過流體振盪器之流體的流速或 容積。 然後大英專利應用説明，此接收的信號被解調並轉換成 一腺衝信號’其中每一脈衝相當於被流體噴射在其振盪期 間所掃過之流體的一單位容積。 對於一流體振盪器，該測量技術提供完成良妤測量之重 複性在整個通常之流速範圍的優點。然而，在某些情沉中 ，在流速或容積的量測中必須獲得非常良好的精確度；而 因此其可便於具有一流體振盪器，其敏感度可容易地改善 在整個其通常的流速範圍β 此外’已知一流體振盪器不能測量一流禮的相關容量， -5- 本紙張尺度適财關家料（CNS ) Λ4規格（21GX：Z97公釐) '~~'~~~ 1-1- I —»1 « - -- ! I . I 士 - I ml nn - - - - - -- 1= - ----1 I- I t- - i.m nn _ - 1 r . -a/"、 * :· ί (請先閱讀背面之注意卞.項耳填.^本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ 7 Β7 五、發明説明（3 ) 當流體的流速太低時，其不再能夠偵測此流體喷射的振盪 頻率。 在豕庭的裝置十，也已知對於大部份的時間，一流體的 流速’例如瓦斯非常低，通常低於每小時200升（Ι/h)。因 此’特別重要地是能夠量測在此速率的流體，以及能夠量 測可能有時候會發生之流速的最大値。此外，也需要能夠 偵測流體的漏出，當其發生時；因此其必須能夠區別一漏 出速率和一小的流速。 本發明藉由提出一流體振盪器的結構來尋求補償先前技 術的缺點，亦即容易適合於一超過流速之通常範圍的流體 之相關容量的更精確的量測，對於該流體的振盪器，應該 是必須的’且其也容易地適合於量測一流體之小的相關容 量’在該處流體噴射的振盪消失了。 本發明也一量測的方法，其適合於上面特定的情況的每 一個中測量一流體的相關容量。 因此，本發明提供一流體振盪器，其對於一對稱的縱向 平面成對稱；此振盪器包含： 用以產生一二維之流體噴射的裝置，其相對於該對稱的 縱向平面作橫向地振i ; 二超音轉換器； 以及首先用以產生一超音波在流體中從該轉換器之— 流向另一個的裝置，和其次藉由流體喷射的振盡來調變 以接收該超音信號；以及 用以處理此接收信號的裝置，使決定關於已經流過該 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ2()7公釐 _ Li It —L· _ n n m n HI n - - - T__I n - It n in 、v5'" - " _ ^ (诗先閱讀背而之注意事項再4巧本ΐιο S03424 Λ 7 Β7 五、發明説明（4 ) ~~ 流雅振盪器之流體的相關容量；具有此超音轉換器實際 上與縱向的對稱平面成一直線的特徵。 裴 此在一流體振盪器中超音轉換器的新奇配置是非常有 利的，首先由於特別地選擇將該轉換器放置在對稱平面 或些微的補償，由此，其可以助長在射出物之振盪頻率 的偵測或兩倍頻，因此增加該流體振盪器的敏感度；以 及其次’當使用以此方法放置之相同的轉換器時，是否 在此振盪頻率或二倍的振盪頻率下作用，其可能測量一 流體之小的相關容量，對於此流體此流體噴射的振盪對 其來説太小以至於不能偵測此頻率。 以此方法獲得的流體振盪器被稱爲”組合的”振盪器， 且其涵蓋一比一般流體振盪器之通常的流速範圍宽廣的 流速範圍。 最後，對此流體振盪器有助的設備包括： 用以從每一個超音轉換器交替地發射和接收一超音信 號的裝置；和 應對於每一接收的超音信號和連續的超音信號對的裝置 以決定一數値給由流體所調變之該超音信號的傳播速度之 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 特徵的大小，並由此推導一適合於已經流過該流體振盪器 之流體的相關容量。 此超音轉換器置於不同的橫向平面中；該轉換器之，’上 游”的一個置於此裝置的上游，以產生此二維的流體噴射 ’另一轉換器是一”下游”的轉換器。 假設此流體喷射的振盪現象被觀察超過一涵蓋流速之較 -7 - 个.碌尺㈣财關家縣（CNS ) Λ4規格（21βχ297公瘦 經*部中央標洚局員工消費合作社印製 Μ ____Β7 五、發明説明（5 ) 高値之大的流速範圍，對於流體噴射振盪太弱而不能被偵 測時，速率的範圍相當小。 因此’在此小範圍内’其可以使用高度共振的轉換器， 因此是相當簡單的設計。 例如’此超音信號之傳播速度的大小表示可以是該信號 的傳播速度。另外該大小可以是該信號的相位。 在本發明的一種具體装置中，此流體振盪器包含： 用以產生一二維振盪之流體噴射的裝置，這些裝置由一 橫向尺寸或寬度4和高度包的流體的允許開口所形成； 一振盪室連接在該流體允許開口的一個端點，以及其另 一端點連接至一流體出口的開口，該開口在該對稱的縱向 平面成一直線；以及 在該振盪室中至少有一障礙物放置允許的開口和流體的 出口開口之間。 根據此流體振盪器的其他特徵： 上游轉換器放置於流體允許開口的上游； 此障礙物有一前端部份，其中形成一面向此流體允許開 口旳腔； 下游轉換器與障礙物相結合；以及 下游轉換器置於障礙物的腔中。 根據本發明的其他特徵： 此振盪器包括，由此障礙物向上游的，一由二蹯所構成 給流雜的通道，其與縱向的對稱平面互相垂直，且其分開 間隔一距離h ; -8- ^ q 裝 訂 (請毛閱讀背面之注念事項再填3本頁) 本紙乐尺度適财®財樣ψ ( CNS ) Μ規格 (21 Οχ 297公釐:: 經濟部中央標準局Μ工消費合作社印製 A7 ___________B7 五、發明説明（6 ) 此振盪器包括，由此流體允許開口向上游的，一縱向延 伸的通道，形成至少—部份之給流體的通道，該通道實際 上有常數的寬度兰，其垂直於距離h; 此通道在其端點之一處具有一相對於流體允許開口的” 下游開口；且在其另一端點，在一平行於流體之流動向 而垂直於縱向的對稱平面的平面中有一”上游，，開口，其爲 收斂的形狀’其宽度逐漸變小至寬度兰； 其包括二流體插入物對稱地沿縱向的對稱平面而放置， 且開口向外進入通道，由此通道向上游； 二邊的通道延伸向一通常平行於縱向對稱平面的方向， 且特別平行於每一個構成一流體插入物之通道的縱向方向 ;該通道的每一個首先經由一端連接至一垂直於該平面的 共同第一室；其次，經由另一端至„平行於該第一室的共 同第二室：該第一室具有一流體的供給； 一空乏空間形成流體通道的另一部份，其具有此通道的 上游和二流插入物開向外進入該空乏空間； 此上游轉換器放置在由此空乏空間向上游處； 其中此超音轉換器被置於一垂直於此流體之縱向方向的 方向的相同一邊’並包含在縱向對稱平面内； 其中二超音轉換器結合成相同的一個牆，形成給流體的 通道； 此超音轉換器在垂直於流體縱向方向的一方向中補償， 益包含在對稱的縱向平面中；以及 其中每一個超音轉換器與形成通道給流體的牆中個別的 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公锋― ----- (诗先間讀背而之注意事項存填-.-?.')未頁 -裝. 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 A7 五、發明説明（7 ) 一個結合。 本發明也提供一種測量流經一流體振盪器之流體的相關 容量’其中一流趙噴射對一對稱的縱向平面作橫向振盪， 該方法在於連續地： 從一超音轉換器發射一超音信號進入此流體； 由使用另一超音轉換器來接收由此流體噴射之振盪所調 變的該超音信號；以及 處理此接收信號使決定已經流經此振盪器之流體的該相 關容量； 此方法之特徵爲，其在於發射—超音信號在一實際上包 含於對稱之縱向平面中的方向。 方便地，藉由在此流體振盪器之對稱的縱向平面中精 確地安排校準此超音轉換器，及藉由在該平面中發射一 超音仏號，和在此流體流動方向中，被此流體噴射之振逢 所調變的以及在该對稱的縱向平面中的該超音信號主要 被頻率2f所影響，其中t表示該流體噴射的振盪頻率。 藉由彳貞測此頻率2 f,因此可以使此流體振盪器的敏感度加 倍超過其通常的流速範圍，亦即在流速方面，此流趙喷 射的振盪是可偵測的。當應用專利應用GB_A_2 12〇 384的 技術敎學時’此2 f的頻率不能被j貞測。 相對地’當希望使用組合之流體振盪器以涵蓋流速之 最廣泛的可能範圍而不要求改善該振盪器的敏感度時， 其不必精確地放置此超音轉換器在此對稱的縱向平面。 然後此超音轉換器實際·上對此對稱的縱向平面安排校準 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（297公釐 --^-------^ —裝—-----訂------叫線 (請先閱讀背而之注意亨項再填寫本7[) A7 B7 經濟部中央標準局gi工消費合作社印製 五、發明説明 在此-方法中出現於該對稱平面之縱向方向成 至2°的傾斜。 假設轉換器以此方法妨w -mt m. ^ ^ 々汰玫置，用以測量在一高流速下之 流體的相關容量’·亦即’當此流體噴射的振盪足夠強而 使此頻率因此而能偵測時，其可在通過此流體振盪器之 流體的流動方向中發射—超音信號。由流體噴射之振盪 所調變及獲得的超音信號主要被該流體喷射之振盪頻率f 所影響。由於在此配置中的轉換器，一超音信號最好在相 反於處體流經此流體振盘器之方向中被發射，爲了改善此 振產頻率[在整個位置的偵測目的，其中此超音信號在和 此流體流動方向之相同的方向中傳播。 由於在此方便的配置中具有轉換器，其也可以量測在一 低流速下之流體的相關容量，亦即，當此流體喷射的振盪 太小以致於不能被偵測時，則本發明的方法在於連續地： 從一轉換器向另一轉換器發射一超音信號，在一實際上 包含在此對稱之縱向平面中的方法； 接收該超音信號，其傳播速度已經被此流體之流動所調 雙， 決定此接收之超音信號的該傳播速度之大小特徵的一第 一値； 互相交換此超音轉換器的發射器和接收器功能後，重複 上述步驟’並決定對於另一超音信號，一第二値給此傳播 速度的該大小特徵；以及 由此推論此流體之一小相關容量的量測。 本紙張尺度適用中國國家標举_ ( CNS ) Λ4規格（21〇χ 297公釐！ ---------:裝 I.-----1T------叫線 ί . I ί (請先閱讀"而之i-事硕再填)-1人頁) 經濟部中央標隼局爵、工消費合作社印製 A7 _____ B7 五、發明説明（9 ) 本發明在汽油計量的範疇中特別地方便。 其他的特徵和優點從藉由非限制的説明例子，以及參考 伴随的圖例所給予的下列説明來顯示，其中： 圖1爲一圖示的本發明之流體振盪器的一種具體裝置之 對稱的縱向平面P的縱斷面視圖； 圈2爲一在平面pi上之圏1的流體振盪器的圈解視圖； 圖3爲一不完全的圖解視圖，在a的斷面中穿過如囷1中 所示之流體振盪器的具體装置； 圖4爲在平面pi上的圖解視圈，表示一如圖2中所示之流 體振盪器之不同的具體裝置； 圖5表示如圖1所示之超音轉換器之配置的第一種變化的 具體裝置； 圖6表示如圖1所示之超音轉換器之配置的第二種變化的 具體装置； 圖7表示如圖1所示之超音轉換器之配置的第三種變化的 具體裝置； 圖8表示如圖1所示之超音轉換器之配置的第四種變化的 具體裝置： 圖9爲在圖1之平面pi上的圖解視圖，穿過本發明之流 體振盪器的第二種具體装置； 圖10爲一方塊圖，表示用以量測通過此流體振烫器之 氣體流的容積之電路的一部份； 圖11是圖10中電子方塊100之放大尺寸的細部圖； 圈12表示被圖11中之放大器102所放大之調變的超音信 -12- 本紙張尺度適用中囷國家榡聿（CNS ) Λ4规格（210>. 297公釐） 1·1-一II» *^—^1 HH ^^1^— 一 —^ϋ ml —4«i —It— In n^— f請先閹讀背而之：>-£去？寧巧、再嗔:^太頁} A7 B7 五、發明説明（1〇 ) 號； 圖13表示已經由圈^中之電路ι〇4所整流後之圖12的超 音信號； 圖14表示已經由圈u中之電子方塊ι〇6所濾波後之圏13的 超音信號： 圖15表示通過電子放大方塊108和經過電子峰値伯測方塊 塊112後之圖14的超音信號； I,裝. 稱〗6表示藉由峰値偵測電子方塊112完成此操作在一峰 値上； 圖17是對於本發明之流體振盪器的一校準曲線。

、1T 如圖1和圖2所示，以及如特定之全部的參考丨，本發明 的流體振盪器可應用於，例如，家庭氣體計量，和其具有 一對稱的縱向平面p垂直地放置，且其相當於圖1的平面。 應該注意此流體振盘器也可以在一使其平面P是水平的 位置中或甚至在某個其他的位置工作，而不干擾一流體之 相關容量的量測（例如’流速或適宜的體積）。流經該流嫌 振盪器的流體是一氣體，但是其同樣地可以是一液體，例 如，水0 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 表示於圖1中之流禮振瘦器具有一垂直的進氣口 1Q,其 相對於此對稱的縱向平面P是在中心，且開向外進入一”頂 端”第一水平室12，其爲大的尺寸且沿該平面p對稱地放置 。該頂端室12的流動斷面爲矩形的形狀且平行於此對稱的 縱向平面P ’而其受到氣體流動的影響，經由進氣口〗〇進 入在斷面突然的增加，洌如，等於一 4的因子，爲了藉由 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐：；—

第 841# 犯喪i 940號專利申請案 J月書修正頁(85年5月） A7 B7 五、發明説明（ 經濟部中央標導局員工消費合作社印製 降低其速度來破壞此流體的攪動結構。 此頂端室12具有二對立的”端點”開口 12a和12b，每一開 口向外進入一個別的矩形流動斷面之垂直邊通道14或16( 如圖2和3中所示），等於該第一室1的流動斷面。此二垂直 邊通道14和16沿對稱的縱向平面P成彼此對稱。 每一邊通道14(16)首先在其端點之一的一頂點14a( 16a)上 傳遞，其與此頂端第一室12的相當端點12a(12b)重合，和 其次在其相反端或帶有一”底部”第二室18之”底部”端點 14b( 16b)是等於第一室12，如圖1所示。此頂端和底部室12 和18彼此對稱於如圖1所示之平面P1，且二者彼此平行，但 其也可能底部室18的容積較小。 此二垂直邊通道14和16的每一個構成一氣體出口，且具 有一流體的中間開口 14c，16c，其斷面平行於此對稱的縱 向平面P (圖2)。此氣體入口 1 4和16開向外經由其邊緣開 口 14c和16c進入一空的空間20，其位於底部和頂端室18和 12之間的中途。此空乏空間，其形成一比室12尺寸較小的· 中間室，具有一”橫的”長尺寸，其垂直於此對稱的縱向平 面P，且沿該尺寸首先由一 ”上游”端壁22和其次由一 ”下游 ”端壁24所限定。此壁22和24分開一距離，其相當於此邊 緣開口 14c和16c的縱向尺寸。在此對稱的縱向平面P上安 排校準的一通道26提供通過此下游壁24。此通道26稱爲”主” 通道並且有一橫向尺寸或"寬度"达，其實際上沿整個縱向尺寸或通 道的”長度”是常數。此通道的長度最好大於l〇d以獲得良 好的精確度在底流速之氣體的相關容量的測量中，亦即， -14- 本紙張尺度適用中國國家樣车（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） I 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j

40號專利申請案 書修正頁(85年5月） A7 B7 經濟部中央標隼局g;工消費合作社印裝

五、發明説明（Y 當此氣體之射出物的振㈣其頻率太弱而不能被偵測時。 如圖2所示，此主通道26的上游開口細具有一收敛於平面 1^中的形狀。此上游開口 26a的每—部份，其在平面p的一 邊或另外—邊，有—凸狀的輪廓，例如—實質上圓的輪廊 ，因此逐漸地幫助降低該開口的寬度至主通道㈣寬度兰 〇 在本發明的一變化中表示於圖4, &氣體出口或垂直邊通 道14和16(未示於此圖中）開向外經由邊緣開口 和i6c進 入個別的”氣體出口”水平通道15和17。每一水平通道的流 體斷面漸地減小。此二氣體出口通道15和丨7對於平面p成對 稱，且其相遇在位於該平面P中的—範圍19中，從此主通 道之上游開口 26aiL刻地向上游。此水平的通道首先由一普 通的上游端點壁21所限制’其投射在一下游方向，且其 次由一普通的’’下游”端點壁23所限制。此氣體出口通道15 和16以及主通道26,因此形成—水平通道給氣體，其由一 頂端壁和一底部壁（未示於圖4的平面中）相距一高度包限制 上和下。 表示於圖1和圖2中的流體振盪器包括用以產生一氣體之 二維的射出物的裝置’其相對於此對稱的縱向平面p作橫 向地振盪。這些裝置由一氣體允許開口所形成進入一 ’’振 盪至32，其開口與主通道之下游開口 2处重合且是矩形的 形狀。此振盪室32有一端點連接至主通道26之下游開口 26b，和其另一端點連接至寬度大於兰之一氣體出口開口34 。此氣體入口和出口開口 26b和34·在平面p上是校準在一直 -15 本纸裱尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意^項再填寫本頁) •τ Γ ..η ..η 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Λ?4#940號專利申請案 明書修正頁(85年5月） "11 一 五、發明焱明（^ 線上的。 此流體振盪器也包括一高度丝的障礙物36，放置於此氣 體入口開口 26b和氣體出口開口 34之間的振盪室32的中心。 —給此氣體之水平通道位於此障礙物36和上游，由空乏空 間20和通道26形成一部分，並彳皮一，，頂端”壁28和一”底部” 壁30(圖1)對應地限制在上和下。此二壁28和3〇彼此分開 —高度互。此障礙物36已在法國專利應用第92〇53〇1號中描 述。此障礙物36具有一前端部份36a，其中成一腔37，稱爲 中央”腔，此腔面向此振盪室32入口開口 26b。 兩個次級腔3 8和39也對於平面p對稱地放在此障礙物μ的 前端部份36a中。此振盪室32具有實際上與此障礙物36之外 部形狀匹配之形狀的邊壁40和42 ’因此與該障礙物結合以 Φς供一對稱的次級通道C1和C2，置於此對稱之縱向平面ρ 的二侧。 此次級通道C1和C2的寬度實際上是常數，爲避免氣體流 動的擾動。此次級通道C1和C2繞過障礙物36且再次相遇在 下游，由此在一直接地置於來自於振盪室32之出口開口 3 4 之上游的地帶44中。此出口開口 34開向外進入一垂直通道 4 6，在其上半途的一點，如圖2所示。例如，此垂直通道 46對於此對稱之縱向平面ρ成對稱，並且在其端點之一頂. 端的一個，其具有一垂直氣體出口 48相對於該平面ρ在中 心。參考圖1和3所描述的結構具有給予此流體振盪器之滿 意的小型化的優點。 在此流體振盪器中的氣體流的移動現在加以描述。一垂 16- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） n 訂 i 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局員工消費合作'社印製 ^08424 A 7 _ _B7_ 五、發明説明（14 ) " 直的氣體流經由此垂直進料口 10供給流體振盪器，並穿透 進入該流體振盪器的頂端室12，在該處其分成兩部份。此 ”主”流的這兩部份水平的行進經過此流體振盪器的頂端 12’在垂直於此對稱之縱向平面p的相反方向上。如圖3所 示，此流動的每一部份通過此流體振盪器之頂端室12的_ 端開口 12a( 12b)，且穿透進入垂直的側通道14(16)之一，在 經由此邊緣開口之一14c(16c)吸進此空乏空間20之前完成 旋轉的運動。 此結構的設計使此氣饉能夠除去任何污染的粒子，當其 通過此垂直的侧通道14和16時可能會帶電（灰塵），在重力 和流體之旋轉運動的影響下，此粒子被送向此流體振盡器 的底部室18。 當此氣體之流動的二部份對於此平面P對稱地穿透進入 此空乏空間20,其在該平面P上相遇，且經由其上游開口 26a被吸入此主通道26。然後此氣體流沿此主通道26行進 ，且在下游開口 26b處被轉換成一振盪的二維射出物。在 此振盪室32中，此氣禮流在到達出口開口 34，然後向上流 過此垂直通道46向此垂直氣體出口 48之前在通道C1和通道 C2之間交替。 假定此垂直通道46垂直地延伸至一低於振盪室32的位準 ’其也可提供以除去特定污染粒子的氣體，如果他們尚未 消除的話。如上所述，此流體振盪器可以放置在某個其他 的位置，其中不需要爲了從氣體中除去灰塵的目的而提供 一底部室18。 -17 - 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I 裝 訂 「線 - ! f (請先間讀背面之注意事項再填'--.。木頁) 翅濟部中夬標準局員Η消t合作枉印製 A7 ------B7 五、發明説明（15 ) 根據本發明’此流體振盪器具有二超音轉換器52和54， 其實際上與對稱的縱向平面校準在一直線上。從氣體中除 去污染粒子之主要部份的優點是避免弄髒轉換器，因此增 加其壽命。 在表示於圖1至3之本發明的具體裝置中，此超音轉換器 52和54由大約與對稱之縱向平面{>夾15。角的角度補償， 主要爲了反應在如氣體之該射出物的振盪所調變的超音信 號中，氣體之射出物的振盪頻率此角度補償適合於在 調變的超音信號中區分頻率|和頻率2f。如果此角度補償超 過2° ’則有一此超音信號在主通道26中被多次反射的風 險，因此降低此信號的品質，且更特別地減低其信號雜訊 比。結果，希望改善此流體振盪器在超過其通常的流速範 圍（例如，100 Ι/h至6000 Ι/h)的敏感度，然後，爲了加強頻率 2f的偵測，必須將此超音轉換器非常精確地放置在此對稱 的縱向平面P中，並且也希望由上游端向下游端發射此超 音信號。 如圖1和2中所示，此超音轉換器被放置在不同的橫向平 面中彼此面對面。此”橫向平面，，項在此用以指定一垂直於 對稱之縱向平面p的平面，和氣體流動的方向。如果此超 音轉換器故置在相同的橫向平面中，如在先前的技術中， 則其不適合在低流速下量測一氣禮的相關容量，因爲此發 射的超音信號不能拾取關於此氣體之流速的訊息。 此上游轉換器52放置於入口開口 26b的上游，和更正確地 是此空泛空間20的上游。如圖1和2所示，此上游轉換器52 -18 - 表紙張尺度適用中國國家標牟（CN'S ) Λ4規格（ϋΙΟ'Χ 297公锋 ---------丨装------訂-----叫線！ - f 肩 - (請先閒讀背而之注意事項再填3本f ) A7 A7 經濟部中央標準局舅工消費合作社印製 Β7 五、發明説明（16 ) 在上游端壁22被接收，因此免於氣體流的影響。此下游轉 換器54固定於障礙物36，更正確地，其放置於該障礙物的 主空腔37中。 如圖4中變化的具體裝置中所示，此上游轉換器52放置 於此上游端點壁21的中央部份中，亦即，其最接近主通道 26的部份，然而此下游轉換器54如上所述固定於障礙物36 上0 參考阕1和2所描述的具禮裝置中，此上游和下游轉換 器52和54放置於相對於此流體振盪器之主通道26的高度匕 <相同高度處。在本發明的一變化中，此上游和下游超音 轉換器也可以放置在相對於此流體振盪器之主通道26的高 度^•之不同高度處’但其總是必須彼此面對面。例如，口圖 5中所示’上游和下游超音轉換器之間的高度差實際上可 以等於 在本發明的另一變化中，如圖6中所示，此上游和下游 超音轉換器52和54同樣地置於不同的高度，但是此上游轉 換器52架在一形成在此流體振盪器之底部壁3〇中之凹處” 的底部上，在此空乏空間2〇之下。此下游轉換器54架在— 架在實際上超過此障礙物36之流體振盪器的頂端壁28中之 凹處的頂端。此上游和下游轉換器彼此面對面地放置。 在如圖7中所示的另一變化中，此上游和下游超音轉換 器52和54位於相同的高度，且其不再彼此面對面。此轉換 器被架在個別的凹處53和55，二者被形成在此流體振邊器 的頂端壁28。此下游轉換器54實際上位於超過此障礙物％ -19- W張尺度適 3 中國 一一、--~ -- ---------1——裝------訂------^-線 - ί ί (請先閱讀背而之注意事項再填人页) 經濟部中央標準局Κ工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（17 ) 和凹處55處，其中其被安裝不延伸至像通道26那麼遠，爲 了避免擾動此氣體射出物的形成。此外，此下游轉換器54 必須放置在通道26的下游，使超音信號可以被此氣體之射 出物的振盛完全地調變》在此對稱之縱向平面P所跟随的 路徑，因此是一V形的路徑。 表示於圖8中的變化也提供給在對稱之縱向平面p中的超 音信號以獲得一 V形路徑，但此超音轉換器放置在不同的 π度。此上游轉換器52架在一形成於端點壁22的凹處中， 因此面向障礙物36。此下游轉換器仍然安裝成相同的樣子 ，像參考圖7的描述。 應該注意到，藉由放置此下游轉換器54在障礙物36的上 或下面，此氣體射出物的振盪之干擾小於當此轉換器放置 在該障礙物中的中心腔中時，因此改善此由該氣體射出物 之振盪所調變之超音信號的品質。 其也可旎將此上游轉換器52向流體振盪器的底部壁3〇傾 斜0 本發明的第二種具體裝置部份表示於圖9中，和對於此 :的不同元件之參考在前面加—數字2。此流體㈣器稱 爲排成列”，因爲其具有一氣雅進料口 21〇和一氣體出口 二者都在此對稱的縱向平面p中校準排成―直線 像=於圖⑴的具链裝置，氣體流的流動是繞一迴路。 魏體^連接至—通道214，其下游端開口向外進入一 :丄6’其與在此平面p之該通道成—直線。此第一室 爲一在—下游方向中向外張開的形狀，直到其到達具有— -20 -Τ先閱讀背而之注意"項再填·-木頁 裝 *1Τ 卜紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Λ4規格 (210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（18 ) 橫向平面P2(其垂直於平面P)的位準：在此後其漸減使用 —和表示於圖1至7中之主通道26具有相同特徵之主通道 218的一上游端點218a來傳遞。此第一室也包括一流線的 元件220，實際上位於其中間且校準在平面|>上。此元件具 有一凹處222面向下游，並接收一”上游”超音轉換器224， 因此避免流體對其的影響。此流線元件220也可以用來使 氣體流平靜下來。 此主通道218在此對稱的縱向平面p上校準在一直線上， 且開向外進入一第二室226構成一振盪室，具有如上述參 考圖1至圖8之室32的相同特徵。此振盪室包括一相當於表 示於圖1至圖8中之障礙物36的障礙物228。此障礙物228具 有一中心腔230位於面對此主通道218的下游開口端218b之 處’且其也具有二次級腔231和232位於該中心腔230的任一 邊。一第二超音轉換器234收在此中心腔230使此二超音轉 換器實際·上在此對稱之縱向平面P校準成一直線。 下面有一描述參考量測一氣體之相關容量之方法的圖1〇 至16,像流經參考圖1至3之上述流體振盪器之氣體的容量 〇 由舉例子，量測之氣體流速的範圍從5 Ι/h延伸至6000 l/h( —家用氣體量測計）。 一電子單元60圖示地表示於圖10中，且其首先供給適合 於不同的功能方塊，以電學地描述於下；和其次控制量測 氣體容積的方法》此電子的單元60包含一微控制器62連接 至一電的電源供應器64，例如一電池，和一晶想計時器 -21 - 本紙張又度適用中國國家幃箪（CNS ) Λ4規格（2丨0乂297公釐 ---------裝-------訂------^線 〆 一 (請先閲讀背面之注意夢項再填3本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 _____B7五、發明説明（19 ) ~~~~ ’其頻率爲’例如1 〇 MHz ’且其也由電源供應器64提供電 源w此微控制器62也連接至一發射方塊68和一接收方塊7〇 ，每一個都由電源供應器提供電源。這些方塊的每一個都 包含，例如，一運算放大器和一轉換器，特別是一數位至 類比的轉換器給發射方塊68和一類比至數位轉換器給接收 方塊70。此電子的單元60也包括一切換電路72,其由電源 供應器64提供電源，且其首先連接至此發射和接收方塊68 和70’以及其次連接至此二超音轉換器52和54。 當此氣體射出物振盪在此振盪室32中對於其太弱以至於 不能由此價測頻率時’亦即，當此氣體的流速低於一例如 ’等於loo l/h的轉變値時，則此超音轉換器52和54用來量 測此流速’和此氣體的容量在下列方法中（低流速的情況） 此上游轉換器52向下游轉換器54發射一超音信號； 此下游轉換器54接收該超音信號，其傳換速度^被氣體 的流速vg所修正（c+vg); —第一値被決定大小，具有此接收之超音信號之傳播速 度的特徵，例如，其傳播的時間； 此超音轉換器52和54之發射器和接收器的功能彼此互相 互換； 此下游轉換器54現在向上游轉換器發射一超音信號； 此游轉換器52接收此以一速度（c_vg)傳播的超音信號； 一第二値由此超音信號的傳播時間而決定； 此氣體流速的量測由積分而推導出，以提供一已經通過 (請先聞讀背面之注意事項再填巧本頁 -裝- 訂 線 ___ - 22 - 本紙張尺度適财)城格（2;Qx29T^

五、發明説明（2Q A 7 B7 此流體振盪器之總容量的量測。 由參考圖10，一量測被觸發如下：此微控制器的序列產 生器（未示出）使此發射方塊68活動並送出一電子信號給上 游轉換器52，而也使電源供應器64活動以設定此切換電路 72,使發射方塊68連接至上游轉換器52，而此接收方塊70 連接至下游轉換器54。此電子信號激發此上游轉換器52， 其發射一超音信號在一特定的瞬間（其由計時器66來決定） 在氣體的流動方向中進入此氣體。此氣體以速度£行進通 過此氣體，而此氣體本身以速度vg前進。經過一由計時器 66所量測之時間推移tl後，下游轉換器54接收此超音信號 ，其顯示已經以c+vg的速度傳播。 量測此超音信號的傳播時間tl，可以參考描述於歐洲專 利應用第0 426 309號中的方法。其方法依次地組成：產生 和傳送一由許多週期或脈衝所組成的超音信號，包括在此 信號中的相位改變· ，接收此超音信號；和在此接收信號中 偵測相位變化，使相當於該相位變化的瞬間，能夠決定傳 播時間11。用以施行量測傳播時間之方法所需的任何事情 都描述於歐洲專利應用第〇 426 309號中，因此在此不再赞述 (請先閱讀背而之注意事項再填3太育) $ . b 、-ΰ Γ

I -濟部中央橾率局員工消費合作社印製 其後，此微控制器62的序列產生器造成切換電路72交換 連接，使發射方塊68現在連接到下游轉換器54，而接收方 塊70連接至上游轉換器52。一第二超音信號以相似的方法 由下游轉換器54發射向下游轉換器54，因此在與氣鳢流的 方向之相反方向行進’而計時器66決定對於該超音信號傳 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Λ4規格（210>< 297公^· 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 A7 __B7_ 五、發明説明（21 ) 一 播所需要的時間t2,在上述所描述的方法中和在歐洲專利 應用第0 426 309號中。 假定此傳播時間tl和t2可以用下列關係式表示： tl = L/(c-vg) t2 = L/(c+vg) 此微控制器62的算術和遲輯單元（未示出）藉由應用下 面的關係式來計算此氣體的速度v g : vg^ — [i——ί] 2 t2 tl 由此推導出一氣體流速的量測Qm，其中：

S是通道26的内部斷面。 此微控制器6 2用每一個量測的流速値和像存於其記憶 體中之預定的推移流速値比較，爲了決定是否下一個流 速的量測應該用以上的方法完成，或藉由偵測在此流體 振盪器之振盪室32中之氣體射出物的振盪頻率（高流速的 情況）^如果此量測的流速値低於推移的流速，則在一預 定的時間間隔後，使用上述方法再—次量測此氣體的流 速。 應該觀察到，本發明的流體振盪器，稱爲一”組合”的 流體振盪器，使其可以使用在氣體流中一超音信號上傳 播時間的量測，在流速値非常小時，避免引入誤差給流 速的量測由於在氣體流中的不穩定性，其不穩定性由從 薄片狀的流動至不穩定的流動之推移所產生。此低流速 的量測因此具有精確和可重複的優點。此外，假設此技 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ,\4規格（210X 297公釐)~~~ ^ 裝 訂 Γ'^ (請先間讀背面之注意"項再填3本") A7 B7 女06940號專利申請案 中文球明書修正頁(85年5月） 五、發明説明（f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 術用來涵蓋一相當窄的流速範圍，其也可以用窄頻帶超 音轉換器來完成，典型地具有一 40 KHz的共振頻率，而取 代更複雜，更昴貴且其在1〇〇 KHz處共振的轉換器。 如果此量測的流速比推移的流速値大的値，則此氣體射 出物的振盪足夠強使此頻率可被偵測（高流速情況）。在此 情況下，此微控制器62的序列產生器控制此切換電路72使 發射方塊68連接至下游轉換器54，而接收方塊7〇連接至上 游轉換器52。此序列產生器也造成開關74工作使來自於上 游轉換器52的信號現在由電子的單元100來處理，其可見 於圖10的右邊。參考圖11，此單元更細節地描述於下。 在高流速的情況下，此微控制器62造成此發射方塊68產 生一永久的電予信號以激發此下游超音轉換器54，例如一 方波信號，在一頻率fu，使下游轉換器連續地發射一頻率 fu的超音信號向著此上游轉換器54，在一與對稱之縱向平 面P大約傾斜1_5。的方向中。由此上游轉換器接收的超音 信號爲一由具有此流體喷射之振盪現象特徵的頻率|和2f所 調變之頻率fu的信號。由例子，此頻率fu可以等於40 KHz ，而此電子激起之信號的振幅可以是20 mV。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 申請人已經可藉由向著此氣'體流發射超音信號來觀察， 其可以顯著地降低此射出物之流體壓力的影響，由此降低 接收關於頻率2f之信號的能量。由例子，在頻率2f接收的 信號的大小已經觀察到一 1〇 dB的差値，且已足夠使其能 夠在調變的信號中從頻率2f區分出頻率f，而使用簡單、便 宜和消耗很少能量的電子設備。_請人也已經可藉由向著 -25- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ 297公釐） 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 303424 A7 A / __ B7_ 五、發明説明（23 ) 此氣體流發射超音信號來觀察，此調變的超音信號表現出 時間的周期性，如此有利於頻率£的彳貞測。 因此，當上游轉換器52接收一由此氣體射出物振盪所調 變的超音信號時，此信號最初被一低雜訊的類比放大器 102所放大。此類比放大器1〇2爲一非反相的放大器，設計 用以結合此電子電路，其在低流速的條件下完成量測，而 其由一運算放大器Ai所構成，其非反相輸入當由上游轉換 器52接收時首先連接至此調變的信號，而其次經由一電阻 接地。此運算放大器八！的反相輸入首先經由一電阻R2 連接至地，而其次經由另一電阻尺3連接至此放大器的輸出 B〇。然後此調變和放大的超音信號具有表示於圖12中的樣 0 一慣用的半波整流器電路104表示於圖1 1中，並包含一 電阻R4連接於此放大器八丨之輸出Bq和一運算放大器A2其 非反相輸入連接於地之反相輸入B丨之間。此放大器A2的反 相輸入連接至該放大器的輸出32經由二平行連接的分支： 一第一分支由一電阻R5串聯一反向連接之二極體所構成 ;以及一第二分支由一二極體〇2所構成。在慣用的方法中 ’當差値VB】-νΒ 2大於此二極體Dl的臨界電壓時，則其導 通成VB 3 = ( R5 / r4 ) vB 2。相反地，當値νβ丨-VB 2低於此二 極體D!的臨界電墨時，則二極體％變成導通νβ3 = 〇，此整 流的信號具有圖13中所給的樣子。 爲了維持具有此氣體射出物的振盪頻率則此整流的信 號被電子方塊1 0 6濾波，其作用如同一（第二級）低通濾波 _ -26- 本紙張尺度適3中國國家標準（CNS ) Λ4規格（-- 裝 訂 ^線 . - ί ^ (诗先閱讀背面之注意事項再填巧本頁) 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 ___B7 五、發明説明（24 ) 器。如圖11所示，此方塊106具有二電阻尺6和r8，一電容 Cj形成一 T51滅波器’其受到負反饋由於一電阻r?和—電 容& 一起與一運算放大器A3 ’其非反相輸出連接於地。在 B5所獲得之濾波的信號具有如圏14所示的樣子。 然後此信號注入一放大電予方塊108，其包含二階級； 一第一階段109 ’其作用如同一例如5〇之增益之帶通放大 器，並且有一位於0.5 Hz至50 Hz範固的截止頻率；以及— 第二階段110 ’其作用如同一具有例如增益等於5之低通放 大器，和一截ib頻率等於50 Hz。 此第一階段包含一電阻R；j和一電容<：3串聯地連接於方塊 106之輸出Bs和一運算放大器八4的反相輸入之間。此運算 放火各八4之非反相輸入接地’而其反相輸入經由一電容Cg 和電阻R! 〇並聯地連接至其輸出β6。 此第二階段110 ’從B2的下游，包含—電阻r】丨連接於一 運算放大器八5的反相輸入，其輸入經由一電阻I 2和—電 容A並聯地也連接至此放大器的輸出。此放大器〜的 非反相輸入接地。 此電子的方塊108用以從濾波器106移位此信號，使其位 於零點的一侧，且放大該信號。以此方法放大之信號出現 在B?的，注入下面的方塊112，其將信號轉換成如圖15中 所示的脈衝信號。 此電子的方塊112包含一運算放大器a6，其非反相輸入 連接至輸出Βγ，而其反相輸入首先連接至放大器A6的輸出 Be經由一電阻4，及其次連接至一常見的跟隨器電路的 -27- 本紙張尺度適用中國國家^準(CNS ) Λ4規格（2]〇χ 297公釐） ~ '~ ^ ^ 批私 訂 ^"線 (請先間請背而之注意事項再4¾木頁) A7 ____ B7 五、發明説明（25 ) 輸出；此跟隨器電路包含一運算放大器a7。由於來自於此 进隨器電路的負反饋，此放大器Ae使其可放大小振幅的信 號比大振幅的信號更多。 .裝 此方塊也包括一電阻Rh連接至此放大器〜的輸出〜和 一點Bg ;且其也包括兩個二極體和D4，頭對尾的架在 點Bj)和一點B〗〇之間。點B! 〇首先經由一電容C6接地和其 次連接至此跟隨電路a7之非反相輸入和另一運算放大器八8 的反相輸入。此運算放大器八8的輸入（點b12)經由一電阻 Rl 7迴路返回其非反相輸入》此放大器的非反相輸入經由 一電阻Rl 6也連接至二極體D3和D4。當此電壓VB 9 - VB丨〇的 振幅增加至超過二極體D4的臨界點時，則此二極體導通且 在Bg點信號之電壓値減去通過此二極體〇4之電位降儲存於 電容ce中。然後此差動放大器a8用在8丨i點的電壓値，如 下所給定的： V R , ] = + vb12r1<; 1^16 線 和儲存於電容Ce的電壓値比較，且當點b9的電壓比在電 容(:6上的電I大時，其產生一高値信號。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 一旦已經達到一峰値且此信號的振幅減小，在點之信 號的値和由電容C6所儲存之信號的値之間的差降到低於此 二極禮D4的臨界點下，因此二極體變成非導體。儲存 在電容A上之信號的値仍維持不變。當在點％之信號的振 幅降低於儲存於電容c6之信號的値時，則放大器〜提供— 低位準信號表不已經產生一峰値。當此信號的振幅降低於 __-28- 本紙張尺度適用中國國家樓公楚）一-- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 B7 五、發明説明（26 ) 儲存於電各Ce之信號的値一個相當於此二極體3之臨界 値加上B1 〇之電壓的量時，則二極體D3開始導通，且儲存 於電容A之信號的値，降至在點％之信號的値減去通過此 一椏體Ε>3的電壓降。當一負峰値達到和通過時，此二極體 Ε>3會再次變成非導體，而此放大器〜一旦點Β丨丨之信號已 經增加到高於儲存於電容c6之信號的値時，會產生一狀態 的改變。 在圖16中’曲線150表示在點％之第一信號的電壓如何 變化，和曲線151表示通過電容(^之電壓如何變化。最初 ，此電谷電壓151等於信號15〇減去値vd，其相當於通過二 極體D4的電墨降；所以放大器八8提供一高位準信號。當 在時間το達到峰値，且當信號15〇的電壓已經降至低於此 二極體D4之臨界値時，在電容15 i上的電壓仍維持不變。 在時間T1，信號150的電壓降至低於儲存於電容15ι的電壓 ;因此，此放大器As的輸出提供—泜位準信號。在時間T2 ’此第一信號150的電壓和儲存於電容15ι上的電壓之間的 差値變成大於此二極體〇4的臨界電壓_，因此電容的電塵再 次追踪第一信號的電壓。關於方塊112的電子電路因此爲 一峰値偵測器。圏11的放大器〜爲一具有磁滯現象的比較 器’其比較二電壓150和151的値，表示於圖16中。因此， 當在點Β!丨的電壓値，亦即Vb丨丄，在此放大器&之非反相 輸入上之電壓値大於在點Β1()上的電壓値，亦即νΒ1〇，在 此放大器As之反相輸入上的電壓時，則此放大器提供一等 於+ Vcc的常數輸出電壓，其中Vcc爲該放大器之電源供應 -29- 本紙張尺度適用中國國家標孽（CNS ) A4規格（210x297公漦） 1 ; ! —裝------訂------^線 (請先閱讀背而之注意"項再填(--1) A7 B7 i、發明説明 27 電壓，且在Bu的電壓變成：

V B 1 1

VccR 16 +

R16 +R 17 相反地，如圈16中T1瞬間所示，當vB〗！小於VB丨〇時，則 此放大器八8的輸出電屬等於-Vcc，因此在BH的電要變成 VB ! 2 = + νΒ9^π

R16+ R 17 請 先 閱 讀 背 ιδ 注 意 京 項 再 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 結果後方塊112來的輸出是一脈衝信號的形式，其中每一 個脈衝表示一單位的氣體容量，在單一振盪（圈15)期間氣 射出物所掃過的。 一電子的計數器C圈10)，例如一 16位元計數器，則用以 數此脈衝的總數，由此使此微控制器能傳送已經流過此流 體振盪器之氣體的容量。 應該觀察到，如果爲了加強在頻率2f之接收的信號能量 而將轉換器52和54精確地校準在此對稱之縱向平面p上， 則上述的電子電路1〇〇需要特別地適合於偵測其頻率。 當此氣體射出物的振盪對於此頻率變成太弱以至於不能 偵測，亦即，當此氣體的流速變成比上面提及之推移速率 慢時，預備完成使用此超音轉換器52和54來量測在氣體流 中之超音信號的傳播時間，如上所述（低流速的條件）。 爲了決定何時使用低流速條件或高流速條件，其可以，例 如，測量兩次連續的脈衝之間的時間間隔，並用以此方法 所測得之時間間隔和一相當於推移流速的預定値比較。如 果此量測的時間間隔超過預定的値，則此超音轉換器被交 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（210Χ297公釐） 本 裝 1Τ 線 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 —-_____B7 五、發明説明（28 ) ' '" 替地使用作發射器和接收器β 其也可以給一重疊的範圍，例如從1〇〇1/h延伸至i5〇i/h ，涵蓋此組合之流體振盪器可以使用的工作條件。因此， 如果此流體振盪器工作在低流速的條件下，其可以此方法 雉績地量測流速，直到此重疊範圍的高値達到，在此點量 測切換至高流速條件。同樣地，當此流體振盪器工作在高 流速的條件下時，則對於此流速其必須降低至低於在此流 體振盪器切換至在低流速條件下量測之前之重疊範固的較 低値。 具名一重晏範圓的優點是使其未必像其必須在一轉換已 經發生後JL刻地切換量測條件，再次回到先前的條件。 本發明之組合的流體振盪器可適合於不同的流速範固， 且特別地可以涵蓋大6000丨/h的流速。圖17爲一校正曲線 给此組合的流體振盪器工作在整個流速延伸在大約1〇 1/h 至大約7000 1/h的範圍内。此曲線表示相對誤差，可應用 於整個上述範圍的量測。其也可以看見此組合的流體振盪 器完全地通合於整個此大範圍之流速的量測目的。 必須觀察到，本發明也具有可應用於其他形式之流體振 盪器的優點’例如，描述於專利應用GB-A-2 120 384中， 其以康達（Coanda)效應爲基礎。其可以想像使用本發明之 組合的流體振盪器於涵蓋一流體的流速範圍，此流體嘴射 之振瘦足夠強對於此頻率，由此而可偵測，以及也可使用 完全如上所述的低流速之工作條件以決定一漏出的流速。 例如本發明的一流體振盪器可以用作商品的氣體計（流速 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2丨0Χ 297公釐） 丨丨----^---1装------訂-----γ旅 {請先閲讀背面之注意事項再填寫太I) A 7 B7 五、發明説明（29 ) 範阂0.25 m3/h至40 m3/h)或一工業的氣體計（流速範圍1 m3/h至160m3/h)，其能夠量測一漏速率。 其也可以由精確地放置此超音轉換器在此流體振盪器之 對稱的縱向平面中來增加量測計的敏感度。 (請t閱讀背面之注念事項再填H ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210>:297公釐

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第84106940號專利申請案 AS 中文申請專利範圍修正本(85年12月) I] · · Ht ' I ^ 11 \ D8 —........—| 六、申請專利範圍 1. 一種流體振盪器，對稱於一對稱的縱向平面（P)，其中包 ^—縱向的流體流動方向；此振產器包含： 用以產生一二維的流體噴射的裝置（26b)，相對於該對 稱的縱向平面（P)作橫向振盪； 二超音轉換器（52, 54); 以及裝置（62-72)，首先用以在流體中產生一超音信號， 從該轉換器中之一個向另一個傳送；且其次用以接收由 此流體喷射之振盪所調變的該超音信號；以及 用以處理此接收的信號的裝置（100)以便能決定已流過 該流體振盪器之流體的相關容箦；其特徵爲此超音轉換 器（52, 54)實際上在此對稱的縱向平面P中校準成一直線。 2. 根據申請專利範圍第1項的流體振盪器，其特徵爲對於流 過該流體振盪器之流體的小的相關容量，此超音轉換器 (52, 54)適合於量測該流體之小的相關容量，小的相關容 量實質上對應於流體之流動率，於此流動率下，流體之 射出物之振盪太弱致使其不能偵測其頻率。 3. 根據申請專利範圍第2項的流體振盪器，其特徵爲包括： 用以交替地從每一個超音轉換器（52, 54)發射和接收一超 音信號的裝置（62-74);以及 反應每一個接收的超音信號和連續的超音信號對的裝置 以決定一數値的大小，其具有該超音信號的傳播速度由 此流體所調變的特徵，由此推導出一相關容量，可應用 於已經流過該流體振盪器的流體。 4. 根據申請專利範圍第1項的流體振盪器，其特徵爲此超音 本纸張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規.格（210X297公釐） ----------------1T------^ *-/ (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標窣局員工消費合作社印袋 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 轉換器置於不同的橫向平面’該轉換器”上游”的一個（52) 置於此裝置的上游（26b)，用以產生此二維的流體喷射， 另一轉換器（54)爲一”下游”轉換器。 5·根據申請專利範圍第3項的流體振盪器，其特徵爲此超音 信號之傳播速度的大小特徵是該信號的傳播時間。 6. 根據申請專利範圍第3項的流體振盪器，其特徵爲此超音 信號之傳播速度的大小特徵是該信號的相位3 7. 根據申請專利範圍第1項的流體振盪器，其特徵爲，用以 產生一振盪的二維流體噴射的裝置由一橫向大小或寬度d 和高度包的流體入口開口（26b)所彬成，且其中包本： —振盪室（32)在其一端點連接至該流體入口開口（26b)和 在其另一端點連接至一流體出口開口（34)，該二開口在該 對稱之縱向平面（P)中，校準成一直線，以及 至少一障礙物（36)放置於該振盪室中，介於入口開口 (26b)和此流體出口開口（34)之間。 8. 根據申請專利範圍第7項的流體振盪器，其特徵爲上游轉 換器（52)置於此流體入口開口（26b)的上游。 9. 根據申請專利範圍第7項的流體振盪器’其特徵爲此障礙 物（36)具有一前面部份（36a)，其中一空腔（37)面向此流體 入口開口（26b)而形成。 10. 根據申請專利範圍第7項的流體振盪器，其特徵爲一下游 轉換器（54)固定在障礙物（36)上。 根據申請專利範圍第9項的流體振盪器，其特徵爲一下游 轉換器（54)固定在障礙物（3 6 )且置於此障礙物（36)的空腔 -2- 家標準(CNS)八4祕公釐) ' ' ---------^ ------、玎------0 / ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 麵濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 π、申請專利範圍 (37)中。 12. 根據申請專利範圍第7項的流體振盪器，其特徵爲包括， 由此障礙物（36)的上游，一流體的通道，由二壁（28、3〇)所 界定’其垂直於對稱之縱向平面（Ρ)且彼此分開—距離 13. 根據申請專利範圍第12項的流體振盪器，其特徵爲^括 ，由此流體入口開口（26b)的上游，一縱向廷伸的通道（26) 形成至少此氣體之通道的一部伶’該通道實際上具有常 數的寬度4，其垂直於此距離h3 14. 根據申請專利範圍第13項的流體.振盪器，其特徵爲通道 (26)具有，在其一端點’ 一相當1於此流體入口開口的，，下 游開口（26b) ’且在其另一端點’在一平行於此流體之流 動方向而垂直於此對稱之縱向平面（P)的平面中，上游 ’’開口（26a)的形狀是收斂的，其寬度逐漸地減小至寬度这 〇 15·根據申請專利範圍第13項的流體振邊器，其特徵爲上游 轉換器（52)置於此通道（26)的上游。 根據申請專利範圍第η項的流體振盪器，其特徵爲其包 括二流體出口（ 14，16)對稱地置於此對稱的縱向平面（p)， 且開口向外進入此通道（26)上游的通道。 P·根據申請專利範圍第丨6項的流體振盪器，其特徵爲一空 乏空間（20)形成給此流體之通道的另一部份，提供給此通 道（26)的上游，且其中此二流體出口（14，16)開向外進入該 空乏空間（20)。 队根據申請專利範圍第17項的流體振盪器，其特徵爲一上 -3- 本紙狀度朝中ϋ國家橾準（CNS ) A4規格（210X2W公ϋ ---------------、訂------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫大f頁)

   SU3424 六、申請專利範圍 游轉換器52置於此空乏空間（20)的上游。 以根據申請專利範圍第丨項的流體振盪器，其特徵爲此超音 轉換器（52, 54)位於垂直於此流體之縱向方向的一方向^ 之同側上，且包含於此對稱的縱向平面中。 2〇·根據申請專利範圍第12或19項的流體振盪器，其特徵爲二 超音轉換器都固定在此牆壁（28, 30)之相同的一個上以界 定此流體的通道。 21. 根據申請專利範圍第1項的流體振盪器，其特徵爲此此超 音轉換器（52, 54)在一垂直於流體之縱向方向的方向中被 補償’且包含於此對稱的縱向平1面。 22. 根據申請專利範圍第12或21項的流體振盪器，其特徵爲每 —個超音轉換器（52, 54)固定於界定此流體之通道的牆壁 (28 ' 30)之分別的一個上。 23. —種量測流經一流體振盪器之流體的一相關容量的方法 ，其中一流體噴射對於一對稱的縱向平面（Ρ)作橫向地振 動，該方法依次包括： 從一超音轉換器發射一超音信號進入此流體； 藉由另一個超音轉換器接收由此流體噴射之振盪所調 變的該超音信號；以及 處理此接收的信號使決定已經流過此振盪器之流體的 該相關容量； 而此方法的特徵爲其包括-在一實際上包含於此對稱之縱 向平面（Ρ)的方向發射—超音信號。 24. 根據申請專利範圍第23項的方法，其特徵爲該方法包括在 -4- 本紙伕尺度適用中國國家標盎（CNS) Α4規格（21〇χ 297公釐〉 ---------** 裝 -------訂------'^ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬標準局員工消资合作社印製 ABCD 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 π、申請專利範圍 流過此流體振盪器之流體的流動方向中發射此超音信號。 2).根據申請專利範圍第24項的方法，其特徵爲在接收此超音 k號後和以該超音信號爲基礎，此方法包括偵測一振盪 頻率’其等於此流體喷射之振盪頻率的二倍，因此使其 可能改善量測的敏感度。 26.根據申請專利範圍第23項的方法，其特徵爲該方法包括在 流過此流體振盪器之流體流動的相反方向中發射一超音 信號。 27·根據申請專利範圍第23項的方法‘·，其特徵爲用於流過此 >瓦體振邊器之流體的小相關容量，該方法依次地包括： 從轉換器中之一個發射一超音信號至另一個，於實際上 包含於此對稱之縱向平面（P)中的方向； 接收該超音信號，信號之傳播速度已經被流體的流動所 修改； 決定此接收的超音信號之該傳播速度的一大小特徵的第 —數値； 互相交換此超音轉換器之發射器和接收器的功能後再重 複上面的步驟’並決定另一超音信號之傳播速度的大小 特徵的一第二數値；以及 由此推導此流體之一小的相關容量的量測。 28.根據申請專利範圍第27項的方法，其特徵爲此超音信號之 傳播速度的大小特徵是該信號的傳播時間β 29‘根據申請專利範圍第27項的方法，其特徵爲此超音信號之 傳播速度的大小特徵是該信號的相位。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4*見$721〇>< 297公董） --------II------、玎------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 30.使用根據申請專利範圍第1項的流體振盪器和根據申請專 利範圍第2 3項用以量測一氣體相關容量的量測方法。 -6- ---------------、1T------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標進（〇\5)厶4见格（210\ 297公釐）