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超声波测量设备

阅读：901发布：2021-02-22

IPRDB可以提供超声波测量设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供超声波测量设备和方法，其通过向流体发送超声波信号以及接收从所述流体获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号来测量所述流体的流量，该超声波测量设备包括：第一计算处理单元，用于对第一接收信号执行计算并确定表明所述流体流量的第一流量，所述第一接收信号通过接收所述透射信号而获得；第二计算处理单元，用于对第二接收信号执行相关计算并确定表明所述流体流量的第二流量，所述第二接收信号通过接收所述反射信号而获得；存储单元；以及校正单元，用于基于包含在所述流体中的气泡的量来输出所述第一流量和第二流量中的一个。，下面是超声波测量设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种超声波测量设备，其通过向流体发送超声波信号以及接收从所述流体获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号来测量所述流体的流量，所述超声波测量设备包括：第一计算处理单元，被配置用于对第一接收信号执行计算并确定表明所述流体流量的第一流量，所述第一接收信号通过接收所述透射信号而获得；

第二计算处理单元，被配置用于对第二接收信号执行相关计算并确定表明所述流体流量的第二流量，所述第二接收信号通过接收所述反射信号而获得；

存储单元，被配置用于存储第一校正系数和第二校正系数，所述第一校正系数用于校正所述第一流量，所述第二校正系数用于校正所述第二流量；以及校正单元，被配置用于基于包含在所述流体中的气泡的量来输出采用存储在所述存储单元中的所述第一校正系数校正过的第一流量、和采用存储在所述存储单元中的所述第二校正系数校正过的第二流量中的一个。

2.根据权利要求1所述的超声波测量设备，进一步包括：

确定单元，被配置用于通过采用第一相关值和第二相关值来确定包含在所述流体中的气泡的量，所述第一相关值通过所述第一计算处理单元获得，所述第二相关值通过所述第二计算处理单元获得。

3.根据权利要求2所述的超声波测量设备，其中所述确定单元包括：第一确定单元，被配置用于确定所述第一相关值是否超过了第一阈值，所述第一阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置；以及第二确定单元，被配置用于确定所述第二相关值是否超过了第二阈值，所述第二阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置。

4.根据权利要求3所述的超声波测量设备，其中，

如果所述第一确定单元确定所述第一相关值超过了所述第一阈值，则所述校正单元输出已经通过采用所述第一校正系数而校正过的所述第一流量；以及如果所述第一确定单元确定所述第一相关值并未超过所述第一阈值，并且所述第二确定单元确定所述第二相关值超过了所述第二阈值，则所述校正单元输出已经通过采用所述第二校正系数而校正过的所述第二流量。

5.根据权利要求3所述的超声波测量设备，进一步包括：

第一计算单元，被配置用于在所述第二确定单元确定所述第二相关值超过了所述第二阈值的情况下计算所述第一校正系数；以及第二计算单元，被配置用于在所述第一确定单元确定所述第一相关值超过了所述第一阈值并且所述第二确定单元确定所述第二相关值超过了所述第二阈值的情况下计算所述第二校正系数。

6.根据权利要求1所述的超声波测量设备，其中

所述第一校正系数表明根据所述第二接收信号确定的所述流体的流量与基于平均流速的流量之间的比值，以及所述第二校正系数表明采用所述第一校正系数校正过的所述第一流量与根据所述第二接收信号确定的所述流体的流量之间的比值。

7.根据权利要求1所述的超声波测量设备，进一步包括：

第一传感器，被配置用于发送第一超声波信号到所述流体和从所述流体接收所述第一超声波信号的第一反射信号；以及第二传感器，被配置用于发送第二超声波信号到所述流体和从所述流体接收所述第二超声波信号的第二反射信号，其中所述第二传感器从所述流体接收所述第一超声波信号的第一透射信号，以及所述第一传感器从所述流体接收所述第二超声波信号的第二透射信号。

8.根据权利要求1所述的超声波测量设备，其中

所述第一计算处理单元包括平均流速计算单元和流量计算单元，以及所述平均流速计算单元被配置用于对当所述超声波信号在所述流体流动的方向上被发送和接收时所获得的接收信号和当所述超声波信号在所述流体流动的相反方向上被发送和接收时所获得的接收信号执行相关运算，以及通过确定当相关值达到最大时的时间差来确定流动在管道中的所述流体的平均速度。

9.根据权利要求8所述的超声波测量设备，其中

所述流量计算单元通过计算V1×πr 来确定所述流体的流量，其中V1是由所述平均流速计算单元确定的所述流体的平均速度，r是所述管道的横截面半径。

10.根据权利要求1所述的超声波测量设备，其中

所述第二计算处理单元包括流量计算单元和平均流量计算单元，所述流量计算单元通过采用当所述超声波信号以预定时间间隔被发送通过所述流体时获得的多个接收信号执行相关计算来确定所述流体的流速分布，以及使用所述流速分布来确定所述第二流量，所述第二流量是流动在管道中的所述流体的流量，以及所述平均流量计算单元通过采用当所述超声波信号以预定时间间隔发送通过所述流体时获得的多个接收信号执行相关计算来确定所述流体的流速分布，以及使用通过对所述流速分布求平均而获得的平均速度来基于流动在管道中的流体的平均流速来确定流量。

11.根据权利要求10所述的超声波测量设备，其中

所述流量计算单元和所述平均流量计算单元对所述多个接收信号进行多次划分，将其划分为对应于其时间位置的多个部分，并针对每个部分执行相关处理，所述多个接收信号通过发送所述超声波信号通过所述流体而获得，以及针对每个部分确定具有最大相关性的时间间隔，根据每个时间间隔确定每个部分中的流体的流速，由此，确定所述流体在所述管道的径向上的流速分布。

12.根据权利要求5所述的超声波测量设备，其中

所述第一计算单元通过执行以下计算来计算出所述第一校正系数Kr：Kr=F21/F21’ (1)

其中F21是从所述第二计算处理单元接收到的由所述第二计算处理单元计算出的所述第二流量，F21’是从所述第二计算处理单元接收到的由所述第二计算处理单元基于所述流体的平均流速计算出的所述流量。

13.根据权利要求5所述的超声波测量设备，其中

所述第二计算单元通过执行以下计算来计算出所述第二校正系数Cr：Cr=F12/F21 (2)

其中F12是从所述校正单元接收到的被所述校正单元校正过的所述第一流量，F21是从所述第二计算处理单元接收到的由所述第二计算处理单元计算出的所述第二流量。

14.一种超声波测量方法，通过向流体发送超声波信号以及接收从所述流体获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号来测量所述流体的流量，所述超声波测量方法包括：对第一接收信号执行计算以确定第一相关值和表明所述流体流量的第一流量，所述第一接收信号通过接收所述透射信号而获得；

对第二接收信号执行相关计算以确定第二相关值和表明所述流体流量的第二流量，所述第二接收信号通过接收所述反射信号而获得；

存储第一校正系数和第二校正系数，所述第一校正系数用于校正所述第一流量，所述第二校正系数用于校正所述第二流量；以及基于包含在所述流体中的气泡或粒子的量来输出采用已存储的所述第一校正系数进行过校正的所述第一流量、和采用已存储的所述第二校正系数进行过校正的第二流量中的一个。

15.根据权利要求14所述的超声波测量方法，进一步包括：通过采用所述第一相关值和所述第二相关值来确定包含在所述流体中的气泡的量。

16.根据权利要求15所述的超声波测量方法，进一步包括：确定所述第一相关值是否超过了第一阈值，所述第一阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置；以及确定所述第二相关值是否超过了第二阈值，所述第二阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置。

17.根据权利要求16所述的超声波测量方法，进一步包括：如果确定所述第一相关值超过了所述第一阈值，则输出已经通过采用所述第一校正系数而校正过的所述第一流量；以及，如果确定所述第一相关值并未超过所述第一阈值并且所述第二相关值超过了所述第二阈值，则输出已经通过采用所述第二校正系数而校正过的所述第二流量。

18.根据权利要求16所述的超声波测量方法，进一步包括：如果确定所述第二相关值超过了所述第二阈值，则计算所述第一校正系数；以及，如果确定所述第一相关值超过了所述第一阈值并且所述第二相关值超过了所述第二阈值，则计算所述第二校正系数。

19.根据权利要求14所述的超声波测量方法，其中

20.根据权利要求14所述的超声波测量方法，进一步包括：对当所述超声波信号在所述流体流动的方向上被发送和接收时所获得的接收信号、和当所述超声波信号在所述流体流动的相反方向上被发送和接收时所获得的接收信号执行相关运算，以通过确定当相关值达到最大时的时间差来确定流动在管道中的所述流体的平均速度。

说明书全文

超声波测量设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种通过使用超声波来测量流体的流速及流量的超声波测量设备。

[0002] 要求于2012年3月8日提交的日本专利申请2012-051498号的优先权，其内容通过引用并入本文。

背景技术

[0003] 本申请中以下将引用或鉴定的所有专利、专利申请、专利公开、科技论文等等，都将在此通过引用合并其全部内容，目的是更加充分的描述与本发明相关的现有技术。

[0004] 超声波测量设备是一种已知的用于测量在管道中流动的流体的流速和流量的常规测量设备。这种超声波测量设备的一个优点在于它能够仅通过将用于发送和接收超声波的传感器附着于所述管道的外表面即可进行测量，而无需实施如在管道上打孔等其他工作。典型地，这种超声波测量设备采用透射法（传播时间差分法）或反射法（反射相关法）。

[0005] 采用透射法的超声波测量设备斜对角地发送和接收穿过在管道中流动的流体的一个超声波信号，通过确定传播时间差来测量在管道中流动的流体的流速等，其中所述传播时间差是指一个超声波信号在所述流体流动的方向上被发送和接收的传播时间与该超声波信号在所述流体流动的相反方向上被发送和接收的传播时间之间的差值。与此相反，采用反射法的超声波测量设备斜对角地发送穿过在管道中流动的流体的多个超声波信号，从包括在流体中的气泡和微粒接收多个反射信号，以及从这些接收到的信号的相关性来测量流速等。

[0006] 首次公开号为2005-181268的日本未审查专利申请公开了一种能够采用透射法和反射法两种测量方法的超声波测量设备，该设备根据相关值或接收信号的强度在所述两种方法之间进行切换，所述接收信号通过接收穿过在管道中流动的流体的超声波信号而获得。首次公开号为2010-181326的日本未审查专利申请公开了一种超声波测量设备，其采用透射法来测量流量，根据采用反射法和透射法测量的平均流速确定流量校正系数，以及基于采用透射法测量的平均流速和所述流量校正系数来计算精确的流量。

[0007] 尽管采用透射法的超声波测量设备即使当所述流体中不包括任何气泡时也依然能够执行测量，然而，流体中非常大量的气泡将阻隔所述超声波信号并使测量变为不可能。另一方面，尽管采用反射法的超声波测量设备即使当所述流体中包括非常大量的气泡时也依然能够执行测量，然而，当所述流体中不包括任何气泡时，则不能从气泡获得反射信号，从而所述测量变为不可能。

[0008] 既然首次公开号为2005-181268的日本未审查专利申请中公开的所述超声波测量设备能够在采用透视法进行测量和采用反射法进行测量之间切换，如果所述测量方法根据包含在流体中的气泡的量进行切换，可以想象，测量将与包含在流体中的气泡的量无关地被执行。当仅采用透射法或仅采用反射法执行测量时，高精确度将难以实现。例如，当仅采用反射法执行测量时，所述测量精度会受到如超声波振荡状态、与管道的共振以及在管道壁附近的混响这些因素的不利影响。

[0009] 由于首次公开号为2010-181326的日本未审查专利申请中公开的所述超声波测量设备基于采用透射法测量的平均流速及根据采用反射法和透射法测量的平均流速确定的流量校正系数来计算流量，因此，其能够实现高测量精确度。然而，首次公开号为2010-181326的日本未审查专利申请中公开的所述超声波测量设备仅当包含在流体中的气泡的量足够使得采用透射法和反射法两种测量方法都能够进行时才能够执行测量。

发明内容

[0010] 一种超声波测量设备，其通过向流体发送超声波信号以及接收从所述流体获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号来测量所述流体的流量，超声波测量设备包括：第一计算处理单元，被配置用于对第一接收信号执行计算并确定表明所述流体流量的第一流量，所述第一接收信号通过接收所述透射信号而获得；第二计算处理单元，被配置用于对第二接收信号执行相关计算并确定表明所述流体流量的第二流量，所述第二接收信号通过接收所述反射信号而获得；存储单元，被配置用于存储第一校正系数和第二校正系数，所述第一校正系数用于校正所述第一流量，所述第二校正系数用于校正所述第二流量；以及校正单元，被配置用于基于包含在所述流体中的气泡的量来输出采用存储在所述存储单元中的所述第一校正系数校正过的所述第一流量和采用存储在所述存储单元中的所述第二校正系数校正过的第二流量中的一个。

[0011] 所述超声波测量设备可进一步包括：确定单元，被配置用于通过采用第一相关值和第二相关值来确定包含在所述流体中的气泡的量，所述第一相关值通过所述第一计算处理单元获得，所述第二相关值通过所述第二计算处理单元获得。

[0012] 所述确定单元可包括：第一确定单元，被配置用于确定所述第一相关值是否超过了第一阈值，所述第一阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置；以及第二确定单元，被配置用于确定所述第二相关值是否超过了第二阈值，所述第二阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置。

[0013] 如果所述第一确定单元确定所述第一相关值超过了所述第一阈值，则所述校正单元输出已经通过采用所述第一校正系数而被校正过的所述第一流量。如果所述第一确定单元确定所述第一相关值并未超过所述第一阈值，并且所述第二确定单元确定所述第二相关值超过了所述第二阈值，则所述校正单元输出已经通过采用所述第二校正系数而被校正过的所述第二流量。

[0014] 所述超声波测量设备可进一步包括：第一计算单元，被配置用于当所述第二确定单元确定所述第二相关值超过了所述第二阈值时来计算所述第一校正系数；以及第二计算单元，被配置用于当所述第一确定单元确定所述第一相关值超过了所述第一阈值并且所述第二确定单元确定所述第二相关值超过了所述第二阈值时来计算所述第二校正系数。

[0015] 所述第一校正系数可表明根据所述第二接收信号确定的所述流体的流量与基于平均流速的流量之间的比值，所述第二校正系数可表明采用所述第一校正系数校正过的所述第一流量与根据所述第二接收信号确定的所述流体的流量之间的比值。

[0016] 所述超声波测量设备可进一步包括：第一传感器，被配置用于发送第一超声波信号到所述流体和从所述流体接收所述第一超声波信号的第一反射信号；以及第二传感器，被配置用于发送第二超声波信号到所述流体和从所述流体接收所述第二超声波信号的第二反射信号。所述第二传感器可从所述流体接收所述第一超声波信号的第一透射信号，所述第一传感器可从所述流体接收所述第二超声波信号的第二透射信号。

[0017] 所述第一计算处理单元可包括平均流速计算单元和流量计算单元。所述平均流速计算单元可被配置用于对当所述超声波信号在所述流体流动的方向上被发送和接收时所获得的接收信号和当所述超声波信号在所述流体流动的相反方向上被发送和接收时所获得的接收信号执行相关运算，以及通过确定相关值达到最大时的时间差来确定流动在管道中的所述流体的平均速度。

[0018] 所述流量计算单元可通过计算V1×πr2来确定所述流体的流量，其中V1是由所述平均流速计算单元确定的所述流体的平均速度，r是所述管道的横截面半径。

[0019] 所述第二计算处理单元可包括流量计算单元和平均流量计算单元。所述流量计算单元可通过采用多个接收信号执行相关计算来确定所述流体的流速分布，以及使用所述流速分布来确定所述第二流量，其中所述多个接收信号是当所述超声波信号以预定时间间隔被发送通过所述流体时获得的，所述第二流量是流动在管道中的所述流体的流量。所述平均流量计算单元可通过采用所述多个接收信号执行所述相关计算来确定所述流体的流速分布，以及使用平均速度基于流动在管道中的流体的平均流速来确定所述流量，其中所述多个接收信号是当所述超声波信号以预定时间间隔被发送通过所述流体时获得的，所述平均速度通过对所述流速分布取平均而获得。

[0020] 所述流量计算单元和所述平均流量计算单元可将所述多个接收信号进行多次划分，将其划分为对应于其时间位置的多个部分，并针对每个部分执行相关处理，所述多个接收信号通过发送所述超声波信号通过所述流体而获得。针对每个部分确定具有最大相关性的时间间隔，根据每个时间间隔确定每个部分中的流体的流速，借此，确定所述流体在所述管道的径向上的流速分布。

[0021] 所述第一计算单元可通过执行以下计算来计算出所述第一校正系数Kr：

[0022] Kr=F21/F21’ (1)

[0023] 其中F21是从所述第二计算处理单元接收到的由所述第二计算处理单元计算出的所述第二流量，F21’是从所述第二计算处理单元接收到的由所述第二计算处理单元基于所述流体的平均流速计算出的所述流量。

[0024] 所述第二计算单元可通过执行以下计算来计算出所述第二校正系数Cr：

[0025] Cr=F12/F21 (2)

[0026] 其中F12是从所述校正单元接收到的被所述校正单元校正过的所述第一流量，F21是从所述第二计算处理单元接收到的由所述第二计算处理单元计算出的所述第二流量。

[0027] 一种超声波测量方法，其通过向流体发送超声波信号以及接收从所述流体获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号来测量所述流体的流量，该超声波测量方法包括：对第一接收信号执行计算以确定第一相关值和表明所述流体流量的第一流量，所述第一接收信号通过接收所述透射信号而获得；对第二接收信号执行相关计算以确定第二相关值和表明所述流体流量的第二流量，所述第二接收信号通过接收所述反射信号而获得；存储第一校正系数和第二校正系数，所述第一校正系数用于校正所述第一流量，所述第二校正系数用于校正所述第二流量；基于包含在所述流体中的气泡或粒子的量来输出采用已被存储的所述第一校正系数校正过的所述第一流量、和采用已被存储的所述第二校正系数校正过的第二流量中的一个。

[0028] 所述超声波测量方法可进一步包括：通过采用所述第一相关值和所述第二相关值来确定包含在所述流体中的气泡的量。

[0029] 所述超声波测量方法可进一步包括：确定所述第一相关值是否超过了第一阈值，所述第一阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置；以及确定所述第二相关值是否超过了第二阈值，所述第二阈值基于对包含在所述流体中的气泡的量的考虑而设置。

[0030] 所述超声波测量方法可进一步包括：如果确定所述第一相关值超过了所述第一阈值，则输出已经通过采用所述第一校正系数而被校正过的所述第一流量；以及，如果确定所述第一相关值并未超过所述第一阈值并且所述第二相关值超过了所述第二阈值，则输出已经通过采用所述第二校正系数而被校正过的所述第二流量。

[0031] 所述超声波测量方法可进一步包括：如果确定所述第二相关值超过了所述第二阈值，则计算所述第一校正系数；以及，如果确定所述第一相关值超过了所述第一阈值并且所述第二相关值超过了所述第二阈值，则计算所述第二校正系数。

[0032] 所述第一校正系数可表明根据所述第二接收信号确定的所述流体的流量与基于平均流速的流量之间的比值。所述第二校正系数可表明采用所述第一校正系数校正过的所述第一流量与根据所述第二接收信号确定的所述流体的流量之间的比值。

[0033] 所述超声波测量方法可进一步包括：对当所述超声波信号在所述流体流动的方向上被发送和接收时所获得的接收信号、和当所述超声波信号在所述流体流动的相反方向上被发送和接收时所获得的接收信号执行相关运算，以通过确定相关值达到最大时的时间差来确定流动在管道中的所述流体的平均速度。

附图说明

[0034] 通过以下结合附图对一些优选实施例进行的描述，本发明的以上特征和优势将更加明显，附图中：

[0035] 图1为示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备的主要部件构造的方框示意图；

[0036] 图2为示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备的信号处理单元的主要部件构造的方框示意图；

[0037] 图3为示出采用根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备来确定流速分布的一个示例的示意图；

[0038] 图4为示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备中用于计算校正系数的条件的示意图；以及

[0039] 图5为示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备中用于输出测量信号的条件的示意图。

具体实施方式

[0040] 这里将参照说明性的优选实施例描述本发明。本领域技术人员将承认许多替代性的优选实施例可以在本发明的教导下完成以及本发明并不仅限于此处为解释性目的而举例说明的优选实施例。

[0041] 此处参照附图描述根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备。图1是示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备的主要部件构造的方框示意图。如图1中所示，根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备1包括控制单元10、驱动信号生成电路11、发送开关12、发送电路13a和13b、传感器14a和14b、接收电路15a和15b、接收开关
16、A/D转换器17和信号处理单元18，并且使用超声波信号来测量流动在管道TB中的流体X的流速和流量。

[0042] 根据本发明第一优选实施例的所述超声波测量设备1能够采用透射法（传播时间差分法）和反射法（反射相关法）进行测量。当采用透射法进行测量时，所述超声波测量设备1斜对角地发送和接收穿过流动在管道TB中的流体X的超声波信号，以及通过确定传播时间差来测量流动在管道TB中的流体X的流量等，所述传播时间差是指当超声波信号在所述流体X流动的方向上被发送和接收的传播时间与当超声波信号在所述流体X流动的相反方向上被发送和接收的传播时间之间的差值。当采用反射法进行测量时，所述超声波测量设备1斜对角地发送穿过流动在管道TB中的流体X的多个超声波信号，从包含在流体X中的气泡B接收多个反射信号，以及通过对所接收到的信号执行相关处理来测量流动在管道TB中的流体X的流量等。

[0043] 所述控制单元10控制所述超声波测量设备1的整个操作。例如，它输出触发信号Tr到所述驱动信号生成电路11以及控制所述超声波信号到流体X的发送。并且，所述控制单元10输出控制信号C1和C2到所述发送开关12和所述接收开关16，输出控制信号C3到所述信号处理单元18，以及控制以上描述的透射法和反射法之间的切换。

[0044] 基于从所述控制单元10输出的触发信号Tr，所述驱动信号生成电路11输出用于生成发送到流体X的超声波信号的驱动信号S0。所述发送开关12从所述驱动信号生成电路11输入所述驱动信号S0，并且，基于从所述控制单元10输出的切换信号C1将所述驱动信号S0的输出目的切换到所述发送电路13a和13b中的一个。

[0045] 所述发送电路13a从所述发送开关12输出所述驱动信号S0到所述传感器14a，并且使之发送超声波信号到流体X。相似的，所述发送电路13b从所述发送开关12输出所述驱动信号S0到所述传感器14b，并且使之发送超声波信号到流体X。所述传感器14a和14b被附着到所述管道TB的外表面，以及基于所述驱动信号S0来发送和接收超声波信号，如此，从流体X流动的方向（朝向页面右侧）看，管道TB被夹在中间。这些传感器14a和14b可被附着到所述管道TB而无需实施诸如在管道TB上打一个孔之类的工作，并且，如图1所示，所述传感器14b被附着于所述传感器14a的下游（流体X流动方向的下游）。

[0046] 具体地，基于从所述发送电路13a输出的所述驱动信号S0，所述传感器14a斜对角地发送穿过流动在管道TB中的流体X的超声波信号（即以朝向所述传感器14b的方向），接收从流体X获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号，以及输出接收信号S1。所述透射信号是从所述传感器14b发送并穿过流体X而传输的超声波信号，而所述反射信号是从所述传感器14a发送并被包含在流体X中的气泡B反射的超声波信号。

[0047] 基于从所述发送电路13b输出的所述驱动信号S0，所述传感器14b斜对角地发送穿过流动在管道TB中的流体X的超声波信号（即以朝向所述传感器14a的方向），接收从流体X获得的所述超声波信号的透射信号或反射信号，以及输出接收信号S2。所述透射信号是从所述传感器14a发送并穿过流体X而传输的超声波信号，而所述反射信号是从所述传感器14b发送并被包含在流体X中的气泡B反射的超声波信号。

[0048] 所述接收电路15a以预定的放大因子对从所述传感器14a输出的所述接收信号S1进行放大，并且所述接收电路15b以预定的放大因子对从所述传感器14b输出的所述接收信号S2进行放大。所述接收开关16输入被所述接收电路15a和15b放大了的所述接收信号S1和S2，并且，基于从所述控制单元10输出的所述切换信号C2，切换用于输出到所述A/D转换器17的接收信号S1和S2中的一个。所述A/D转换器17对从所述接收开关16输出的所述接收信号S1和S2（模拟信号）执行采样处理，并将其转换为接收信号S3（数字信号）。

[0049] 所述信号处理单元18依据来自所述控制单元10的所述控制信号C3对从所述A/D转换器17输出的接收信号S3进行处理，测量流动在管道TB中的流体X的流速和流量，以及输出表明测量结果的测量信号S4。在所述第一优选实施例中，所述信号处理单元18输出表明流动在管道TB中的流体X的流量的测量结果的测量信号S4。

[0050] 图2是示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备的信号处理单元的主要部件构造的方框示意图。如图2所示，所述信号处理单元18包括透射法计算处理单元21（第一计算处理单元）、反射法计算处理单元22（第二计算处理单元）、气泡量确定单元23（确定单元）、校正系数计算处理单元24、校正系数存储单元25（存储单元）、以及校正单元26。

[0051] 所述透射法计算处理单元21在下文中简称为第一计算处理单元。所述反射法计算处理单元22在下文中简称为第二计算处理单元。所述气泡量确定单元23在下文中简称为确定单元。所述校正系数存储单元25在下文中简称为存储单元。来自所述控制单元10的所述控制信号C3在图2中并未示出。

[0052] 所述透射法计算处理单元21包括平均流速计算单元21a和流量计算单元21b。所述透射法计算处理单元21对来自所述A/D转换器17的接收信号S3执行采用所述透射法进行测量时所需的计算，以及确定流动在管道TB中的流体X的平均流速和流量。所述平均流速计算单元21a执行当所述超声波信号在所述流体X流动的方向上被发送和接收时所获得的接收信号S3和当所述超声波信号在所述流体X流动的相反方向上被发送和接收时所获得的接收信号S3之间的相关运算，以及通过确定相关值达到最大时的时间差来确定流动在管道TB中的流体X的平均速度。

[0053] 所述流量计算单元21b将由所述平均流速计算单元21a确定的所述流体X的平均流速乘以管道TB的横截面积，从而确定流动在管道TB中的流体X的流量（第一流量）。具体地，如果V1是由平均流速计算单元21a确定出的流体X的平均速度，r是管道TB的横截2
面半径，所述流量计算单元21b通过计算V1×πr 来确定流体X的流量。流体X的流量被确定后，所述流量计算单元21b输出用于表明流体X的流量的流量信号S11。

[0054] 所述反射法计算处理单元22包括流量计算单元22a和平均流量计算单元22b。所述反射法计算处理单元22对来自所述A/D转换器17的接收信号S3执行采用所述透射法进行测量时所需的计算，以及确定流动在管道TB中的流体X的流量和基于平均流速的流量。所述流量计算单元22a通过采用多个接收信号S3（通过接收所述超声波信号的反射信号而获得的信号）执行相关计算来确定流体X的流速分布，以及使用所述流速分布来确定流动在管道TB中的流体X的流量（第二流量），其中所述多个接收信号S3是当超声波信号以预定时间间隔（如，几百μ秒）被发送通过流体X时获得的。所述平均流量计算单元22b采用与所述流量计算单元22a所采用的方法相似的方法来确定流体X的流速分布时，其使用平均速度基于流动在管道TB中的流体X的平均流速来确定流量，所述平均速度通过对流速分布取平均而获得。

[0055] 具体地，所述流量计算单元22a和平均流量计算单元22b对所述多个接收信号S3进行多次划分，将其划分为对应于其暂时位置的多个部分，并针对每个部分执行相关处理，所述多个接收信号S3通过发送通过流体X的超声波信号而获得。针对每个部分确定具有最大相关性的时间间隔，根据每个时间间隔确定每个部分中流体X的流速，由此确定流体X在管道TB的径向上的流速分布。

[0056] 图3为示出采用根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备来确定流速分布的一个示例的示意图。在图3中，水平轴为距离用于发送和接收超声波信号的传感器中的一个（如，传感器14a）的距离（在管道TB径向上的距离），垂直轴为流体X的流速。图3中的白色圆圈表示在进行测量的每个距离处（测量点）的流速。如图3所示，所述分布使得流体X的流速在管道TB的中心部分更高并且沿着朝向管道TB的内壁方向而降低。

[0057] 所述流量计算单元22a遍历所确定的流体X的流速分布对管道TB的横截面积（管道TB的每个测量点附近的横截面积）进行积分，从而确定出流动在管道TB中的流体X的流量。所述平均流量计算单元22b通过对所确定的流体X的流速分布取平均而确定出平均流速（见图3），并且遍历该平均流速对管道TB的横截面积进行积分，从而基于流动在管道TB中的流体X的平均流速确定出流量。具体地，如果V2是所确定出的流体X的平均流速，r是2
管道TB的半径，所述平均流量计算单元22b通过计算V2×πr 来确定流体X的平均流速。
流体X的流量和基于平均流速的流量被确定后，所述流量计算单元22a输出用于表明流体X的流量的流量信号S21，所述平均流量计算单元22b输出用于表明基于流体X的平均流速的流量的平均流量信号S21’。

[0058] 所述气泡量确定单元23包括相关值确定单元23a（第一确定单元）和相关值确定单元23b（第二确定单元），其用于确定包含在流动在管道TB中的流体X中的气泡B的量。所述相关值确定单元23a在下文中将被简称为第一确定单元。所述相关值确定单元23b在下文中将被简称为第二确定单元。所述相关值确定单元23a确定由透射法计算处理单元
21的平均流速计算单元21a所获得的所述相关值是否超过了阈值（第一阈值），并输出表明所述确定结果的确定信号J1，其中所述阈值基于对包含在流体X中的气泡的量的考虑而设置。

[0059] 当采用透射法进行测量时，如果包含在流体X中的气泡B的量变得过大，则气泡B会阻隔超声波信号从而测量将变得不可能。因此，包含在流体X中的气泡B的量是否允许采用透射法进行测量这一问题被作为设置所述阈值的一个参考。当通过所述平均流速计算单元21a所获得的所述相关值超过了所述阈值时，采用透射法进行测量可行，这种情况下确定信号J1的值为“1”。

[0060] 所述相关值确定单元23b确定由流量计算单元22a所获得的所述相关值是否超过了阈值（第二阈值），并输出表明所述确定结果的确定信号J2，其中所述阈值基于对包含在流体X中的气泡的量的考虑而设置。尽管即使当流体X包括非常大量的气泡B时也依然能够执行采用反射法进行的测量，然而，当流体X不包括任何气泡B时，则不能从气泡B获得反射信号，从而所述测量变为不可能。因此，包含在流体X中的气泡B的量是否允许采用反射法进行测量这一问题被作为设置所述阈值的一个参考。当通过所述流量计算单元22a所获得的所述相关值超过了所述阈值时，采用反射法进行测量可行，这种情况下确定信号J2的值为“1”。

[0061] 所述校正系数计算处理单元24包括校正系数计算单元24a（第一计算单元）和流量比较单元24b（第二计算单元），其计算用于校正来自所述透射法计算处理单元21的流量信号S11和来自所述反射法计算处理单元22的流量信号S21的校正系数。所述校正系数计算单元24a在下文中被简称为第一计算单元。所述流量比较单元24b在下文中被简称为第二计算单元。所述流量信号S11和S21被校正，从而即使在以下情况下也能够实现高精度测量，即，该情况下，根据包含在流体X中的气泡B的量，仅采用透射法进行测量可行，或者仅采用反射法进行测量可行。

[0062] 所述校正系数计算单元24a基于来自所述反射法计算处理单元22的流量信号S21和来自所述透射法计算处理单元21的平均流量信号S21’来计算校正系数Kr（第一校正系数）。该校正系数Kr用于当采用透射法和反射法进行测量都可行或者仅可以采用透射法进行测量时对从透射法计算处理单元21输出的流量信号S11进行校正。具体地，如果F21是由流量信号S21表明的流体X的流量，F21’是由平均流量信号S21’表明的基于流体X的平均流速的流量，则所述校正系数计算单元24a通过执行以下计算来计算出所述校正系数Kr：

[0063] Kr=F21/F21’ (1)

[0064] 所述流量比较单元24b将来自所述校正单元26的流量信号S12（当所述校正单元26对来自所述透射法计算处理单元21的流量信号S11进行校正时获得）与来自所述反射法计算处理单元22的流量信号S21进行比较，并计算出校正系数Cr（第二校正系数）。该校正系数Cr用于仅当采用反射法进行测量可行时对从反射法计算处理单元22输出的流量信号S21进行校正。具体地，如果F12是由流量信号S12表明的流体X的流量，F21是由流量信号S21表明的流体X的流量，则所述流量比较单元24b通过执行以下计算来计算出所述校正系数Cr：

[0065] Cr=F12/F21 (2)

[0066] 图4是示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备中用于计算校正系数的条件的示意图。如图4所示，基于从气泡量确定单元23输出的所述确定信号J1和J2，将包含在流体X中的气泡B的量归类为“无-非常小”、“小”、“大”或“太大”。当所述气泡B的量为“无-非常小”时，测量将仅能够采用透射法执行。当所述气泡B的量为“小”时，采用透射法和反射法的测量将都能够执行。当所述气泡B的量为“大”时，测量将仅能够采用反射法执行。当所述气泡B的量为“太大”时，采用透射法或反射法的测量将都不能执行。

[0067] 如图4所示，当从气泡量确定单元23输出的确定信号J2的值为“1”时（当所述气泡B的量为“小”或“大”时），所述校正系数计算单元24a计算校正系数Kr。当从气泡量确定单元23输出的确定信号J1和J2的每一个的值都为“1”时（当所述气泡B的量为“小”时），所述流量比较单元24b计算校正系数Cr。

[0068] 所述校正系数存储单元25存储由校正系数计算处理单元24的校正系数计算单元24a计算出的所述校正系数Kr和由流量比较单元24b计算出的所述校正系数Cr。所述校正系数存储单元25将所述校正系数Kr和Cr与由透射法计算处理单元21的平均流速计算单元21a所确定的平均流速和由反射法计算处理单元22的平均流量计算单元22b确定的基于平均流速的流量相结合来进行存储。通过采用这种对应方式进行存储，所述校正系数Kr和Cr可被应用于大范围的流速。

[0069] 所述校正单元26包括流量校正单元26a和26b以及流量输出单元26c。所述校正单元26使用存储在校正系数存储单元25中的校正系数Kr和Cr来对来自透射法计算处理单元21的流量信号S11和来自反射法计算处理单元22的流量信号S21进行校正，并根据包含在流体X中的气泡B的量输出校正过的流量信号S12和S22中的一个。所述流量校正单元26a使用存储在校正系数存储单元25中的校正系数Kr对来自透射法计算处理单元21的流量信号S11进行校正，并将校正过的流量信号S12输出到流量输出单元26c和校正系数计算处理单元24的流量比较单元24b。所述流量校正单元26b使用存储在校正系数存储单元25中的校正系数Cr对来自反射法计算处理单元22的流量信号S21进行校正，并将校正过的流量信号S22输出到流量输出单元26c。

[0070] 所述流量输出单元26c从流量校正单元26a输入流量信号S12和从流量校正单元26b输入流量信号S22，并根据来自气泡量确定单元23的确定信号J1和J2来输出S12和S22中的一个作为测量信号S4。

[0071] 图5是示出根据本发明第一优选实施例的超声波测量设备中用于输出测量信号的条件的示意图。

[0072] 如图5所示，当所述确定信号J1的值为“1”时（当所述气泡B的量为“无-非常小”或“小”时），所述流量输出单元26c输出流量信号S12作为测量信号S4，当所述确定信号J1的值为“0”并且所述确定信号J2的值为“1”时（当所述气泡B的量为“大”时），所述流量输出单元26c输出流量信号S22作为测量信号S4。当所述确定信号J1和J2的值均为“0”时，所述流量输出单元26c输出错误信号。

[0073] 接下来，对具有上述构成的所述超声波测量设备1的操作进行解释说明。所述超声波测量设备1的操作（主要是所述信号处理单元18的操作）根据包含在流动在管道TB中的流体X中的气泡B的量而不同。因此，将按照当气泡B的量为“小”、“无-非常小”和“大”时的顺序对所述操作进行解释说明。

[0074] 当气泡B的量为“小”时的操作

[0075] 当对流动在管道TB中的流体X的测量开始时，在控制单元10的控制下交替地采用透射法和反射法执行测量。顺便提及，当所述气泡B的量为“无-非常小”和“大”时，采用与当气泡B的量为“小”时同样的方式，交替地采用透射法和反射法执行测量。

[0076] 当采用透射法进行的测量开始时，处理被执行以通过在流体X流动的方向上发送和接收超声波信号来获得接收信号S3。具体地，控制单元10输出开关信号C1和C2，发送开关12被切换以便将发送电路13a变为驱动信号S0的输出目的地，接收开关16被切换以便将来自接收电路15b的接收信号S2输出到A/D转换器17。此后，控制单元10输出触发信号Tr到生成驱动信号S0的驱动信号生成电路11。

[0077] 由驱动信号生成电路11生成的所述驱动信号S0经由发送开关12和发送电路13a输入到传感器14a，由此所述传感器14a发送超声波信号到流体X。在由传感器14a发送到流体X的超声波信号中，穿过流体X进行传输并到达传感器14b的超声波信号（透射信号）被传感器14b接收，传感器14b根据该透射信号输出接收信号S2。所述接收信号S2被接收电路15b进行放大，然后经由接收开关16输入到A/D转换器17，将其转换成数字接收信号S3。该接收信号S3被输入到信号处理单元18，并存储到透射法计算处理单元21的平均流速计算单元21a中。

[0078] 接下来，处理被执行以当超声波信号在流体X流动的相反方向上被发送和接收时获得接收信号S3。具体地，控制单元10输出开关信号C1和C2，发送开关12被切换以便将发送电路13b变为驱动信号S0的输出目的地，接收开关16被切换以便将来自接收电路15a的接收信号S1输出到A/D转换器17。此后，控制单元10输出触发信号Tr到生成驱动信号S0的驱动信号生成电路11。

[0079] 由驱动信号生成电路11生成的所述驱动信号S0经由发送开关12和发送电路13b输入到传感器14b，由此所述传感器14b发送超声波信号到流体X。在由传感器14b发送到流体X的超声波信号中，穿过流体X进行传输并到达传感器14a的超声波信号（透射信号）被传感器14a接收，传感器14a根据该透射信号输出接收信号S1。所述接收信号S1被接收电路15a进行放大，然后经由接收开关16输入到A/D转换器17，将其转换成数字接收信号S3。该接收信号S3被输入到信号处理单元18，并存储到透射法计算处理单元21的平均流速计算单元21a中。

[0080] 当上述操作结束时，透射法计算处理单元21的平均流速计算单元21a对当所述超声波信号在流体X流动的方向上被发送和接收时所获得的接收信号S3和当所述超声波信号在流体X流动的相反方向上被发送和接收时所获得的接收信号S3执行相关运算，确定出流动在管道TB中的流体X的平均流速。然后所述流量计算单元21b将确定的所述平均流速乘以管道TB的横截面积，确定出流动在管道TB中的流体X的流量，并且所述流量计算单元21b输出流量信号S11。

[0081] 通过平均流速计算单元21a的相关运算所获得的相关值被输入到气泡量确定单元23的相关值确定单元23a中，以确定该相关值是否超过了考虑到包含在流体X中的气泡B的量而设置的阈值。由于此处考虑的是当气泡B的量为“小”时的情况，因此，所述相关值确定单元23a确定所述相关值超过了所述阈值，并输出值为“1”的确定信号J1（见图4）。

[0082] 当采用反射法进行的测量开始时，处理被执行以通过接收超声波信号在流体X流动的方向上被发送时的反射信号来获得接收信号S3。具体地，控制单元10输出开关信号C1和C2，发送开关12被切换以便将发送电路13a变为驱动信号S0的输出目的地，接收开关16被切换以便将来自接收电路15a的接收信号S1输出到A/D转换器17。此后，控制单元10输出触发信号Tr到生成驱动信号S0的驱动信号生成电路11。

[0083] 由驱动信号生成电路11生成的所述驱动信号S0经由发送开关12和发送电路13a输入到传感器14a，由此所述传感器14a发送超声波信号到流体X。在由传感器14a发送到流体X的超声波信号中，被包含在流体X中的气泡B所反射的超声波信号（反射信号）被传感器14a接收，传感器14a根据该反射信号输出接收信号S1。所述接收信号S1被接收电路15a进行放大，然后经由接收开关16输入到A/D转换器17，将其转换成数字接收信号S3。
该接收信号S3被输入到信号处理单元18，并存储到反射法计算处理单元22的流量计算单元22a和平均流量计算单元22b中。

[0084] 接下来，处理被执行以通过接收超声波信号在流体X流动的相反方向上被发送时的反射信号来获得接收信号S3。具体地，控制单元10输出开关信号C1和C2，发送开关12被切换以便将发送电路13b变为驱动信号S0的输出目的地，接收开关16被切换以便将来自接收电路15b的接收信号S2输出到A/D转换器17。此后，控制单元10输出触发信号Tr到生成驱动信号S0的驱动信号生成电路11。

[0085] 由驱动信号生成电路11生成的所述驱动信号S0经由发送开关12和发送电路13b输入到传感器14b，由此所述传感器14b发送超声波信号到流体X。在由传感器14b发送到流体X的超声波信号中，被包含在流体X中的气泡B所反射的超声波信号（反射信号）被传感器14b接收，传感器14b根据该反射信号输出接收信号S2。所述接收信号S2被接收电路15b进行放大，然后经由接收开关16输入到A/D转换器17，将其转换成数字接收信号S3。
该接收信号S3被输入到信号处理单元18，并存储到反射法计算处理单元22的流量计算单元22a和平均流量计算单元22b中。

[0086] 当上述操作被执行预定次数时，所述流量计算单元22a和平均流量计算单元22b的每一个都将所存储的多个接收信号S3划分为对应于其暂时位置的多个部分，对每个划分的部分执行相关处理，并确定流体X在管道TB的径向上的流速分布。所述流量计算单元22a将流体X的所述流速分布乘以管道TB的横截面积（管道TB的每个测量点附近的横截面积）并对所述乘积进行积分，从而确定出流动在管道TB中的流体X的流量，并且所述流量计算单元22a输出流量信号S21。所述平均流量计算单元22b确定所述流体的流速分布的平均流速，将所述平均流速乘以管道TB的横截面积以基于流动在管道TB中的流体X的平均流速确定流量，并输出所述平均流量信号S21，。

[0087] 顺便提及，通过流量计算单元22a的相关运算所获得的相关值被输入到气泡量确定单元23的相关值确定单元23b中，以确定所述相关值是否超过了考虑到包含在流体X中的气泡B的量而设置的阈值。由于此处考虑的是当气泡B的量为“小”时的情况，因此，所述相关值确定单元23b确定所述相关值超过了所述阈值，并输出值为“1”的确定信号J2（见图4）。

[0088] 由透射法计算处理单元21输出的流量信号S11被输入到校正单元26的流量校正单元26a中。由反射法计算处理单元22输出的流量信号S21被输入到校正系数计算处理单元24的校正系数计算单元24a和流量比较单元24b中、以及校正单元26的流量校正单元26b中。所述平均流量信号S21’被输入到校正系数计算处理单元24的流量比较单元24b中。

[0089] 当来自反射法计算处理单元22的所述流量信号S21和所述平均流量信号S21’被输入到所述校正系数计算单元24a中时，采用公式(1)计算出校正系数Kr并将其存储到校正系数存储单元25中（参见图4）。所述校正系数Kr将立即被流量校正单元26a读取，并用于校正来自透射法计算处理单元21的流量信号S11。通过采用校正系数Kr对流量信号S11进行校正而获得的流量信号S12被输出到流量输出单元26c。

[0090] 来自流量校正单元26a的所述流量信号S12被输出到校正系数计算处理单元24的流量比较单元24b中。当该流量信号S12和由反射法计算处理单元22输出的流量信号S21被输入到流量比较单元24b中时，采用公式(2)计算出校正系数Cr并将其存储到校正系数存储单元25中（参见图4）。所述校正系数Cr将立即被流量校正单元26b读取，并用于校正来自反射法计算处理单元22的流量信号S21。通过采用校正系数Cr对流量信号S21进行校正而获得的流量信号S22被输出到流量输出单元26c。

[0091] 因此，来自流量校正单元26a的流量信号S12和来自流量校正单元26b的流量信号S22都被输入到流量输出单元26c。如图5所示，当气泡B的量为“小”时，气泡量确定单元23将输出值为“1”的确定信号J1和J2，并且所述流量输出单元26c输出来自流量校正单元26a的流量信号S12（通过采用校正系数Kr对由透射法计算处理单元21确定的流量信号S11进行校正而获得）作为测量信号S4。

[0092] 当气泡B的量为“无-非常小”时的操作

[0093] 与当气泡B的量为“小”时的情况相同，交替地采用透射法和反射法执行测量，所述信号处理单元18中所提供的透射法计算处理单元21输出流量信号S11到校正单元26的流量校正单元26a中，反射法计算处理单元22输出流量信号S21到校正单元26的流量校正单元26b中。来自反射法计算处理单元22的流量信号S21还被输入到校正系数计算处理单元24的校正系数计算单元24a和流量比较单元24b中，以及所述平均流量信号S21’被输入到校正系数计算处理单元24的流量比较单元24b中。

[0094] 由于此处考虑的是当气泡B的量为“无-非常小”时的情况，因此，所述气泡量确定单元23的相关值确定单元23a确定所述相关值超过了所述阈值，而所述相关值确定单元23b确定为其并未超过阈值。因此，如图4所示，所述气泡量确定单元23输出值为“1”的确定信号J1和值为“0”的确定信号J2。

[0095] 当确定信号J1的值为“1”并且确定信号J2的值为“0”时，所述校正系数计算处理单元24的校正系数计算单元24a和流量比较单元24b并不计算校正系数Kr和Cr（参见图4）。从而，存储在校正系数存储单元25中的校正系数Kr被流量校正单元26a读取并用于校正来自透射法计算处理单元21的流量信号S11。

[0096] 通过流量校正单元26a采用校正系数Kr对流量信号S11进行校正而获得的流量信号S12被输出到流量输出单元26c中。如图5所示，当确定信号J1的值为“1”并且确定信号J2的值为“0”时，来自流量校正单元26a的流量信号S12（通过采用校正系数Kr对由透射法计算处理单元21确定的流量信号S11进行校正而获得的信号）被作为测量信号S4输出。

[0097] 当气泡B的量为“大”时的操作

[0098] 与当气泡B的量为“小”时的情况相同，交替地采用透射法和反射法执行测量，所述信号处理单元18中所提供的透射法计算处理单元21输出流量信号S11到校正单元26的流量校正单元26a中，反射法计算处理单元22输出流量信号S21到校正单元的流量校正单元26b中。来自反射法计算处理单元22的流量信号S21还被输入到校正系数计算处理单元24的校正系数计算单元24a和流量比较单元24b中，以及所述平均流量信号S21’被输入到校正系数计算处理单元24的流量比较单元24b中。

[0099] 由于此处考虑的是当气泡B的量为“大”时的情况，因此，所述气泡量确定单元23的相关值确定单元23a确定所述相关值并未超过所述阈值，而所述相关值确定单元23b确定其超过了阈值。因此，如图4所示，所述气泡量确定单元23输出值为“0”的确定信号J1和值为“1”的确定信号J2。

[0100] 当确定信号J1的值为“0”并且确定信号J2的值为“1”时，所述校正系数计算处理单元24的校正系数计算单元24a计算校正系数Kr并将其存储在校正系数存储单元25中。所述流量比较单元24b并不计算校正系数Cr（参见图4）。存储在校正系数存储单元25中的校正系数Cr被流量校正单元26a读取并用于校正来自反射法计算处理单元22的流量信号S21。

[0101] 流量校正单元26b已经使用校正系数Cr对流量信号S21进行校正而获得的流量信号S22被输出到流量输出单元26c中。如图5所示，当确定信号J1的值为“0”并且确定信号J2的值为“1”时，来自流量校正单元26b的流量信号S22（通过采用校正系数Cr对由反射法计算处理单元22确定的流量信号S21进行校正而获得的信号）将被作为测量信号S4输出。

[0102] 如上所述，在优选实施例中，流体X的流量采用透射法和反射法中的每一个进行确定，并且，根据包含在流体X中的气泡B的量，输出通过采用校正系数Kr对透射法确定的流量进行校正而获得的流量和通过采用校正系数Cr对反射法确定的流量进行校正而获得的流量中的至少一个。这使得高精度的测量成为可能，而不管包含在流体X中的气泡B的量大小如何。例如，当仅采用反射法进行测量时，即使存在如超声波振荡状态、与管道的共振、以及在管道壁附近的混响等不利因素，通过使用校正系数Cr来校正流量，依然能够实现高精度的测量。

[0103] 尽管根据本发明优选实施例的超声波测量设备1已经被如上描述，但是，本发明并不仅限于以上描述的所述优选实施例，并且在本发明的范围内可进行自由的修改。例如，为了简化对上述优选实施例的解释说明，示例为当所述超声波测量设备1开始操作时包含在流体X中的气泡B的量为“小”。然而，为了即使在当所述超声波测量设备1开始操作时包含在流体X中的气泡B的量为“小”或“无-非常小”的情况下也能够实现精确测量，预定的固定值可被用作校正系数Kr和Cr的初始值并被存储于所述校正系数存储单元25中。

[0104] 在以上描述的优选实施例中，示例为校正系数Cr通过将透射法计算处理单元21确定的流量（更准确的，被校正单元26的流量校正单元26a校正过的流量）与反射法计算处理单元22确定的流量进行比较来计算。然而，所述校正系数Cr还可通过将由透射法计算处理单元21确定的平均流速与反射法计算处理单元22确定的平均流速进行比较来确定。

[0105] 在以上描述的优选实施例中，示例为所述气泡量确定单元23采用由透射法计算处理单元21确定的相关值和由反射法计算处理单元22确定的相关值来确定所述气泡的量。然而，所述气泡量确定单元23可基于所述接收信号S3的幅度来确定所述气泡的量，而不采用相关值。

[0106] 本发明提供了一种超声波测量设备，其能够执行高精度的测量，而不论包含在流体中的气泡的量如何。

[0107] 根据本发明，所述超声波测量设备根据第一接收信号确定表明流体流量的第一流量，根据第二接收信号确定表明所述流体流量的第二流量，以及，根据包含在所述流体中的气泡的量，输出采用存储在存储单元中的第一校正系数进行校正的所述第一流量和采用第二校正系数进行校正的第二流量中的一个，其中，所述第一接收信号通过接收透射信号而获得，所述第二接收信号通过接收反射信号而获得。

[0108] 此处引用的以下方位术语“向前、向后、上方、向下、右、左、垂直、水平、下方、横向、行和列”以及任何其他相似的方位术语指的是装备有本发明的装置的这些方位。因此，应当关于装备有本发明的装置来解释被使用来描述本发明的这些术语。

[0109] 术语“被配置”被用于描述设备的组件、单元或部分包括被构造和/或编程来实施期望功能的硬件和/或软件。

[0110] 此外，在权利要求中被表述为“手段加功能”的术语应当包括能够用来实现本发明该部分功能的任何结构组成。

[0111] 术语“单元”被用于描述硬件和/或软件的被构造和/或编程来实施期望功能的组件、单元或部分。所述硬件的典型例子包括但不仅限于设备或电路。

[0112] 尽管以上已经对本发明的优选实施例进行了描述和说明，但应当理解的是，这些是本发明的示例而不应该将其看作限定性的。在不背离本发明的范围的情况下，可进行增加、省略、替换以及其他修改。相应地，本发明并不应当被看作受限于上述描述，而仅限于权利要求的范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
超声波切割装置-专利编号CN103958136B	2020-05-11	395
超声波探头-专利编号CN102830179A	2020-05-11	909
超声波清洗机-专利编号CN102151671A	2020-05-13	325
超声波探伤水槽-专利编号CN102914595A	2020-05-12	111
超声波换能器-专利编号CN103433194B	2020-05-13	410
超声波切割装置-专利编号CN103958136A	2020-05-12	559
一种超声波电源-专利编号CN110504843A	2020-05-11	413
超声波清洗机-专利编号CN103350079B	2020-05-11	44
超声波清洗机-专利编号CN103350079A	2020-05-12	43
超声波发生器-专利编号CN101658838B	2020-05-13	63

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