超声波流量计

　　创意无极限，仪表大发明。今天为大家介绍一项国家发明授权专利——超声波流量计。该专利由阿帕特米托尔斯有限公司申请，并于2016年5月11日获得授权公告。
　　
　　内容说明
　　
　　该发明涉及用于测量流体流量的超声波流量计，更具体地处于渡越时间流量计量的领域。
　　
　　发明背景
　　
　　在过去的25年里，超声波流量计量经历了巨大的发展，从少量的实验室仪器发展为非常大量生产的标准设备。在一定程度上已经克服了技术上和商业上的挑战，在流量计量的许多领域中，现在该技术可与包括机械计量表的大部分其它方法相竞争。例如，现在大量生产的高精度流量计通常用作水表、量热计、气体计量表和用于开账单的其它计量表。
　　
　　一些继续产生影响的挑战正在改善流量计，从而它们不太对电子噪声和声学噪声敏感，并仍保持流量计稳定和可生产，并且不会牺牲成本和功耗。通过增加信噪比可减小对噪声的敏感性，这是增大信号的最有效方法。涉及这些主题的许多不同的电子电路是现有技术已知的，每个都有优点和缺点，而造成目前现状的主要原因是准确的阻抗匹配允许流量计充分使用互反定律。
　　
　　尽管互反和稳定流量计量之间的关联已经知道许多年了，但是目前已知，在这些专利文献中描述的关联仅为充分实现承受压电超声波换能器的固有公差以便能够生产可产生和稳定的流量计的实践方法。现有技术中其实已有一些解决办法，例如利用生成器和接收器通过两个不同的手段来实现，但是在该配置中，为了在改变换能器参数时的稳定结果，会牺牲接收信号强度。
　　
　　因此，该发明的目的就是克服上面指出的问题，并且提供稳定的、可生产的能够传输高声学信号的流量计。
　　
　　发明内容
　　
　　该专利公开了一种超声波流量计，包括切换单元，用于切换信号产生器和至少两个超声波换能器之间的电传输信号，并用于切换换能器和接收器电路之间的电接收信号。其中，切换单元与信号产生器的运算放大器的输出端以及接收器电路的运算放大器的反向输入端耦合。
　　

该发明实施方式的超声波流量计中的超声波换能器的耦合
　　此外，该发明公开了描述超声波换能器特性的方法，包括从信号生成器的有源元件的一个或多个电源电流信号直接确定用于描述换能器特性的一个或多个量的步骤。其中包含一种用于确定超声波流量计在流动路径中超声波信号的时间延迟的方法，包括将物理传送的、延迟的和接收的信号与仿真的非延迟信号进行比较的步骤。