专利名称：具有双重流量测量的声学流量计的系统和方法
具有双重流量测量的声学流量计的系统和方法相关申请的交叉引用
背景技术：
在已从地下取出碳氢化合物之后，经由管道将流体流(例如原油或天然气)从一 处运输到另一处。希望准确地知道在流中流动的流体量，并且特别是当流体易主时、或者 “密闭输送(custody transfer)”时，更需要精确度。超声流量计可用于测量在管道中流动 的流体量，并且超声流量计具有足够的精确度以用于密闭输送。在高容量天然气管道中靠密闭输送“易主”的气体的价值每天可达到百万美元或 更多。因此，在有些密闭输送情形下，单个仪表主体中容纳两个独立的超声流量计。两个仪 表在其中一个仪表失效的情况下实现冗余使用(redundancy)，并且在两个流量计可供使用 的情形下，可通过比较两个独立的测量来检验记录的流量的精度。然而，在有些情形下，即 使当各仪表正确地操作时，仪表的读数也可不同。
为了示例性实施例的详细说明，现在将对附图作出参考，其中图1示出根据至少一些实施例的流量计的透视图；图2示出根据至少一些实施例的流量计的俯视局部剖视图；图3示出根据至少一些实施例的流量计的，和相对于第一测量子系统的流量计的 立面端视图；图4示出根据至少一些实施例的流量计的俯视剖视图；图5示出根据至少一些实施例的，和相对于第一测量子系统的流量计俯视图；图6示出根据至少一些实施例的，和相对于第二测量子系统的流量计的立面端视 图；图7示出根据至少一些实施例的，和相对于第二测量子系统的流量计的俯视图；图8示出根据至少一些实施例的流量计的俯视图；图9示出根据替代性实施例的流量计的俯视图；图10示出根据至少一些实施例的仪表电子设备；图11示出根据替代性实施例的仪表电子设备；以及图12示出根据至少一些实施例的方法。注释和命名法在以下的整个说明和权利要求中使用某些术语，以指示特定的系统部件。如本领 域的技术人员所意识到的，仪表制造公司可通过不同的名称指示部件。该文件不用于区分 在名称上不同但在功能上相同的部件。在以下的讨论中和在权利要求中，术语“包括”和“包含”以无限制的方式使用，并 因此应解释成表示“包括，但不局限于…”。此外，术语“耦联”用于表示间接的或直接的连5接。因此，如果第一装置耦联至第二装置，则该连接可以是通过直接连接、或经由其他装置 和连接的间接连接。关于多对换能器(或相应的换能器对的弦)的“非平面”应表示多对换能器(或 它们相应的弦)不属于相同的平面。“管段(spool piece)”和/或“仪表主体”应指示由单个铸件铣成的部件。对本 发明和权利要求来说，由(例如凸缘连接、焊接)耦联到一起的单独铸件形成的管段和/或 仪表主体不应被认为是“管段”或“仪表主体”。换能器对(或它们相应的弦)的“轴向位置”应指示上游换能器相对于中心通道 的中心轴线的位置。因此，两个换能器对可位于相同的轴向位置，但在管段的相对侧上。
具体实施例方式以下的讨论涉及本发明的各种实施例。尽管这些实施例中的一个或多个是优选 的，但公开的实施例不应解释成、或以另外的方式用作限制包括权利要求的本发明的范围。 另外，本领域的技术人员将理解的是，以下的说明具有广泛的应用，并且任何实施例的讨论 仅表示该实施例的示例，而不用于暗示包括权利要求的本发明的范围受限于该实施例。此 外，在测量碳氢化合物流(例如原油、天然气)的情况下开发各种实施例，并且说明是针对 所开发的背景的；然而，描述的系统和方法等价地适用于任何流体流(例如低温物质、水) 的测量。图1示出了能够进行冗余流量测量的包括足够数量的换能器对的流量计100。具 体地，仪表主体或管段102被构造成被布置在管道的段之间，例如，通过凸缘104将管段102 连接至管道。管段102具有预定的尺寸，并限定被测流体流过的中心通道106。流量计100 还包括多个换能器对。在图1的透视图中，图示的八个换能器对中的每个换能器对中仅一 个换能器可见。具体地，外壳110中的换能器108与外壳112中的换能器(不可见)配对。 同样地，外壳110中其余的换能器与外壳112中的换能器(不可见)配对。类似地，外壳 116中的换能器114与外壳118中的换能器(不可见)配对。同样地，外壳116中其余的换 能器与外壳118中的换能器(不可见)配对。图2示出了图1的系统的俯视局部剖视图。具体地，图2示出的是，图示的换能器 对108A和108B沿管段102的长度设置。换能器108A和108B是声学收发器，并且更具体 地是超声收发器，这意味着它们产生和接收具有大约在20千赫以上的频率的声能。声能由 各换能器中的压电元件产生和接收。为了产生声信号，通过正弦信号来电刺激压电元件，并 且压电元件通过振动响应。压电元件的振动产生声信号，所述声信号穿过在中心通道106 中的被测流体而传播至换能器对中对应的换能器。类似地，在声能(即，声信号及其他噪声 信号)到达时，接收压电元件振动并产生由与仪表相关的电子设备检测、数字化、并分析的 电信号。在图示的换能器108A与108B之间存在的，与中心线122成角度θ的路径120有 时被称为“弦”或“弦通路”。弦120的长度是换能器108Α的面与换能器108Β的面之间的 距离。流体(例如原油、天然气、液化天然气)沿方向150流动。初始地，下游换能器108Β 产生声信号，该声信号横跨管段102中的流体传播，然后入射到上游换能器108Α上并由该 上游换能器108Α检测。短时间之后(例如在几毫秒之内)，上游换能器108Α产生返回的声信号，该返回的声信号横跨管段102中的流体传播回去，然后入射到下游换能器108B上并 由该下游换能器108B检测。因此，图示的换能器108A和108B通过沿弦路径120的声信号 进行“发收”。在操作期间，该序列每分钟可出现上千次。声信号在换能器108A与108B之间的传播时间部分地取决于声信号相对于流体流 动是向上游还是向下游传播。声信号向下游(即，与由箭头150限定的流体流动相同的方 向)传播的传播时间少于其向上游(即，与流体流动相反，与箭头150的方向相对)传播时 的传播时间。上游和下游的传播时间可用于计算沿着弦和/或在弦附近的气体的平均流 速，并且传播时间可用于计算被测流体中的声速。根据各种实施例，流量计100通过相同管段上的换能器进行两种分离且独立的流 量测量。具体地，图示的八个换能器对中的四个换能器对与第一流量测量子系统相关，而图 示的八个换能器对中的其余四个换能器对与第二流量测量子系统相关。在其他实施例中， 每个测量子系统可使用更多或更少数量的换能器对，并且测量子系统之间的换能器对的数 量不必相同。不管由每个测量子系统使用的换能器对的数量，当每个流量测量子系统在操 作中时，可比较分离的流量测量，并将所述分离的流量测量用于检验通过仪表的流体流动。 在一个流量测量子系统不可操作(例如换能器对失效)的情况下，第二流量测量子系统可 继续用于测量流体流动。图3示出了与第一测量子系统相关的流量计100的一端的立面端视图。图3的第 一流量测量子系统包括位于管段102内变化的高度处的四个弦通路A、B、C和D。具体地， 弦A是最上面的弦，弦B是中上的弦，弦C是中下的弦，而弦D是最下面的弦。指示上和下 以及变化的高度参考于重力。每个弦通路A-D对应于交替地用作发送器和接收器的换能器 对。在图3中还示出的是仪表电子设备152，其获取和处理来自图示的四个弦通路A-D(以 及可能其他的弦通路)的数据。由于凸缘，从图3中的视图隐藏的是与弦通路A-D对应的 四对换能器。图3仅示出第一测量子系统的图示四根弦的立面取向，并且不证明这些弦是 平行或者是共面的。在单个管段上进行分离的流量测量的相关技术系统中，尽管换能器对可限定具有 与图3的高度类似的高度的弦，但用于测量子系统的每根弦与测量子系统的其他弦共面， 并且两个测量子系统之间的平面形成“X”图案。本说明书的发明人已发现，用于每个测量 子系统的共面弦在有些情形下导致子系统之间的测量差异，而该测量差异不是由于换能器 或计量电子设备的误差或故障而造成的。具体地，本说明书的发明人已发现，即使在子系统 分别正常工作时，中心通道内的横向流动(cross-flow)也导致两个测量子系统之间被测 流动的差异。这样的差异可导致总容量的偏差，并且可导致试图诊断和修理流量计中不存 在的问题。图4示出了具有在其中流动的被测流体的管段102的俯视剖视图。在流体的流动 大体上沿方向150的同时，在有些情形下，(例如拐弯或“T”连接的下游)，如由线130所示 地，流体倾向于呈锯齿形图案通过中心通道106。为了描述该现象夸大了锯齿形图案。在相 关技术中，用于测量子系统的所有换能器对平行和共面的。例如，用于第一测量子系统的所 有换能器对在诸如垂直面132的垂直面之内。因为在图3的视图中，平面向上延伸出页面， 所以垂直面132被示出为线，并因此图4的视图正好沿该平面。第二测量子系统的所有换 能器对也在诸如垂直面132的垂直面之内。还是因为在图4的视图中，平面向上延伸出页面，所以垂直面134被示出为线，并因此图4的视图正好沿该平面。当测量子系统所有的弦共面时，弦尤其对被测流体的横向流动敏感。例如，流体流 动在136处的部分大致与垂直面132中第一测量子系统的弦平行地横跨中心通道。由于在 图示的图3中的流动几乎垂直于垂直面134，所以平面132内的弦测量的流体流动显著比弦 在垂直面134内的第二测量子系统的弦更大。因此，即使(具有在垂直面132中的平行且 共面的弦的)第一测量子系统可正确地工作，和(具有在垂直面134中的平行且共面的弦 的)第二测量子系统可正确地工作，两个测量子系统也测量不同的流体流动。此外，流动与 垂直面132和134的关系被夸大，然而图解的要点是，在仪表中存在横向流动、并且测量子 系统的弦全部为共面的情形下，各测量子系统特别对横向流动敏感。图5示出流量计100的俯视图(外壳110、112、116和118未示出)，以图解根据 各种实施例的第一测量子系统的弦的关系。具体地，(对应于最上面的弦，弦A的)第一对 换能器108A和108B限定与管段102的中心线122成非垂直的角度θ的弦通路。(对应 于中上的弦，弦B的)另一对换能器154Α和154Β限定相对于换能器108Α和108Β的弦通 路，松散地形成“X”的形状的弦通路，并且在有些实施例中，换能器154Α和154Β的弦通路 垂直于换能器108Α和108Β的弦通路。类似地，(对应于中下的弦，弦C的)第三对换能器 156Α和156Β限定与换能器108Α和108Β的弦通路平行、但在中心通道中比换能器108Α和 108Β或换能器154Α和154Β的弦通路更低的弦通路。由于图示的管段102的曲率，所以在 图4中未清楚示出的是(对应于最下面的弦，弦D的)第四对换能器158 (在图1中示出的 换能器158Β)，其限定与换能器口 154Α和154Β的弦通路平行的弦通路。将图3和5联系在一起，对于第一测量子系统，换能器对被布置成使得与弦A和B 对应的上面两个换能器对形成“X”的形状，而与弦C和D对应的下面两个换能器的对也形 成“X”的形状。弦A禾Π B是非平面的，弦C和D是非平面的，弦A禾Π C平行，而弦B禾Π D平 行。第一测量子系统确定每个弦A-D附近的气体的速度，以获得弦的流动速度，并将弦的流 动速度结合，以确定横跨整个中心通道的平均流速。从中心通道的平均流速和横截面积，可 由第一测量系统确定在管段中、并因此在管道中流动的气体量。因为第一测量子系统的弦 形成“X”，所以由于影响抵消或最终得到平衡而减小横流对流量测量的影响。现在转向第二测量子系统，图6示出了与第二测量子系统相关的流量计100的一 端的立面端视图。图6的流量测量子系统包括位于管段102内变化的高度处的四个弦通路 Ε、F、G和H。具体地，弦E是最上面的弦，弦F是中上的弦，弦G是中下的弦，而弦H是最下 面的弦。每个弦通路E-H对应于交替地作为发送器和接收器的换能器对。在图6中还示 出的是仪表电子设备152，其获取和处理来自图示的四个弦通路Ε-Η(以及可能其他的弦通 路)的数据。由于凸缘，从图5中的视图隐藏的是与弦通路E-H对应的四个换能器对。根 据至少一些实施例，弦E-H分别位于与弦A-D相同的高度，但在其他实施例中，弦E-H中的 一些弦或所有弦可位于与弦A-D不同的高度。此外，图6仅示出第二测量子系统的图示的 四根弦的立面取向，并且不证明这些弦是平行或者是共面的。图7示出流量计100的俯视图(外壳110、112、116和118未示出)，以图解用于第 二流量测量子系统的弦通路的关系的另一方面。具体地，(对应于最上面的弦，弦E的)第 一对换能器114Α和114Β限定与管段102的中心线122成非垂直的角度θ的弦通路。(对 应于中上的弦，弦F的)另一对换能器160Α和160Β限定相对于换能器114Α和114Β的弦通路松散地形成“X”的形状的弦通路。类似地，(对应于中下的弦，弦G的)第三对换能器 162A和162B限定与换能器114A和114B的弦通路平行、但在中心通道中比换能器114A和 114B或换能器160A和160B的弦通路低的弦通路。由于图示的管段102的曲率，所以在图 6中未清楚示出的是(对应于最下面的弦，弦H的)第四对换能器164(在图1中示出的换 能器164A)，其限定与换能器口 160A和160B的弦通路平行的弦通路。将图6和7联系在一起，对于第二测量子系统，换能器对被布置成使得与弦E和F 对应的上面两个换能器的对形成“X”的形状，而与弦G和H对应的下面两个换能器的对也 形成“X”的形状。弦E禾Π F是非平面的，弦G禾Π H是非平面的，弦E禾Π G平行，而弦F和H 平行。第二测量子系统确定每个弦E-H附近的气体的速度，以获得弦的流动速度，并将弦的 流动速度结合，以确定横跨整个中心通道的平均流速。从中心通道的平均流速和横截面积， 可由第二测量系统确定在管段中、并因此在管道中流动的流体量。图5和7仅示出与被描述的测量子系统相关的换能器。图8示出流量计100的俯 视图(外壳110、112、116和118未示出)，以图示测量子系统之间的，以及根据至少一些实 施例的至少一些换能器对的关系。具体地，第一测量子系统包括换能器对108Α和108Β、换 能器对154Α和1MB、和在图8中不可见的其他两个换能器对。第二测量子系统包括换能 器对114Α和114Β、换能器对160Α和160Β、和在图8中不可见的其他两个换能器对。因此， 在图8所示的实施例中，与最上面的弦(第一测量子系统的弦A和第二测量子系统的弦Ε) 对应的换能器对位于管段102相同的轴向位置。同样地，与中上的弦(第一测量子系统的 弦B和第二测量子系统的弦F)对应的换能器对位于管段102相同的轴向位置。在至少一 些实施例中，在所述实施例中，换能器对的轴向位置大致相同，并且弦具有对应的高度(例 如弦A和Ε)，来自各测量子系统的一根或多根弦可在中心通道之内相交。图9示出流量计100的俯视图(外壳110、112、116和118未示出)，以图示根据替 代性实施例的至少一些换能器对的关系。具体地，在图9的实施例中，测量子系统之间对应 的弦(例如B和F)相对于中心通道可具有相同的高度，但测量子系统之间的换能器对具有 不同的轴向位置。例如，(与弦A对应的)换能器对108Α和108Β在管段102上设置于(与 弦E对应的)换能器对114Α和114Β上游的轴向位置。对图9中所图示的其他换能器对同 样如此。此外，图9示出了对应的换能器对不必在管段102的相对侧上。再次考虑换能器 对108Α和108Β、以及换能器对114Α和114Β。上游换能器108Α和114Α示出在管段102的 相同侧上，其中在先前讨论的实施例中，换能器设置在管段102的相对侧上。说明书现在转向仪表电子设备。根据一些实施例，各测量子系统具有分离且独立 的成套控制电子设备。返回简要地参考图3和6，这些图中总体的仪表电子设备152图解为 两个分离的控制电子设备152Α和152Β。图10图解与单个测量子系统相关的控制电子设备 Α。然而，应理解的是，在其中各测量子系统具有分离且独立的成套控制电子设备的实施例 中，关于图10的说明等同地适用于各测量子系统的控制电子设备。控制电子设备152Α可 处于电子设备外壳中，其可耦联至管段102。替代性地，容纳控制电子设备152Α的电子设备 外壳可等同地安装在管段附近(即，在几英尺之内)。控制电子设备152Α包括耦联至随机 存取存储器(RAM) 204、只读存储器(ROM) 206、和通信端口(COM) 208的处理器202。处理器 202是如下一种装置，在其中执行程序，以便为特定的测量子系统进行通过中心通道的流体 流动的测量。R0M206是一种非易失性存储器，其存储操作系统程序、以及实现测量流体流动的程序。RAM204是用于处理器202的工作存储器，并且在执行之前，可将一些程序和/或数 据结构从R0M206复制到RAM204。在替代性实施例中，可从R0M206直接访问程序和数据结 构。通信端口 208是如下一种机构，仪表通过该机构与其他装置通信，诸如与流量计的其他 测量子系统相关的控制电子设备、(可累加来自多个流量计的被测流量的)流量计算机、和 /或数据采集系统。尽管处理器202、肌11204、1 011206、和通信端口 208图解为分离的装置， 但在替代性实施例中可以使用一体地包括处理核心、RAM、ROM、和通信端口的微控制器。处理器202还耦联至多个装置，并且对多个装置进行控制，以便穿过被测流体发 送和接收声信号。具体地，处理器202分别通过控制线218和220耦联至换能器驱动器210、 接收器212、和两个多路复用器214和216。在有些实施例中，换能器驱动器210包括振荡 器电路和放大器电路。在换能器驱动器210具有内部振荡器的实施例中，换能器驱动器210 产生启动信号、将该信号放大至足够的信号强度以驱动换能器、和相对于换能器提供阻抗 匹配。在其他实施例中，换能器驱动器从处理器202接收预期频率的交流(AC)信号、放大该 信号并相对于换能器提供阻抗匹配。接收器212同样可具有许多形式。在有些实施例中， 接收器212是获取由换能器产生的表示接收到的声能的模拟波形的模拟数字转换器，并将 信号转换成数字形式。在有些情况下，接收器212可在数字化之前或之后对信号进行滤波 和/或放大。然后，为了确定流体流动，可将接收到的信号的数字化版本转到处理器202。执行程序的处理器202有选择地控制多路复用器214和216，以将每个换能器对的 每个换能器耦联至换能器驱动器210 (以驱动换能器产生声信号)和接收器212 (以接收响 应于声能由换能器产生的电信号)。在有些实施例中，处理器202在示例的一个第二测量周 期的跨度之内指导每个换能器对发送大约30个上游声信号和30个下游声信号。每个换能 器对的上游和下游声信号组越多或越少，则相当于使用越长或越短的测量周期。仍然参考图10、并主要关注于作为所有换能器对的代表的换能器对108A和108B。 出于进行该讨论的目的，换能器108A为发送换能器，而换能器108B为接收换能器；然而，在 实际操作中，这些角色可交替地改变。在处理器202的控制下，换能器驱动器210通过多路 复用器214和216耦联至换能器108A。由换能器驱动器210产生和/或放大的电信号传播 至换能器108A中的压电元件，并刺激换能器108A中的压电元件，而换能器108A继而产生 声信号。声信号在被测流体中穿过换能器108A与换能器108B之间的距离。为了绘图方便 起见，换能器对108A和108B未对准，但在操作中，如图5所图解地，换能器对大致同轴。在 声信号在换能器108A与换能器108B之间的传输时间期间，处理器202改变多路复用器214 和216的构造，以将换能器108B耦联至接收器212。换能器108B接收声能(即，声信号和 噪声信号)，并且与接收到的声能对应的电信号传播至接收器212。其后，发送器和接收器 的角色反转，并且基于(对于一对或多对激励(firings)的)传播时间的差异，确定在换能 器对108A和108B对应的弦附近的流体流动速度。基于每个弦附近的流体流动速度，处理器 202确定中心通道中的流体的流动速度，并基于中心通道的横截面积，处理器计算在测量周 期期间通过仪表的流量。由于控制电子设备152A仅耦联至第一测量子系统的换能器对，所 以控制电子设备152A仅利用第一测量子系统的换能器对来计算流量、或指示流量的值。此外，在具有分离且独立的控制电子设备的实施例中，相对于图10的描述虽然参 考的是第一测量子系统，但是其可等价地适用于第二测量子系统。此外，分离且独立的电子 设备能够当第二测量子系统不可操作时(例如控制电子设备不可操作、换能器对失效时)，10使得一个测量子系统保持能操作。如上所述，并如线221所指示地，通过相应的COM端口 208，控制电子设备可交换与被测流量成比例的值，并且当值不同(例如，相差预定的阀值) 时，一个或两个控制电子设备可断言警报状态。断言警报状态可包括改变数字输出上的接 触位置、接通发光二极管(LED)或其他发光装置、或通过COM端口 208向诸如监控和数据采 集(SCADA)系统的其他装置发送指示警报状态的消息。图11图示了根据替代性实施例的仪表电子设备152。具体地，在这些实施例中， 单套控制电子设备152耦联至第一测量子系统的换能器对222和第二测量子系统的换能器 对224。在图11所图示的实施例中，处理器202仅利用第一测量子系统的换能器对222来 计算指示通过仪表的流体流动的第一值。处理器202还仅利用第二测量子系统的换能器对 224来计算指示通过仪表的流体流动的第二值。然后，处理器202可将所述值进行比较，并 且如果两值相差预定的值，则指示警报状态。此外，当第二测量子系统的一个或多个换能器 不可操作时，处理器202和相关的电子设备可利用一个测量子系统的换能器对来计算指示 流体流动的值。在另外的其他实施例中，处理器202可制止将计算出的两个值进行比较，而 是改为可通过COM端口 208将两个值发送至其他装置(例如流量计算机、SCADA系统)，以 便比较。图12图示了根据至少一些实施例的方法。具体地，该方法(在方框1200处)开 始，并且进而确定指示通过仪表主体的中心通道的流体的流量的第一值(该确定利用第一 多个换能器对，每个换能器对限定弦，并且弦中的至少两根弦是非平面的)(方框1204)。大 致与确定第一值同时地，该方法还包括确定指示通过仪表主体的中心通道的流体的流量的 第二值(该确定利用第二多个换能器对，第二多个换能器对的每个换能器对限定弦，并且 弦中的至少两根弦是非平面的)(方框1208)，然后方法(在方框1212)结束。根据在此提供的说明，本领域的技术人员能容易地将如所描述而形成的软件与合 适的通用或专用计算机硬件结合，以根据各种实施例形成计算机系统和/或计算机子部 件，以形成用于实施各种实施例的方法的计算机系统和/或计算机子部件、和/或形成用于 存储软件程序的计算机可读介质，以实现各种实施例的方法方面。以上的讨论应被理解为是本发明的原则和各种实施例的说明。一旦以上公开被充 分地理解，则许多的变体和变型将对本领域的技术人员变得是显而易见的。所附的权利要 求应被理解为意在包含所有这些变体和变型。
权利要求
1.一种流量计，包括管段，所述管段限定中心通道；第一多个换能器对，所述第一多个换能器对机械地耦联至所述管段，所述每个换能器 对限定横跨所述中心通道的弦，所述每个换能器对被构造成沿相应的弦传播和接收声信 号，并且所述第一多个换能器的至少两根弦是非平面的；第二多个换能器对，所述第二多个换能器对机械地耦联至所述管段，所述每个换能器 对限定横跨所述中心通道的弦，所述每个换能器对被构造成沿相应的弦传播和接收声信 号，并且所述第二多个换能器的至少两根弦是非平面的；以及仪表电子设备，所述仪表电子设备电耦联至所述第一和第二多个换能器对，所述仪表 电子设备被构造成确定指示通过所述中心通道的流体流动的第一值，所述第一值是仅利用 所述第一多个换能器对的信号来确定的；以及所述仪表电子设备还被构造成确定指示通过所述中心通道的流体流动的第二值，所述 第二值是仅利用所述第二多个换能器对的信号来确定的。
2.根据权利要求1所述的流量计，进一步 所述第一多个换能器对进一步包括限定在所述中心通道中的第一高度处横跨所述中心通道的第一弦的一对换能器； 限定在所述中心通道中不同于所述第一高度的第二高度处横跨所述中心通道的第二 弦的一对换能器；所述第二多个换能器对进一步包括限定在所述第一高度处横跨所述中心通道的第三弦的一对换能器； 限定在所述第二高度处横跨所述中心通道的第四弦的一对换能器。
3.根据权利要求2所述的流量计，其中，所述第一弦和第三弦在所述中心通道内相交。
4.根据权利要求1所述的流量计，进一步 所述第一多个换能器对进一步包括第一对换能器，其限定在所述中心通道中的上高度处横跨所述中心通道的第一弦； 第二对换能器，其限定在所述中心通道中的中上高度处横跨所述中心通道的第二弦， 所述第二弦与所述第一弦是非平面的；第三对换能器，其限定在所述中心通道中的中下高度处横跨所述中心通道的第三弦， 所述第三弦与所述第一弦平行；以及第四对换能器，其限定在所述中心通道中的下高度处横跨所述中心通道的第四弦，所 述第四弦与所述第二弦平行；所述第二多个换能器对进一步包括第五对换能器，其限定在所述中心通道中的上高度处横跨所述中心通道的第五弦； 第六对换能器，其限定在所述中心通道中的中上高度处横跨所述中心通道的第六弦， 所述第五弦与所述第六弦是非平面的；第七对换能器，其限定在所述中心通道中的中下高度处横跨所述中心通道的第七弦， 所述第七弦与所述第五弦平行；以及第八对换能器，其限定在所述中心通道中的下高度处横跨所述中心通道的第八弦，所 述第八弦与所述第六弦平行；
5.根据权利要求4所述的流量计，还包括至少一种如下情形所述第一弦与所述第五 弦位于大致相同的高度；所述第二弦与所述第六弦位于大致相同的高度；所述第三弦与所 述第七弦位于大致相同的高度；以及所述第四弦与所述第八弦位于大致相同的高度。
6.根据权利要求4所述的流量计，还包括至少一种如下情形所述第一对换能器与所 述第五对换能器位于大致相同的轴向位置；所述第二对换能器与所述第六对换能器位于大 致相同的轴向位置；所述第三对换能器与所述第七对换能器位于大致相同的轴向位置；以 及所述第四对换能器与所述第八对换能器位于大致相同的轴向位置。
7.根据权利要求1所述的流量计，其中，所述仪表电子设备还包括第一仪表电子设备，所述第一仪表电子设备电耦联至所述第一多个换能器对，所述第 一仪表电子设备被构造成确定指示通过所述中心通道的流体流动的所述第一值；以及第二仪表电子设备，所述第二仪表电子设备电耦联至所述第二多个换能器对，所述第 二仪表电子设备被构造成确定指示通过所述中心通道的流体流动的所述第二值；所述第一仪表电子设备被构造成当所述第二仪表电子设备不可操作时继续操作。
8.一种方法，包括确定指示通过仪表主体的中心通道的流体的流量的第一值，所述确定利用第一多个换 能器对，每个换能器对限定一根弦，并且这些弦中的至少两根弦是非平面的；并且大致同时 地确定指示通过所述仪表主体的所述中心通道的流体的流量的第二值，所述确定利用第 二多个换能器对，所述第二多个换能器对的每个换能器对限定一根弦，并且这些弦中的至 少两根弦是非平面的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定指示流量的所述第一值进一步包括利用四 个换能器对来进行确定，两个换能器对限定第一组平行弦，两对换能器限定第二组平行弦， 并且所述第一组平行弦与所述第二组平行弦是非平面的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定指示流量的所述第二值进一步包括利用四 个换能器对来进行确定，两个换能器对限定第三组平行弦，两对换能器限定第四组平行弦， 并且所述第三组平行弦与所述第四组平行弦是非平面的。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步其中，确定指示流量的所述第一值还包括由第一仪表电子设备进行确定；以及其中，确定指示流量的所述第二值还包括由不同于所述第一仪表电子设备的第二仪表 电子设备来进行确定。
12.一种流量计，包括仪表主体，所述仪表主体限定中心通道；第一组换能器对，所述第一组换能器对机械地耦联至所述仪表主体，所述第一组换能 器对包括第一对换能器，其限定在所述中心通道中的上高度处横跨所述中心通道的第一弦；第二对换能器，其限定在所述中心通道中的中上高度处横跨所述中心通道的第二弦， 所述第二弦与所述第一弦是非平面的；第三对换能器，其限定在所述中心通道中的中下高度处横跨所述中心通道的第三弦， 所述第三弦与所述第一弦平行；以及第四对换能器，其限定在所述中心通道中的下高度处横跨所述中心通道的第四弦，所 述第四弦与所述第二弦平行；第一存储装置，所述第一存储装置存储程序；第一处理器，所述第一处理器电耦联至所述第一组换能器对和所述第一存储器，其中， 所述程序在由所述处理器执行时使所述处理器基于由所述第一组换能器对接收到的信号 来计算指示通过所述中心通道的流体流动的第一值；第二组换能器对，所述第二组换能器对机械地耦联至所述管段，所述第二组换能器对 包括第五对换能器，其限定在所述中心通道中的上高度处横跨所述中心通道的第五弦； 第六对换能器，其限定在所述中心通道中的中上高度处横跨所述中心通道的第六弦， 所述第五弦与所述第六弦是非平面的；第七对换能器，其限定在所述中心通道中的中下高度处横跨所述中心通道的第七弦， 所述第七弦与所述第五弦平行；以及第八对换能器，其限定在所述中心通道中的下高度处横跨所述中心通道的第八弦，所 述第八弦与所述第六弦平行；第二存储装置，所述第二存储装置存储程序；第二处理器，所述第二处理器电耦联至所述第二组换能器对和所述第二存储器，其中， 所述第二存储装置的所述程序在由所述处理器执行时使所述处理器基于由所述第二组换 能器对接收到的信号来计算指示通过所述中心通道的流体流动的第二值；当所述第一处理器和任何所述第一组换能器对不操作时，所述第二处理器和第二组换 能器对能够操作，以确定指示通过所述中心通道的流体流动的所述第二值。
13.根据权利要求12所述的流量计，还包括至少一种如下情形所述第一弦与所述第 五弦位于大致相同的高度；所述第二弦与所述第六弦位于大致相同的高度；所述第三弦与 所述第七弦位于大致相同的高度；以及所述第四弦与所述第八弦位于大致相同的高度。
14.根据权利要求12所述的流量计，还包括至少一种如下情形所述第一对换能器与 所述第五对换能器位于大致相同的轴向位置；所述第二对换能器与所述第六对换能器位于 大致相同的轴向位置；所述第三对换能器与所述第七对换能器位于大致相同的轴向位置； 以及所述第四对换能器与所述第八对换能器位于大致相同的轴向位置。
15.根据权利要求12所述的流量计，其中，所述第一弦和第五弦在所述中心通道内相交。
全文摘要
一种具有双重流量测量的声学流量计。至少一些说明性实施例是如下的流量计，其包括限定中心通道的管段；机械地耦联至管段的第一多个换能器对；机械地耦联至管段的第二多个换能器对；和电耦联至第一和第二多个换能器对的仪表电子设备(所述仪表电子设备成确定指示通过中心通道的流体流动的第一值，第一值是仅利用第一多个换能器对的信号来确定的)。仪表电子设备还确定指示通过中心通道的流体流动的第二值，第二值是仅利用第二多个换能器对的信号来确定的。
文档编号G01N29/02GK102047081SQ200980119769
公开日2011年5月4日 申请日期2009年6月9日 优先权日2008年7月9日
发明者小亨利·C·斯特劳布, 查尔斯·W·德尔 申请人:丹尼尔度量和控制公司