梯形形状。在本文所述的一个实施例中，顶面142和底面144平行。超声波变换器101，103安装在超声波耦合器102的顶面142上。超声波耦合器102还包括超声波耦合器长度135和宽度115。超声波耦合器102沿其长度135在管120的外表面140上对准，S卩，与管120的轴线123平行的其矩形形状的长侧。在一个实施例中，与管120接触的超声波耦合器102的底面144定形为匹配管120的曲率。在图1和图2中所示的实施例中，超声波变换器101，103以相邻的同侧构造设置在一个超声波耦合器102上。在一个实施例中，超声波耦合器102由与管120相同的材料制成，如，碳钢、不锈钢或钛。超声波变换器101，103可包括纵向超声波变换器和横波超声波变换器。在横波实施例中，超声波变换器101，103可包括安装在楔形件上的超声波变换器，用于引起楔形材料与超声波耦合器102之间的横波折射。在任一情况下，典型的超声波信号通路节段151和154代表由纵向超声波变换器或横波超声波变换器发射的超声波信号。
[0016]在一个实施例中，超声波耦合器102沿超声波耦合器102的全长135与管120接触，用于提供超声波耦合器102与管120之间的高质量声耦合。超声波耦合器102和管120的增大的接触面积改进流体流速测量准确性。管120的厚度125典型地范围从大约3_到10臟，并且超声波耦合器102的宽度115可从大约6mm变到13mm。超声波变换器101，103中的各个电子地连接于超声波处理系统(未示出)，其控制由超声波变换器101，103发射的超声波信号，并且处理由超声波变换器101，103接收到的超声波信号。发射超声波信号的超声波变换器101与检测超声波信号的超声波变换器(并且反之亦然)之间的持续时间由超声波处理系统测量，并且在本文中认作是渡越时间测量。
[0017]如上文所述，从超声波变换器101向下游行进至超声波变换器103的超声波信号的渡越时间测量将短于超声波信号从超声波变换器103向上游行进至101的渡越时间测量，只要流体在渡越时间测量期间沿方向121行进穿过管120。这是因为行进穿过管120的流体为超声承载介质。因此，沿下游方向穿过流体的超声波信号(例如，从超声波变换器101到超声波变换器103)比沿上游方向穿过流体的超声波信号(例如，从超声波变换器103到超声波变换器101)更快地行进。超声波处理系统检测该差异渡越时间测量来确定沿方向121穿过管120的流体流速度。流体流过管120越快，检测到的时间差就越大。精确的对应在流速与差异渡越时间测量大小之间确定，并且由超声波处理系统用于流速确定。影响渡越时间测量的变量中的一些包括用于管120和超声波耦合器102的材料，管120和超声波耦合器102的物理大小，以及行进穿过管120的流体的类型。在如图1和图2中所示的构造中，超声波变换器101，103可通过拆卸老的超声波变换器并且再安装新的一个来替换而不需要使用管120的流体流系统的停机。
[0018]管120的厚度125可在一定时间内例如由于内表面122的腐蚀而恶化。管120的此类变薄可影响超声波流体流速测量的灵敏度，因为如上文所述，超声波信号以不同速度行进穿过管材料和穿过管中的流体。例如，由管厚度125贡献的对通过时间的影响与管厚度125除以超声波耦合器102的高度105成比例。因此，管厚度125与超声波耦合器高度105之比应当最小化至管厚度125的变化将显著影响流速测量的程度。因此，超声波耦合器102的高度105预先设计成大于管125的厚度，以使管腐蚀对在超声波变换器101，103之间行进的超声波信号的测量通过时间的影响最小化。超声波耦合器高度105可预先选定成为例如管厚度125的大约5x到大约15x。相比于没有超声波耦合器102的流速测量构造，这将管120中的腐蚀对流速测量的影响减小相同比例(大约5x到大约15x)。超声波耦合器102的关键益处在于能够将其焊接于管120来增大管120关于超声波流速测量的有效厚度。
[0019]图3和图4分别示出了超声波耦合器组件200的一个实施例的正视图和侧视图，其中超声波变换器201，203均附接于单独的超声波耦合器202，204，它们继而附接于传送沿方向221行进穿过其(在图3的正视图中示为从左到右行进)的流体的管220。超声波变换器201，203均传输超声波信号，其沿包括节段251，252，254的典型超声波信号节段从超声波变换器201，203中的各个行进至另一个。超声波变换器201，203中的各个能够发射超声波信号并且检测超声波信号。
[0020]例如，当超声波变换器201发射超声波信号时，其沿典型的超声波信号通路节段251行进穿过超声波耦合器202和管220，接着沿典型超声波信号通路节段252由行进穿过管220的流体折射，接着由管220沿典型超声波信号通路节段254折射穿过管220和超声波耦合器204，由此由超声波变换器201发射的超声波信号由超声波变换器203检测到。类似地，当超声波变换器203发射超声波信号时，其沿典型的超声波信号通路节段254行进穿过超声波耦合器204和管220，接着沿典型超声波信号通路节段252由行进穿过管220的流体折射，接着由管220沿典型超声波信号通路节段251折射穿过管220和超声波耦合器202，由此由超声波变换器203发射的超声波信号由超声波变换器201检测到。
[0021 ] 在一个实施例中，超声波耦合器202，204焊接就位用于在超声波耦合器202，204与管220之间提供高质量声耦合。超声波耦合器202，204还可使用夹具安装在管220上。在这些实施例中的任一个中，超声波耦合器202，204可由与管220相同或不同的材料制成。超声波耦合器可使用基于挤出的制造过程来与管220集成地形成，或者它们可使用铸造制造过程模制到管220中。在后两个实施例中，超声波耦合器202，204由与管220相同的材料制成。在一些应用中，该直接检测通路(即，相比于图1和图2的反射通路实例的非反射通路)是优选的，因为信号通路较短。该优选将取决于管220直径，S卩，由超声波信号行进的距离和在此类通路上面的超声波信号衰减，以及其它变量，如，行进穿过管220的流体的类型。
[0022]在图3和图4中所示的实施例中，矩形超声波耦合器202，204均包括顶面242和底面244，以及由正交于超声波耦合器202，204中的各个的顶面242和底面244两者的线测得的超声波耦合器高度205。超声波耦合器202，204不限于矩形形状或如图3_4的实施例中绘出的，具有相同尺寸，并且还可包括偏菱形或梯形形状，或不同尺寸。在一个实施例中，顶面242和底面244平行。超声波变换器201，203安装在超声波耦合器202，204的顶面242上。超声波耦合器202，204均还包括超声波耦合器长度235和宽度215。超声波耦合器202，204沿它们的全长235与管220接触，并且在与管220的轴线223平行的管220的外表面240上对准。在一个实施例中，与管220接触的超声波耦合器202，204的底面244定形成匹配管220的曲率。这提供了超声波耦合器202，204与管220之间的高质量声耦合。增大超声波耦合器202，204和管220的接触面积改进了流体流速测量准确性。管220的厚度225典型地范围从大约3mm到10mm，并且超声波耦合器202，204的宽度215可从大约6_变到13_。
[0023]在一个实施例中，超声波耦合器202，204由与管220相同的材料制成，如，碳钢、不锈钢或钛。超声波变换器201，203可包括纵向超声波变换器和横波超声波变换器。因此，超声波变换器201，203可包括安装在楔形件上的超声波变换器，用于引起楔形件材料与超声波耦合器202，204之间的横波折射。在任一情况中，典型超声波信号通路节段251，254代表由此发射的超声波信号。在图3和图4中所示的实施例中，超声波耦合器202，204以使用两个超声波耦合器202，204的对立构造设置