用于確定溫度的設備和方法
【技術領域】
[0001] 本文公開的主題大體涉及測量溫度，并且更特別地，涉及用超聲技術測量流體殼 體中的溫度。
【背景技術】
[0002] 使用超聲流量計來確定在管或其它測試對象中流動的多種流體（例如液體、氣體 等）的流率。在采用飛越時間方法的一類超聲流量計中，一對超聲換能器相對于彼此定位 在上游和下游，從而在換能器之間形成超聲路徑。各個超聲換能器沿著超聲路徑產生通過 在管中流動的流體的超聲信號（例如聲波），超聲信號由其它超聲換能器接收和檢測。可按 照（i)向上游（即，沿著從下游超聲換能器到上游超聲換能器的超聲路徑），基本與流向相 反地傳播的超聲信號的飛越時間和（ii)向下游（即，沿著從上游超聲換能器到下游超聲換 能器的超聲路徑），基本與流向相同地傳播的超聲信號的飛越時間之間的時間差，來確定流 體沿著超聲路徑的速度。
[0003] 為了確定準確的流率，了解流體的溫度、管壁、緩沖器、楔、空隙空間等通常對于超 聲流量計是必要的。溫度典型地由額外的傳感器測量，額外的傳感器測量局部溫度，傳感器 例如插入到流體中，附連到管壁、楔或緩沖器上。這個額外的傳感器會增加超聲流量計的成 本和復雜性。
[0004] 提供以上討論是為了獲得一般的背景信息，而不是意于用來協助確定聲明的主題 的范圍。

【發明內容】

[0005] 公開一種用于確定溫度的設備、方法和計算機可讀介質。該設備包括形成容納空 間的、部分地與流體接觸的殼體，以及用于產生超聲信號的、可操作性地與殼體連接的換能 器。緩沖器位于換能器和流體之間，緩沖器使超聲信號傳播通過其中，并且緩沖器與流體、 殼體或它們兩者進行熱聯接。處理電路操作性地與換能器連接。處理電路使第一換能器產 生超聲信號，并且檢測從緩沖器的一個或多個接口反射的超聲信號的反射部分。處理電路 測量反射部分的渡越時間，并且至少部分地基于渡越時間來確定溫度。
[0006] 在另一個實施例中，一種用于確定溫度的方法包括產生超聲信號，或者使超聲信 號傳播通過緩沖器。緩沖器與流體或殼體進行熱聯接。方法進一步包括檢測從緩沖器的一 個或多個接口反射的超聲信號的一個或多個反射部分，以及測量一個或多個反射部分的渡 越時間。方法進一步包括至少部分地基于渡越時間來確定溫度。
[0007] 在又一個實施例中，一種用于確定溫度的計算機可讀介質包括待由處理邏輯執行 的指令，指令使換能器產生超聲信號，檢測從緩沖器的一個或多個接口反射的超聲信號的 反射部分，測量反射部分的渡越時間，以及至少部分地基于渡越時間來確定溫度。
[0008] 本發明的這個簡要描述僅意于提供本文公開的根據一個或多個示例性實施例的 主題的簡要概述。此描述不意于限制聲明的主題的范圍。
【附圖說明】
[0009] 為了可理解本發明的特征，通過參照某些實施例，可獲得本發明的詳細描述，在附 圖中示出一些實施例。但要注意的是，附圖僅示出本發明的某些實施例，而且因此不應認為 是限制本發明的范圍。本發明的范圍包含其它等效實施例。當參照附圖來閱讀以下詳細描 述時，本發明的這些和其它特征、方面和優點將變得更好理解，其中，相同符號在圖中表示 相同部件，其中： 圖1示出根據本發明的示例性流槽或殼體，其用作在其中測量流體溫度的容納空間； 圖2是可安裝在圖1的流槽中的示例性傳感器組件的示意圖； 圖3是大致沿著圖1中的線3-3得到的圖1的流槽的一部分的放大橫截面圖； 圖4a是圖2的傳感器組件中的超聲信號的反射部分的示意圖； 圖4b是當圖2的傳感器組件接收到圖4a中示出的反射部分時，由傳感器組件產生的 電信號的示意圖； 圖5是用于用超聲技術來確定溫度的示例性方法的流程圖； 圖6是可實施圖5的方法的超聲流量計的示例性處理電路的框圖； 圖7a是圖2的傳感器組件中的超聲信號的反射部分的備選方案的示意圖；以及 圖7b是當換能器接收到圖7a中示出的超聲信號時，由換能器產生的電信號的示意圖。
【具體實施方式】
[0010] 將在下面描述一個或多個特定實施例。雖然除了其它構件之外，下面公開的示例 系統包括在硬件上執行的軟件，但應當注意的是，這樣的系統僅是示例性的，而不應認為是 限制。
[0011] 當介紹本發明的多種實施例的要素時，冠詞"一"、"該"和"所述"意于表示存在一 個或多個該要素的意思。術語"包括"、"包含"和"具有"意于為包括性的，并且表示除了列 出的要素之外可存在另外的要素的意思。
[0012] 大體上，本文描述的示例方法和設備可用來測量超聲流量計或可容納或可不容納 流體的其它裝置中的流體溫度和/或管壁溫度。超聲流量計測量管道中的流率是為了實現 以下示例性目的：控制過程，或者確定在例如密閉輸送中傳送的流體總量，諸如當將油或氣 體從一方輸送或以別的方式傳送到另一方時。這樣的測量的精確性可取決于在管道中流動 的流體的溫度或管道本身的溫度，而在運行期間，實際上無法直接測量流體和管道的內表 面的溫度。
[0013] 可使用能夠使聲信號傳播通過諸如例如不銹鋼的材料的任何聲學技術來實施示 例方法和設備。超聲是能夠使壓縮波信號和剪切波信號發送通過材料的示例聲學測量技 術。示例設備確定與超聲信號的傳播及其反射（或多次反射）相關聯的渡越時間，然后基 于渡越時間來確定一個或多個局部溫度。
[0014] 圖1示出示例性流槽100或殼體，其限定容納空間（內部管道，未顯示），通過容納 空間來測量流體流。超聲流量計的處理電路（未顯示）安裝在平臺110上，并且線纜可穿過 例如入口 120,到達安裝在扇形體130、140中的一個或多個中的超聲換能器（在下面關于圖 2來論述）。在扇形體130中顯示了四個傳感器端口 132、134、136、138,而且同樣在扇形體 140中可存在四個傳感器端口（未顯示）。將理解的是，可提供更多或更少的傳感器端口， 而且所顯示的確切幾何構造（角度、布置等）僅是示例性的。關于示例性流向150,扇形體 130被稱為上游扇形體和扇形體140為下游扇形體。傳感器端口 132、134、136、138被稱為 上游傳感器端口，而與扇形體140相關聯的傳感器端口是下游傳感器端口。提供傳感器端 口（例如超聲傳感器端口 132-138)是為了安裝傳感器組件200,如下面關于圖2所論述的 那樣，而且傳感器端口可允許接近流槽100的內部管道。
[0015] 圖2是用來測量溫度的示例性傳感器組件200的示意圖。傳感器組件200包括換 能器210和緩沖器220。緩沖器220包括接口 222,接口 222可與流量計的容納空間（管 道）中的流體接觸。將理解的是，流體可為液體（例如水、油、液體天然氣）或氣體（例如 水蒸汽、天然氣）或者它們的任何組合，而且在超聲流量計的運行期間，流體中可包括顆粒 物質（例如沙、泥、渣料）。換能器210優選為超聲換能器。
[0016] 緩沖器220與插件230 -體地形成，插件230配置成提供凹槽232來容納一個或 多個0形圈234,0形圈234在流體和超過緩沖器220的傳感器組件的其余部分之間提供壓 力邊界或密封。插件保持螺母236用來將插件230固定在流槽的傳感器端口中（例如，傳 感器端口 132、134、136、138中的一個），而且可