專利名稱：協(xié)調(diào)流量計(jì)的測(cè)量子系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
協(xié)調(diào)流量計(jì)的測(cè)量子系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
背景技術(shù)：
在已從地底取出碳?xì)浠衔镏?，?jīng)由管道到將流體流(例如原油或天然氣)從 一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方。希望準(zhǔn)確地知道在流中流動(dòng)的流體量，特別是當(dāng)流體易主時(shí)、 或者“密閉輸送”時(shí)，更要求精確度。超聲流量計(jì)可用于測(cè)量在管道中流動(dòng)的流體量，并且 超聲流量計(jì)具有足夠的精確度以用于密閉輸送。在高容量天然氣管道中，以密閉輸送而“易主”的氣體的價(jià)值每天可達(dá)到百萬美元 或更多。因此，在有些密閉輸送情形下，單個(gè)表體容納兩個(gè)獨(dú)立的超聲流量計(jì)。兩個(gè)儀表 在一個(gè)儀表失效的情況下實(shí)現(xiàn)冗余使用(redundancy)，并且在兩個(gè)流量計(jì)可供使用的情形 下，可通過比較兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量來檢驗(yàn)記錄的流量的精度。然而，在同一個(gè)表體中具有兩個(gè) 獨(dú)立的超聲波流量計(jì)會(huì)在儀表操作和/或測(cè)量中產(chǎn)生困難。


為了示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，現(xiàn)在將對(duì)附圖進(jìn)行參考，其中圖1示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的流量計(jì)的透視圖；圖2示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的流量計(jì)的俯視局部剖視圖；圖3示出根據(jù)至少--些實(shí)施例的，和相對(duì)于第一測(cè)量子系統(tǒng)的流量計(jì)的的立面端視圖；圖4示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的，和相對(duì)于第一測(cè)量子系統(tǒng)的流量計(jì)的俯視圖； 閱圖5示出根據(jù)至少--些實(shí)施例的，和相對(duì)于第二測(cè)量子系統(tǒng)的流量計(jì)的立面端視 ；
圖6示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的，和相對(duì)于第二測(cè)量子系統(tǒng)的流量計(jì)的俯視圖；圖7示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的流量計(jì)的俯視圖；圖8示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的控制電子設(shè)備；圖9示出根據(jù)至少一-些實(shí)施例的控制電子設(shè)備；圖10示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的控制電子設(shè)備；圖11示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的控制電子設(shè)備；圖12示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的控制電子設(shè)備；圖13示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的耦聯(lián)至流量計(jì)算機(jī)的控制電子設(shè)備；圖14示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的耦聯(lián)至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的控制電子設(shè)備；圖15示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的時(shí)序圖；圖16示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的時(shí)序圖；圖17示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的時(shí)序圖；以及圖18示出根據(jù)至少-一些實(shí)施例的方法。注釋和命名法
在整個(gè)以下的說明和權(quán)利要求中使用某些術(shù)語，以指示特定的系統(tǒng)部件。如本領(lǐng) 域的技術(shù)人員所意識(shí)到的，儀表制造公司可通過不同的名稱來指示部件。該文件不用于區(qū) 分在名稱上不同，而在功能上相同的部件。在以下的討論中和在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”以無限制的方式使用，并 因此應(yīng)解釋成表示“包括，但不局限于…”。此外，術(shù)語“耦聯(lián)”用于表示間接的或直接的連 接。因此，如果第一裝置耦聯(lián)至第二裝置，則該連接可以是通過直接連接、或經(jīng)由其他裝置 和連接的間接連接?！肮芏?spool piece)”和/或“表體”應(yīng)指示由單個(gè)鑄件銑成的部件。通過(例 如凸緣連接、焊接)耦聯(lián)到一起的分離的鑄件形成的管段和/或表體不應(yīng)被認(rèn)為是用于本 發(fā)明和權(quán)利要求的“管段”或“表體”。關(guān)于換能器對(duì)的“啟動(dòng)”指的是以下情形中的一種或兩者通過換能器對(duì)的第一換 能器對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行的發(fā)射；和通過換能器對(duì)的第二換能器對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行的接收。
具體實(shí)施例方式以下的討論涉及本發(fā)明的各種實(shí)施例。盡管這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)是優(yōu)選 的，但公開的實(shí)施例不應(yīng)解釋成、或以另外的方式用作限制包括權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍。 另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的是，以下的說明具有廣泛的應(yīng)用，并且任何實(shí)施例的討論 僅表示該實(shí)施例的示例，而不用于暗示包括權(quán)利要求的本發(fā)明的范圍限于該實(shí)施例。此外， 在測(cè)量碳?xì)浠衔锪?例如原油、天然氣)的情況下開發(fā)各種實(shí)施例，并且針對(duì)開發(fā)背景進(jìn) 行說明；然而，描述的系統(tǒng)和方法等價(jià)地適用于任何流體流動(dòng)(例如低溫物質(zhì)、水)的測(cè)量。圖1圖解能夠進(jìn)行冗余(redundant)流量測(cè)量的包括足夠數(shù)量的換能器對(duì)的流量 計(jì)100的透視圖。具體地，表體或管段102被構(gòu)造成被布置在管道的段之間，例如，通過凸 緣104將管段102而連接至管道。管段102具有預(yù)定的尺寸，并限定被測(cè)流體流過的中心 通道106。流量計(jì)100還包括多個(gè)換能器對(duì)。在圖1的透視圖中，圖示的八個(gè)換能器對(duì)中 的每個(gè)換能器對(duì)中僅一個(gè)換能器可見。具體地，外殼110中的換能器108與外殼112中的 換能器(不可見)配對(duì)。同樣地，外殼110中其余的換能器與外殼112中的換能器(不可 見)配對(duì)。類似地，外殼116中的換能器114與外殼118中的換能器(不可見)配對(duì)。同 樣地，外殼116中其余的換能器與外殼118中的換能器(不可見)配對(duì)。圖2圖示了圖1的系統(tǒng)的俯視局部剖視圖。具體地，圖2示出的是，圖示的換能器 對(duì)108A和108B沿管段102的長(zhǎng)度設(shè)置。換能器108A和108B是聲學(xué)收發(fā)器，并且更具體 地是超聲收發(fā)器，意味著它們產(chǎn)生和接收具有大約20千赫以上的頻率的聲能。聲能由每個(gè) 換能器中的壓電元件產(chǎn)生和接收。為了產(chǎn)生聲信號(hào)，通過正弦信號(hào)電刺激壓電元件，并且壓 電元件通過振動(dòng)響應(yīng)。壓電元件的振動(dòng)產(chǎn)生聲信號(hào)，所述聲信號(hào)穿過在中心通道106中的 被測(cè)流體而傳播至換能器對(duì)中對(duì)應(yīng)的換能器。類似地，在被聲能(即，聲信號(hào)及其他噪聲信 號(hào))到達(dá)時(shí)，接收的壓電元件振動(dòng)并產(chǎn)生由與儀表相關(guān)的電子設(shè)備檢測(cè)、數(shù)字化、并分析的 電信號(hào)。在圖示的換能器108A與108B之間存在的，與中心線122成角度θ的路徑120有 時(shí)被稱為“弦”或“弦通路”。弦120的長(zhǎng)度是換能器108Α的面與換能器108Β的面之間的 距離。流體(例如原油、天然氣、液化天然氣)沿方向150流動(dòng)。初始地，下游換能器108Β產(chǎn)生聲信號(hào)，該聲信號(hào)橫跨管段102中的流體傳播，然后入射到上游換能器108A上并由該 上游換能器108A檢測(cè)。短時(shí)間之后(例如在幾毫秒之內(nèi))，上游換能器108A產(chǎn)生返回的聲 信號(hào)，該返回的聲信號(hào)橫跨管段102中的流體傳播，然后入射到下游換能器108B上并由該 下游換能器108B檢測(cè)。因此，圖示的換能器108A和108B通過沿弦路徑120的聲信號(hào)進(jìn)行 “發(fā)收”。在操作期間，該序列每分鐘可出現(xiàn)成上千次。聲信號(hào)在換能器108A與108B之間的傳播時(shí)間部分地取決于聲信號(hào)相對(duì)于流體流 動(dòng)是向上游還是向下游傳播。聲信號(hào)向下游(即，沿與由箭頭150限定的流體流動(dòng)相同的 方向)傳播的傳播時(shí)間少于其向上游(即，與流體流動(dòng)相反，與箭頭150的方向相對(duì))傳播 時(shí)的傳播時(shí)間。上游和下游的傳播時(shí)間可用于計(jì)算沿著弦和/或在弦附近的氣體的平均流 速，并且傳播時(shí)間可用于計(jì)算被測(cè)流體中的聲速。根據(jù)各種實(shí)施例，流量計(jì)100通過相同管段上的換能器進(jìn)行兩種分離且獨(dú)立的流 量測(cè)量。具體地，圖示的八個(gè)換能器對(duì)中的四個(gè)換能器對(duì)與第一流量測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)，而圖 示的八個(gè)換能器對(duì)中的其余四個(gè)換能器對(duì)與第二流量測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)。在其他實(shí)施例中， 每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)可使用更多或更少數(shù)量的換能器對(duì)，并且測(cè)量子系統(tǒng)之間的換能器對(duì)的數(shù) 量不必相同。不管由每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)使用的換能器對(duì)的數(shù)量，當(dāng)每個(gè)流量測(cè)量子系統(tǒng)在操 作中時(shí)，可比較分離的流量測(cè)量，并將所述分離的流量測(cè)量用于檢驗(yàn)通過儀表的流體流動(dòng)。 在一個(gè)流量測(cè)量子系統(tǒng)不可操作(例如，換能器對(duì)失效)的情況下，第二流量測(cè)量子系統(tǒng)可 繼續(xù)用于測(cè)量流體流動(dòng)。圖3示出了與第一測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)的流量計(jì)100的一端的立面端視圖。圖3的第 一流量測(cè)量子系統(tǒng)包括位于管段102內(nèi)變化的高度處的四個(gè)弦通路A、B、C和D。具體地， 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 及變化的高度參考于重力。各弦通路A-D對(duì)應(yīng)于交替地用作發(fā)送器和接收器的換能器對(duì)。 在圖3中還示出的是儀表電子設(shè)備152，其獲取和處理來自圖示的四個(gè)弦通路A-D(以及可 能其他的弦通路)的數(shù)據(jù)。由于凸緣，從圖3中的視圖隱藏的是與弦通路A-D對(duì)應(yīng)的四對(duì) 換能器。圖3僅示出第一測(cè)量子系統(tǒng)的圖示的四根弦的立面取向，并且不證明這些弦是平 行或者是共面的。圖4示出流量計(jì)100的俯視圖(外殼110、112、116和118未示出)，以圖示根據(jù)至 少一些實(shí)施例的第一測(cè)量子系統(tǒng)的弦的關(guān)系。具體地，(對(duì)應(yīng)于最上面的弦，弦A的)第一 對(duì)換能器108A和108B限定與管段102的中心線122成非垂直的角度θ的弦通路。(對(duì) 應(yīng)于中上的弦，弦B的)另一對(duì)換能器154Α和154Β限定相對(duì)于換能器108Α和108Β的弦 通路松散地形成“X”的形狀的弦通路，并且在有些實(shí)施例中，換能器154Α和154Β的弦通路 垂直于換能器108Α和108Β的弦通路。類似地，(對(duì)應(yīng)于中下的弦，弦C的)第三對(duì)換能器 156Α和156Β限定與換能器108Α和108Β的弦通路平行、但在中心通道中比換能器108Α和 108Β或換能器154Α和154Β的弦通路低的弦通路。由于圖示的管段102的曲率，所以在圖 4中未清楚示出的是(對(duì)應(yīng)于最下面的弦，弦D的)第四對(duì)換能器158(在圖1中示出的換 能器158B)，其限定與換能器口 154A和154B的弦通路平行的弦通路。將圖3和4聯(lián)系在一起，對(duì)于第一圖示的測(cè)量子系統(tǒng)，換能器的對(duì)被布置成使得與 弦A和B對(duì)應(yīng)的上面兩對(duì)換能器形成“X”的形狀，而與弦C和D對(duì)應(yīng)的下面兩對(duì)換能器也形 成“X”的形狀。弦A禾Π B是非平面的，弦C禾Π D是非平面的，弦A禾Π C平行，而弦B禾Π D平行。弦的其他布置也是可能的，例如，測(cè)量子系統(tǒng)所有的弦處在相同的垂直面中。第一測(cè)量 子系統(tǒng)確定在各弦A-D附近的氣體的速度，以獲得弦的流動(dòng)速度，并將弦的流動(dòng)速度結(jié)合， 以確定橫跨整個(gè)中心通道的平均流速。從中心通道的平均流速和已知的橫截面積，可由第 一測(cè)量系統(tǒng)確定在管段中、并因此在管道中流動(dòng)的氣體量。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向第二測(cè)量子系統(tǒng)，圖5示出了與第二測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)的流量計(jì)100的一 端的立面端視圖。圖5的流量測(cè)量子系統(tǒng)包括位于管段102內(nèi)變化的高度處的四個(gè)弦通路 E、F、G和H。具體地，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。每個(gè)弦通路E-H對(duì)應(yīng)于交替地作為發(fā)送器和接收器的換能器對(duì)。在圖5中還示 出的是儀表電子設(shè)備152，其獲取和處理來自圖示的四個(gè)弦通路E-H(以及可能其他的弦通 路)的數(shù)據(jù)。由于凸緣，從圖5中的視圖隱藏的是與弦通路E-H對(duì)應(yīng)的四對(duì)換能器。根據(jù) 至少一些實(shí)施例，弦E-H分別位于與弦A-D相同的高度，但在其他實(shí)施例中，弦E-H中的一 些弦或所有弦可位于與弦A-D不同的高度。此外，圖5僅示出第二測(cè)量子系統(tǒng)的圖示的的 四根弦的立面取向，并且不證明這些弦是平行或者是共面的。圖6示出流量計(jì)100的俯視圖(外殼110、112、116和118未示出)，以圖示用于 第二圖示的流量測(cè)量子系統(tǒng)的弦通路的關(guān)系的另一方面。具體地，(對(duì)應(yīng)于最上面的弦，弦 E的)第一對(duì)換能器114A和114B限定與管段102的中心線122成非垂直的角度θ的弦 通路。(對(duì)應(yīng)于中上的弦，弦F的)另一對(duì)換能器160Α和160Β限定相對(duì)于換能器114Α和 114Β的弦通路松散地形成“X”的形狀的弦通路。類似地，(對(duì)應(yīng)于中下的弦，弦G的)第 三對(duì)換能器162Α和162Β限定與換能器114Α和114Β的弦通路平行、但在中心通道中比換 能器114Α和114Β或換能器160Α和160Β的弦通路低的弦通路。由于圖示的管段102的曲 率，所以在圖6中未清楚示出的是(對(duì)應(yīng)于最下面的弦，弦H的)第四對(duì)換能器164(在圖 1中示出的換能器164A)，其限定與換能器口 160A和160B的弦通路平行的弦通路。將圖5和6聯(lián)系在一起，對(duì)于第二圖示的測(cè)量子系統(tǒng)，換能器對(duì)被布置成使得與弦 E和F對(duì)應(yīng)的上面兩對(duì)換能器形成“X”的形狀，而與弦G和H對(duì)應(yīng)的下面兩對(duì)換能器也形 成“X”的形狀。弦E禾Π F是非平面的，弦G禾Π H是非平面的，弦E和G平行，而弦F禾Π H平 行。弦的其他布置也是可能的，例如，所有的弦屬于相同的垂直面。第二測(cè)量子系統(tǒng)確定在 各弦E-H附近的氣體的速度，以獲得弦的流動(dòng)速度，并將弦的流動(dòng)速度結(jié)合，以確定橫跨整 個(gè)中心通道的平均流速。從中心通道的平均流速和已知的橫截面積，可由第二測(cè)量子系統(tǒng) 確定在管段中、并因此在管道中流動(dòng)的氣體量。圖4和6僅示出與被描述的測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)的換能器。圖7示出流量計(jì)100的俯 視圖(外殼110、112、116和118未示出)，以圖示測(cè)量子系統(tǒng)之間并根據(jù)至少一些實(shí)施例的 至少一些換能器對(duì)的關(guān)系。具體地，第一測(cè)量子系統(tǒng)包括換能器對(duì)108Α和108Β、換能器對(duì) 154Α和1MB、和在圖7中不可見的其他兩個(gè)換能器對(duì)。第二測(cè)量子系統(tǒng)包括換能器對(duì)114Α 和114Β、換能器對(duì)160Α和160Β、和在圖7中不可見的其他兩個(gè)換能器對(duì)。因此，在圖7所 示的實(shí)施例中，與最上面的弦(第一測(cè)量子系統(tǒng)的弦A和第二測(cè)量子系統(tǒng)的弦Ε)對(duì)應(yīng)的換 能器對(duì)位于管段102相同的軸向位置。同樣地，與中上的弦(第一測(cè)量子系統(tǒng)的弦B和第 二測(cè)量子系統(tǒng)的弦F)對(duì)應(yīng)的換能器對(duì)位于管段102相同的軸向位置。然而，其他布置也是 可能的，例如，第二測(cè)量子系統(tǒng)沿管段102軸向偏移。說明書現(xiàn)在轉(zhuǎn)向儀表電子設(shè)備。根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)具有分離且獨(dú)立的成套控制電子設(shè)備。返回簡(jiǎn)要地參考圖3和5，這些圖中總體的儀表電子設(shè)備152圖 解為兩個(gè)分離的控制電子設(shè)備152A和152B。圖8示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例與單個(gè)測(cè)量 子系統(tǒng)相關(guān)的控制電子設(shè)備152A。然而，應(yīng)理解的是，在每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)具有分離且獨(dú)立 的成套控制電子設(shè)備的實(shí)施例中，關(guān)于圖8的說明等價(jià)地適用于各測(cè)量子系統(tǒng)的控制電子 設(shè)備?？刂齐娮釉O(shè)備152A可處于電子設(shè)備外殼內(nèi)，該電子設(shè)備外殼耦聯(lián)至管段102。替代 性地，容納控制電子設(shè)備152A的電子設(shè)備外殼可等同地安裝在管段附近(即，在幾英尺之 內(nèi))?？刂齐娮釉O(shè)備152A在這些實(shí)施例中包括耦聯(lián)至數(shù)據(jù)采集板202的處理器板200。數(shù) 據(jù)采集板202繼而耦聯(lián)至用于測(cè)量子系統(tǒng)的換能器。具有分離的處理器板200和數(shù)據(jù)采集 板202可基于數(shù)據(jù)采集板202而位于需要板202真正安全的位置(即，以減小火花或其他 能量點(diǎn)燃?xì)怏w的可能)，而處理器板202位于真正安全的區(qū)域外。在其他實(shí)施例中，可將處 理器板200和數(shù)據(jù)采集板的功能并入單塊電子設(shè)備板。在處理器板200上存在有耦聯(lián)至隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 206、只讀存儲(chǔ)器 (ROM) 208、和多路通信端口(COM) 2IOA和2IOB的處理器204。處理器204是如下一種裝置， 在其中執(zhí)行程序，以便為特定的測(cè)量子系統(tǒng)控制通過中心通道的流體流動(dòng)的測(cè)量。R0M208 是一種非易失性存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)操作系統(tǒng)程序、以及實(shí)現(xiàn)測(cè)量流體流動(dòng)的程序。RAM206是用 于處理器204的工作存儲(chǔ)器，并且在執(zhí)行之前，可將一些程序和/或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)從R0M208復(fù) 制到RAM206。在替代性實(shí)施例中，可從R0M208直接訪問程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通信端口 210A 是如下一種機(jī)構(gòu)，儀表通過該機(jī)構(gòu)與其他裝置通信，諸如與流量計(jì)的其他測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān) 的控制電子設(shè)備、(可累加來自多個(gè)流量計(jì)的被測(cè)流量的)流量計(jì)算機(jī)、和/或數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)。盡管處理器204、RAM206、R0M208和通信端口 210被圖示為分離的裝置，但在替代性實(shí) 施例中使用一體地包括處理核心、RAM、ROM和通信端口的微控制器。處理器204還耦聯(lián)至并控制數(shù)據(jù)采集板202，以便穿過被測(cè)流體發(fā)送和接收聲信 號(hào)。具體地，處理器204通過COM端口 210B耦聯(lián)數(shù)據(jù)采集板。COM端口 210B如圖示地可 以是分離的COM端口，或者處理器板200可使用單個(gè)COM端口 210，以與其他裝置和數(shù)據(jù)采 集板202進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，處理器板200與數(shù)據(jù)采集板202之間的通信協(xié)議為 RS-485，但可等價(jià)地使用其他通信協(xié)議。通過圖示的COM端口 210B，處理器板200向數(shù)據(jù)采 集板202發(fā)送命令，諸如用于開始測(cè)量子系統(tǒng)的每個(gè)換能器對(duì)的順序啟動(dòng)的命令。數(shù)據(jù)采集板202包括耦聯(lián)至換能器驅(qū)動(dòng)器214、接收器216、和兩個(gè)多路復(fù)用器218 和220的狀態(tài)機(jī)212。狀態(tài)機(jī)212還分別通過控制線222和2M耦聯(lián)至多路控制器218和 220。根據(jù)至少一些實(shí)施例，狀態(tài)機(jī)212是具有多個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)，其以預(yù)定的序列啟動(dòng)測(cè) 量子系統(tǒng)的每個(gè)換能器對(duì)。狀態(tài)機(jī)212還接收和數(shù)字化入射到每個(gè)換能器上的聲信號(hào)，并 向處理器板200發(fā)送聲信號(hào)的數(shù)字表示。在一些實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)212被實(shí)現(xiàn)為在處理器 226上執(zhí)行的軟件(例如，存儲(chǔ)在R0M228中并從RAM230執(zhí)行的軟件)，而在其他實(shí)施例中， 狀態(tài)機(jī)212是專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。在有些實(shí)施例中，換能器驅(qū)動(dòng)器214包括振蕩器電路和放大器電路。在換能器驅(qū) 動(dòng)器214具有內(nèi)部振蕩器的實(shí)施例中，換能器驅(qū)動(dòng)器214產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)、將該信號(hào)放大至足 以驅(qū)動(dòng)換能器的信號(hào)強(qiáng)度、和相對(duì)于換能器提供阻抗匹配。在其他實(shí)施例中，換能器驅(qū)動(dòng)器 214從狀態(tài)機(jī)212或其他源接收預(yù)期頻率的交流(AC)信號(hào)、放大該信號(hào)并相對(duì)于換能器提 供阻抗匹配。接收器216同樣可具有許多形式。在有些實(shí)施例中，接收器216是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其獲取由換能器產(chǎn)生的表示接收到的聲能的模擬波形，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。 在有些情況下，接收器216在數(shù)字化之前或之后濾波和/或放大信號(hào)。然后，可將接收到的 信號(hào)的數(shù)字化版本轉(zhuǎn)到狀態(tài)機(jī)212，并可將接收到的信號(hào)的數(shù)字化版本轉(zhuǎn)到處理器板200。狀態(tài)機(jī)212有選擇地控制多路復(fù)用器218和220，以將每個(gè)換能器對(duì)的每個(gè)換能器 耦聯(lián)至換能器驅(qū)動(dòng)器214(以驅(qū)動(dòng)換能器從而產(chǎn)生聲信號(hào))和接收器216(以接收響應(yīng)于聲 能由換能器產(chǎn)生的電信號(hào))。在一些實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)212在測(cè)量周期的跨度(例如一秒) 之內(nèi)指導(dǎo)每個(gè)換能器對(duì)發(fā)送大約30個(gè)上游聲信號(hào)和30個(gè)下游聲信號(hào)。每個(gè)換能器對(duì)的上 游和下游聲信號(hào)組越多或越少，則相當(dāng)于使用越長(zhǎng)或越短的測(cè)量周期。仍然參考圖8，并具體關(guān)注作為所有換能器對(duì)的代表的換能器對(duì)108A和108B。出 于該討論的目的，換能器108A為發(fā)送換能器，而換能器108B為接收換能器；然而，在實(shí)際操 作中，這些角色可交替地改變。在狀態(tài)機(jī)212的控制下，換能器驅(qū)動(dòng)器214通過多路復(fù)用器 218和220耦聯(lián)至換能器108A。由換能器驅(qū)動(dòng)器214產(chǎn)生和/或放大的電信號(hào)傳播至換能 器108A中的壓電元件，并刺激換能器108A中的壓電元件，而換能器108A繼而產(chǎn)生聲信號(hào)。 聲信號(hào)在被測(cè)流體中穿過換能器108A與換能器108B之間的距離。為了繪圖方便起見，換 能器108A和108B未對(duì)準(zhǔn)，但在操作中，如圖4所圖解地，該對(duì)大致同軸。在聲信號(hào)于換能 器108A與換能器108B之間的傳輸時(shí)間期間，狀態(tài)機(jī)212改變多路復(fù)用器218和220的構(gòu) 造，以將換能器108B耦聯(lián)至接收器216。換能器108B接收聲能(S卩，聲信號(hào)和噪聲信號(hào))， 并且與接收到的聲能對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳播至接收器216。其后，發(fā)送器和接收器的角色反轉(zhuǎn)， 并且該過程在諸如換能器154A和154B的下一換能器對(duì)上重新開始。在一些實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)212還實(shí)現(xiàn)寄存器或計(jì)數(shù)器234。計(jì)數(shù)器在基于預(yù)定的時(shí) 隙進(jìn)行換能器的啟動(dòng)的實(shí)施例(以下進(jìn)一步論述)中開始起作用。計(jì)數(shù)器周期性地(例如 每毫秒)更新，并基于計(jì)數(shù)器，數(shù)據(jù)采集板202在相應(yīng)的時(shí)隙中啟動(dòng)換能器對(duì)。盡管計(jì)數(shù)器 234示出為狀態(tài)機(jī)212的一部分，但在其他實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn)為在數(shù)據(jù)采集板212上 的寄存器，其通過狀態(tài)機(jī)212或其他硬件周期性地更新。在狀態(tài)機(jī)212實(shí)現(xiàn)為軟件的實(shí)施 例中，計(jì)數(shù)器234可以是軟件的一部分，或者計(jì)數(shù)器可以是處理器226的寄存器。狀態(tài)機(jī)212向處理器板200發(fā)送接收的聲信號(hào)的數(shù)字表示，和何時(shí)發(fā)射每個(gè)聲信 號(hào)的指示。在有些情況下，將何時(shí)發(fā)射每個(gè)信號(hào)的指示和數(shù)字表示結(jié)合成同一基于分組的 消息?；趶臄?shù)據(jù)采集板202提供的信息，處理器204確定每個(gè)接收到的聲信號(hào)的到達(dá)時(shí) 間(例如，初始運(yùn)動(dòng)為具體的零交點(diǎn))、并確定聲信號(hào)的傳播時(shí)間。在每個(gè)測(cè)量周期(例如 一秒)期間，不僅對(duì)于上游和下游激勵(lì)(upstream and downstream firings)、而且對(duì)于子 系統(tǒng)的每個(gè)弦重復(fù)為每個(gè)激勵(lì)(firing)接收信息和確定傳播時(shí)間的過程?；诖_定的數(shù) 據(jù)，由處理器204計(jì)算在每個(gè)弦附近的流動(dòng)速度，由處理器204計(jì)算平均流速，并基于管段 102的橫截面積由處理器204計(jì)算對(duì)于測(cè)量周期通過儀表的流量。在有些情形下，來自第一測(cè)量子系統(tǒng)的聲信號(hào)可與來自第二測(cè)量子系統(tǒng)的聲信號(hào) 干涉，從而在所測(cè)流動(dòng)中引起差異。例如，由第一換能器發(fā)射的聲信號(hào)不僅沿弦橫跨被測(cè)流 體傳播，而且類似于從聚焦鏡展開的手電光束地當(dāng)能量沿弦傳播時(shí)圓形地展開。在有些情 況下，由于束的寬度和被測(cè)流體的流動(dòng)，所以由第一測(cè)量子系統(tǒng)的換能器發(fā)射的聲信號(hào)可 能撞擊到第二測(cè)量子系統(tǒng)的換能器，從而引起錯(cuò)誤信號(hào)。作為另一示例，盡管由換能器產(chǎn)生 的聲能的大部分被分給被測(cè)流體，但由換能器產(chǎn)生的一些聲能仍耦聯(lián)至管段102。在大多數(shù)情況下，聲信號(hào)在管段102的金屬結(jié)構(gòu)中的傳播速度顯著比通過被測(cè)流體的速度快，并因 此在管段102中由第一測(cè)量子系統(tǒng)的換能器的激勵(lì)所引起的寄生聲能可由第二測(cè)量子系 統(tǒng)的換能器接收，從而引起錯(cuò)誤信號(hào)。為了減小或消除測(cè)量子系統(tǒng)之間的干擾，根據(jù)各種實(shí)施例的流量計(jì)協(xié)調(diào)換能器對(duì) 的啟動(dòng)。協(xié)調(diào)可具有許多形式和變化的精密等級(jí)。通過測(cè)量子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)的討論開始于 用于交換同步信號(hào)的圖示系統(tǒng)，然后轉(zhuǎn)向同步的圖示實(shí)施例。圖9示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的控制電子設(shè)備152。具體地，控制電子設(shè)備152 包括用于第一測(cè)量子系統(tǒng)的處理器板200A和數(shù)據(jù)采集板202A、和用于第二測(cè)量子系統(tǒng)的 處理器板200B和數(shù)據(jù)采集板202B。在圖9的實(shí)施例中，信號(hào)線250耦聯(lián)在數(shù)據(jù)采集板202 之間，并且在數(shù)據(jù)采集板202之間通過信號(hào)線250交換同步信號(hào)。圖10也示出了其中每個(gè) 測(cè)量子系統(tǒng)包括處理器板200和數(shù)據(jù)采集板202的實(shí)施例；然而，在圖10中，通過耦聯(lián)在用 于第一測(cè)量子系統(tǒng)的處理器板200A與用于第二測(cè)量子系統(tǒng)的處理器板200B之間的信號(hào)線 252，在測(cè)量子系統(tǒng)之間交換同步信號(hào)。圖11示出了控制電子設(shè)備152的實(shí)施例，其中，第一測(cè)量子系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集板 202A，并且第二數(shù)據(jù)采集板具有數(shù)據(jù)采集板202B，但控制電子設(shè)備152僅具有耦聯(lián)至并控 制兩數(shù)據(jù)采集板的一個(gè)處理器板200。然而，在圖11的實(shí)施例中，信號(hào)線250耦聯(lián)在數(shù)據(jù) 采集板202之間，并且在數(shù)據(jù)采集板202之間通過信號(hào)線250交換同步信號(hào)。圖12也示出 了如下實(shí)施例，其中每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)具有分離的數(shù)據(jù)采集板202，但控制電子設(shè)備152具有 耦聯(lián)至每個(gè)數(shù)據(jù)采集板202的單個(gè)處理器板200。然而，在圖12的實(shí)施例中，通過處理器 板200在數(shù)據(jù)采集板202之間交換同步信號(hào)，并因此在數(shù)據(jù)采集板202之間不存在分離的 信號(hào)線。圖13示出了每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)具有其自身的處理器板200和數(shù)據(jù)采集板202的實(shí) 施例；然而，在圖13的實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)采集板之間交換的同步信號(hào)通過另一裝置流動(dòng)。如 圖13所圖解地，同步信號(hào)流過耦聯(lián)至每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)的處理器板200的流量計(jì)算機(jī)256，但 同步信號(hào)可流過諸如監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)的任何上游裝置。圖14也示出了在其 中每個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)包括處理器板200和數(shù)據(jù)采集板202的實(shí)施例；然而，在圖14中，通過計(jì) 算機(jī)網(wǎng)絡(luò)258(例如，以太網(wǎng))耦聯(lián)處理器板200，并且在數(shù)據(jù)采集板之間交換的同步信號(hào)流 過處理器板200和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)258。說明書現(xiàn)在轉(zhuǎn)向測(cè)量子系統(tǒng)之間的同步的圖示示例。很像用于同步信號(hào)的交換的 不同物理實(shí)施例，測(cè)量子系統(tǒng)之間的換能器對(duì)的啟動(dòng)的協(xié)調(diào)可具有許多形式。出于討論的 目的，協(xié)調(diào)被分解成通過主測(cè)量子系統(tǒng)的控制、以及在預(yù)定的時(shí)隙內(nèi)的每個(gè)子系統(tǒng)的激勵(lì) (利用時(shí)基協(xié)調(diào))。首先討論通過主測(cè)量子系統(tǒng)的控制。在一些實(shí)施例中，測(cè)量子系統(tǒng)的一個(gè)測(cè)量子系統(tǒng)指定為主測(cè)量子系統(tǒng)，而其余的 測(cè)量子系統(tǒng)指定為次測(cè)量子系統(tǒng)。主測(cè)量子系統(tǒng)的選擇可以是預(yù)定的，或者測(cè)量子系統(tǒng)可 通過諸如隨機(jī)數(shù)生成或基于每個(gè)子系統(tǒng)的序號(hào)在它們之中選擇主測(cè)量子系統(tǒng)。不考慮選擇 主測(cè)量子系統(tǒng)所通過的確切機(jī)制，與主測(cè)量子系統(tǒng)的換能器對(duì)的每個(gè)啟動(dòng)同時(shí)地，主測(cè)量 子系統(tǒng)向次測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送同步信號(hào)。次測(cè)量子系統(tǒng)接收同步信號(hào)，并啟動(dòng)對(duì)同步信號(hào)起 反應(yīng)的次測(cè)量子系統(tǒng)的換能器對(duì)。在有些實(shí)施例中，測(cè)量子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)導(dǎo)致在任一時(shí) 刻在流量計(jì)100上僅啟動(dòng)單個(gè)換能器對(duì)。在其他實(shí)施例中，協(xié)調(diào)可包括在任一時(shí)刻僅一個(gè)換能器發(fā)射聲信號(hào)，但在一個(gè)聲信號(hào)在傳送(flight)中的同時(shí)可出現(xiàn)另一聲信號(hào)的發(fā)射。 在另外的其他實(shí)施例中，協(xié)調(diào)可包括同時(shí)的激勵(lì)，但是其用于在不同的高度的換能器，使得 不會(huì)產(chǎn)生干擾。圖15示出了根據(jù)利用主/次系統(tǒng)的至少一些實(shí)施例的時(shí)序圖。具體地，如方框 1500所示，主測(cè)量子系統(tǒng)啟動(dòng)換能器對(duì)(在這種情況下，由一個(gè)換能器發(fā)射聲信號(hào))。如方 框1502所示，與所述啟動(dòng)同時(shí)地，第一測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送同步信號(hào)。同步信號(hào)的發(fā)送可通過 上述任何機(jī)構(gòu)。如時(shí)間跨度1504和方框1506所示，第二測(cè)量子系統(tǒng)接收同步信號(hào)并在同 步信號(hào)的接收之后的預(yù)定時(shí)間量啟動(dòng)換能器對(duì)(在這種情況下，發(fā)射聲信號(hào))。在圖15的 圖示情況下，如方框1508處由第一測(cè)量子系統(tǒng)的聲信號(hào)的接收所示，設(shè)定預(yù)定的延遲，使 得第二測(cè)量子系統(tǒng)的換能器的聲信號(hào)的發(fā)射在由第一測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)射的聲信號(hào)的傳送時(shí) 間期間。如方框1510所圖解地，一段時(shí)間以后，接收由第二測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)射的聲信號(hào)。參考圖16，在其他實(shí)施例中，主測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送同步信號(hào)，以更直接地控制次測(cè)量 子系統(tǒng)中的換能器對(duì)的啟動(dòng)。具體地，如方框1600所示，主測(cè)量子系統(tǒng)啟動(dòng)換能器對(duì)(在 這種情況下，發(fā)射聲信號(hào))。與所述啟動(dòng)同時(shí)地(具體地，在聲信號(hào)的發(fā)射與接收之間)，并 且在主測(cè)量子系統(tǒng)要求次測(cè)量子系統(tǒng)啟動(dòng)換能器對(duì)的時(shí)間點(diǎn)處，主測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送同步信 號(hào)。在圖16的情況下，如方框1602所示，在來自第一測(cè)量子系統(tǒng)的換能器的聲信號(hào)的傳送 時(shí)間期間，發(fā)送同步信號(hào)。同步信號(hào)的發(fā)送可通過上述任何機(jī)構(gòu)。如方框1604所示，基于 來自主測(cè)量子系統(tǒng)的命令，次測(cè)量子系統(tǒng)立即啟動(dòng)換能器對(duì)(在這種情況下發(fā)射聲信號(hào))。 其后，接收由第一測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)射的聲信號(hào)(方框1606)，然后接收由第二測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)射 的聲信號(hào)(方框1608)。在到目前為止所描述的同步的實(shí)施例中，需要由同步信號(hào)承載非常少的信息。具 體地，同步信號(hào)可以是單個(gè)布爾值，因此信號(hào)線(圖9和11)可以是單線(具有共用地)，或 者可能是雙導(dǎo)體雙絞線電纜。此外，如果通過單個(gè)或多個(gè)處理器板(圖10和1 來輸送同 步信號(hào)，同步信號(hào)再一次可以是單個(gè)布爾值。在同步信號(hào)是基于分組消息的一部分的實(shí)施 例中(例如圖13或14)，則消息的數(shù)據(jù)有效載荷可承載該布爾值，或者僅僅消息被接收的事 實(shí)(不考慮有效載荷，即使存在有的話)就可表示同步信號(hào)。在到目前為止所討論的實(shí)施例中，在主測(cè)量子系統(tǒng)可控制次測(cè)量子系統(tǒng)中的換能 器對(duì)的啟動(dòng)的時(shí)序的同時(shí)，主測(cè)量子系統(tǒng)不控制啟動(dòng)次測(cè)量子系統(tǒng)的哪個(gè)換能器對(duì)。在替 代性實(shí)施例中，主測(cè)量子系統(tǒng)不僅控制時(shí)序，而且控制啟動(dòng)次測(cè)量子系統(tǒng)的哪個(gè)換能器對(duì)。 在主測(cè)量子系統(tǒng)控制啟動(dòng)哪個(gè)換能器或換能器對(duì)的實(shí)施例中，同步信號(hào)可多于單個(gè)布爾 值，并且實(shí)際上可包括多個(gè)值，以識(shí)別啟動(dòng)哪個(gè)特定的換能器或換能器對(duì)(例如，換能器Al 可與值000相關(guān)，換能器A2可與值001相關(guān)，等等)?？稍谛盘?hào)線上編碼多個(gè)布爾值(圖9 和11)。此外，如果通過單個(gè)或多個(gè)處理器板(圖10和1 輸送同步信號(hào)，同步信號(hào)再一 次可以是在信號(hào)線上編碼的多個(gè)布爾值。在同步信號(hào)是基于分組消息的一部分的實(shí)施例中 (例如圖13或14)，則消息的數(shù)據(jù)有效載荷可承載識(shí)別待啟動(dòng)的換能器對(duì)的多個(gè)布爾值。討論現(xiàn)在轉(zhuǎn)向基于預(yù)定的時(shí)隙內(nèi)的換能器對(duì)的啟動(dòng)的同步。具體地，在時(shí)隙實(shí)施 例中，每個(gè)數(shù)據(jù)采集板202實(shí)現(xiàn)作為時(shí)間確定的基礎(chǔ)的計(jì)數(shù)器234 (圖8)?；谟杀４嬖谟?jì) 算器234中的時(shí)基確定的預(yù)定時(shí)隙來啟動(dòng)每個(gè)換能器或換能器對(duì)。例如，圖17示出了基于 時(shí)隙來激勵(lì)換能器的實(shí)施例的時(shí)序圖。圖17示出了八個(gè)時(shí)隙(指定的時(shí)隙1至?xí)r隙8)。在第一時(shí)隙內(nèi)，第一測(cè)量子系統(tǒng)(具有圖示地標(biāo)記的弦A、B、C和D)沿由換能器對(duì)限定的 弦A發(fā)射和接收聲信號(hào)(指示為Al，方框1700)，同樣地，第二測(cè)量子系統(tǒng)(具有圖示地標(biāo) 記的弦E、F、G和H)沿由換能器對(duì)限定的弦E發(fā)射和接收聲信號(hào)(指示為E1，方框1702)。 因此，除了沒有交換同步信號(hào)以指定地識(shí)別第二測(cè)量子系統(tǒng)的啟動(dòng)之外，時(shí)隙一(或者就 此而言為任一時(shí)隙)與相對(duì)于圖15或16示出的測(cè)量子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)類似。在下一圖示 的時(shí)隙，即，時(shí)隙二中，第一測(cè)量子系統(tǒng)沿弦A在相反的方向上發(fā)射和接收聲信號(hào)(指示為 A2，方框1704)，同樣地，第二測(cè)量子系統(tǒng)沿弦E在相反的方向上發(fā)射和接收聲信號(hào)(指示為 E2，方框1706)。該過程在每個(gè)時(shí)隙并且對(duì)于每個(gè)換能器對(duì)繼續(xù)，從而以在沿弦D發(fā)射聲信 號(hào)的圖示的圖17的時(shí)隙八(指示為D2，方框1708)和沿弦H發(fā)射聲信號(hào)的圖示的圖17的 時(shí)隙八(指示為H2，方框1710)的情況下結(jié)束。圖17的時(shí)序圖僅是說明性的，并且可等同 地使用在時(shí)隙內(nèi)啟動(dòng)換能器的任何模式。在基于時(shí)隙的各種實(shí)施例中，盡管每個(gè)數(shù)據(jù)采集板202具有其自身的計(jì)數(shù)器234， 即使計(jì)數(shù)器234在加電時(shí)以相同的值開始，時(shí)鐘頻率中稍微的差異也可導(dǎo)致測(cè)量子系統(tǒng)之 間的時(shí)隙的失準(zhǔn)。為了解決這樣的擔(dān)憂，利用時(shí)隙的實(shí)施例周期性地交換同步信號(hào)。在這 些實(shí)施例中的同步信號(hào)校準(zhǔn)或大致校準(zhǔn)計(jì)數(shù)器234，而不是直接指示換能器的啟動(dòng)。例如， 在收到同步信號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)采集板234就可將計(jì)數(shù)器設(shè)定至預(yù)定的值(例如零)。在同步信號(hào) 將計(jì)數(shù)器觸發(fā)至預(yù)定的值的實(shí)施例中，同步信號(hào)可以是如上所述被遞送的布爾值，或者信 號(hào)可以僅僅是作為基于分組消息的同步信號(hào)的接收。在其他實(shí)施例中，同步信號(hào)本身承載每個(gè)計(jì)數(shù)器所應(yīng)設(shè)定至的值的指示。例如，沿 圖示的信號(hào)線250發(fā)送的同步信號(hào)可包括直接或間接地指示待放置于計(jì)數(shù)器中的值的一 系列布爾值。在其他實(shí)施例中，在基于分組消息的形式的同步信號(hào)中，待放置于計(jì)數(shù)器中的 值可被承載作為有效載荷。在利用時(shí)隙實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，在由與計(jì)數(shù)器相關(guān)的時(shí)鐘系統(tǒng)的精確度來設(shè)定周期 的情況下，僅需要周期性地同步計(jì)數(shù)器。如果每個(gè)數(shù)據(jù)采集板上的時(shí)鐘系統(tǒng)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間保 持充分地校準(zhǔn)，則僅需要每周或每隔幾天交換同步信號(hào)。另一方面，如果在計(jì)數(shù)器之間很快 地形成差異的情況下，則可每隔幾小時(shí)或幾分鐘交換同步信號(hào)。然而，在各種實(shí)施例中，與 計(jì)數(shù)器相關(guān)的時(shí)鐘系統(tǒng)一旦被足夠精確地校準(zhǔn)，則不必比測(cè)量周期(例如一秒)更頻繁地 發(fā)送同步信號(hào)。在測(cè)量子系統(tǒng)之間發(fā)信號(hào)進(jìn)行同步可以以測(cè)量子系統(tǒng)中的一個(gè)測(cè)量子系統(tǒng) 為源，或者同步信號(hào)可來自耦聯(lián)至流量計(jì)的諸如流量計(jì)算機(jī)或SCADA系統(tǒng)的其他源。圖18示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的方法。具體地，(在方框1800處)該方法開 始，并繼續(xù)以操作流量計(jì)的第一測(cè)量子系統(tǒng)，該第一測(cè)量子系統(tǒng)包括耦聯(lián)至管段的第一多 個(gè)換能器對(duì)(方框1804)。該方法還包括操作流量計(jì)的第二測(cè)量子系統(tǒng)，該第二測(cè)量子系統(tǒng) 包括耦聯(lián)至管段的第二多個(gè)換能器對(duì)(方框1808)。最后，該方法包括在第一與第二測(cè)量子 系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)換能器對(duì)的啟動(dòng)(方框1812)，并且(在方框1816處)該方法結(jié)束。根據(jù)在此提供的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能容易地將如所描述地形成的軟件與合 適的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)硬件結(jié)合，以根據(jù)各種實(shí)施例形成流量計(jì)和/或流量測(cè)量子部件， 以形成用于實(shí)施各種實(shí)施例的方法的系統(tǒng)或部件、和/或形成用于存儲(chǔ)軟件程序的計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的方法方面。以上的討論應(yīng)理解為本發(fā)明的原理和各種實(shí)施例的說明。一旦充分地理解以上公開，則許多的變體和變型將對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得明顯。所附的權(quán)利要求應(yīng)被理解為意 在包含所有這些變體和變型。
權(quán)利要求
1.一種流量計(jì)，包括管段，所述管段限定中心通道；第一多個(gè)換能器對(duì)，所述第一多個(gè)換能器對(duì)機(jī)械地耦聯(lián)至所述管段； 第一控制電子設(shè)備，所述第一控制電子設(shè)備電耦聯(lián)至所述第一多個(gè)換能器對(duì)，所述第 一控制電子設(shè)備被構(gòu)造成有選擇地啟動(dòng)所述第一多個(gè)換能器對(duì)的每個(gè)換能器對(duì)； 第二多個(gè)換能器對(duì)，所述第二多個(gè)換能器對(duì)機(jī)械地耦聯(lián)至所述管段； 第二控制電子設(shè)備，所述第二控制電子設(shè)備不同于所述第一控制電子設(shè)備，所述第二 控制電子設(shè)備電耦聯(lián)至所述第二多個(gè)換能器對(duì)，所述第二控制電子設(shè)備被構(gòu)造成有選擇地 啟動(dòng)所述第二多個(gè)換能器對(duì)的每個(gè)換能器對(duì)；所述第一和第二控制電子設(shè)備被通信地耦聯(lián)，并且被構(gòu)造成用于協(xié)調(diào)它們相應(yīng)的換能 器對(duì)的啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，進(jìn)一步 所述第一控制電子設(shè)備包括第一數(shù)據(jù)采集板，所述第一數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成用于控制所述第一多個(gè)換能器對(duì)的啟動(dòng)；所述第二控制電子設(shè)備包括第二數(shù)據(jù)采集板，所述第二數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成用于控制所述第二多個(gè)換能器對(duì)的啟動(dòng)；所述第一和第二數(shù)據(jù)采集板通過信號(hào)線的方式而通信地耦聯(lián)，并且所述第一數(shù)據(jù)采集 板被構(gòu)造成在換能器對(duì)的每次啟動(dòng)的時(shí)間附近，向所述第二數(shù)據(jù)采集板發(fā)送同步信號(hào)；以 及所述第二數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成基于所述同步信號(hào)來啟動(dòng)換能器對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量計(jì)，還包括所述第一采集板被構(gòu)造成在聲信號(hào)在所述第一多個(gè)換能器對(duì)的換能器對(duì)之間的傳送 期間，發(fā)送所述同步信號(hào)；以及所述第二采集板被構(gòu)造成在接收所述同步信號(hào)時(shí)，從所述第二多個(gè)換能器對(duì)的換能器發(fā)射聲信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流量計(jì)，其中，所述第一采集板被構(gòu)造成發(fā)送所述同步信號(hào)， 所述同步信號(hào)識(shí)別所述第二采集板應(yīng)從哪個(gè)換能器發(fā)射聲信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量計(jì)，還包括所述第一采集板被構(gòu)造成與從所述第一多個(gè)換能器對(duì)的換能器對(duì)發(fā)射聲信號(hào)的同時(shí) 發(fā)送所述同步信號(hào)；以及所述第二采集板被構(gòu)造成在所述同步信號(hào)的接收之后的預(yù)定量的時(shí)間處，從所述第二 多個(gè)換能器對(duì)的換能器發(fā)射聲信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流量計(jì)，其中，所述第一采集板被構(gòu)造成發(fā)送所述同步信號(hào)， 所述同步信號(hào)識(shí)別所述第二采集板應(yīng)從哪個(gè)換能器發(fā)射聲信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量計(jì)，進(jìn)一步所述第一控制電子設(shè)備還包括包含第一處理器的第一處理器板，所述第一處理器板耦 聯(lián)至所述第一數(shù)據(jù)采集板并且被構(gòu)造成從所述第一數(shù)據(jù)采集板接收所接收到的聲信號(hào)的表示；以及所述第二控制電子設(shè)備還包括包含第二處理器的第二處理器板，所述第二處理器板耦 聯(lián)至所述第二數(shù)據(jù)采集板并且被構(gòu)造成從所述第二數(shù)據(jù)采集板接收所接收到的聲信號(hào)的表不。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量計(jì)，還包括耦聯(lián)至所述第一和第二數(shù)據(jù)采集板的處理 器，所述處理器被構(gòu)造成從所述第一和第二數(shù)據(jù)采集板接收所接收到的聲信號(hào)的表示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，進(jìn)一步 所述第一控制電子設(shè)備包括第一數(shù)據(jù)采集板，所述第一數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成控制所述第一多個(gè)換能器對(duì)的啟動(dòng)； 所述第一數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成在相應(yīng)的預(yù)定時(shí)隙中啟動(dòng)所述第一多個(gè)換能器對(duì)的每 個(gè)換能器對(duì)，所述時(shí)隙是基于第一計(jì)數(shù)器的值而確定的； 所述第二控制電子設(shè)備包括第二數(shù)據(jù)采集板，所述第二數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成控制所述第二多個(gè)換能器對(duì)的啟動(dòng)； 所述第二數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成在相應(yīng)的預(yù)定時(shí)隙中啟動(dòng)所述第二多個(gè)換能器對(duì)的每 個(gè)換能器對(duì)，所述時(shí)隙是基于第二計(jì)數(shù)器的值而確定的；所述第一數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成周期性地向所述第二數(shù)據(jù)采集板發(fā)送同步信號(hào)，而所述 第二數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成基于所述同步信號(hào)將所述第二計(jì)數(shù)器與所述第一計(jì)數(shù)器大致校 準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流量計(jì)，其中，當(dāng)所述第二控制電子設(shè)備大致校準(zhǔn)時(shí)，所述 第二控制電子設(shè)備被構(gòu)造成以下至少一種情形將所述第二計(jì)數(shù)器設(shè)定至預(yù)定值；以及將 所述第二計(jì)數(shù)器設(shè)定至在所述同步信號(hào)中指示的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，進(jìn)一步 所述第一控制電子設(shè)備包括第一處理器板，所述第一處理器板包括第一處理器；第一數(shù)據(jù)采集板，所述第一數(shù)據(jù)采集板耦聯(lián)至所述第一處理器，所述第一數(shù)據(jù)采集板 被構(gòu)造成用于控制所述第一多個(gè)換能器對(duì)的啟動(dòng)；所述第一數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成在相應(yīng)的預(yù)定時(shí)隙中啟動(dòng)所述第一多個(gè)換能器對(duì)的每 個(gè)換能器對(duì)，所述時(shí)隙是基于第一計(jì)數(shù)器的值而確定的； 所述第二控制電子設(shè)備包括 第二處理器板，所述第二處理器板包括第二處理器；第二數(shù)據(jù)采集板，所述第二數(shù)據(jù)采集板耦聯(lián)至所述第二處理器，所述第二數(shù)據(jù)采集板 被構(gòu)造成用于控制所述第二多個(gè)換能器對(duì)的啟動(dòng)；所述數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成在相應(yīng)的預(yù)定時(shí)隙中啟動(dòng)所述第二多個(gè)換能器對(duì)的每個(gè)換 能器對(duì)，所述時(shí)隙是基于第二計(jì)數(shù)器的值而確定的；所述第一處理器被構(gòu)造成周期性地向所述第二處理器發(fā)送同步信號(hào)，而所述第二數(shù)據(jù) 采集板被構(gòu)造成基于所述同步信號(hào)將所述第二計(jì)數(shù)器與所述第一計(jì)數(shù)器大致校準(zhǔn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流量計(jì)，其中，當(dāng)所述第二數(shù)據(jù)采集板大致校準(zhǔn)時(shí)，所述第 二數(shù)據(jù)采集板被構(gòu)造成以下至少一種情形將所述第二計(jì)數(shù)器設(shè)定至預(yù)定值；以及將所述 第二計(jì)數(shù)器設(shè)定至在所述同步消息中指示的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流量計(jì)，其中，當(dāng)所述第一處理器進(jìn)行發(fā)送時(shí)，所述第一處 理器還被構(gòu)造成向所述第二處理器發(fā)送所述同步信號(hào)作為基于分組的消息。
14.一種方法，包括操作流量計(jì)的第一測(cè)量子系統(tǒng)，所述第一測(cè)量子系統(tǒng)包括耦聯(lián)至管段的第一多個(gè)換能 器對(duì)；操作所述流量計(jì)的第二測(cè)量子系統(tǒng)，所述第二測(cè)量子系統(tǒng)包括耦聯(lián)至所述管段的第二 多個(gè)換能器對(duì)；以及在所述第一與第二儀表子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)換能器對(duì)的啟動(dòng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，協(xié)調(diào)還包括在與所述第一測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)的 第一控制電子設(shè)備和與所述第二測(cè)量子系統(tǒng)相關(guān)的第二控制電子設(shè)備之間發(fā)送信號(hào)，其 中，所述第二控制電子設(shè)備不同于所述第一控制電子設(shè)備。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，協(xié)調(diào)還包括與換能器對(duì)的每次啟動(dòng)同時(shí)地，從所述第一測(cè)量子系統(tǒng)向所述第二測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送布 爾值；以及基于單個(gè)布爾值的接收，由所述第二測(cè)量子系統(tǒng)啟動(dòng)換能器對(duì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，啟動(dòng)還包括在接收到所述單個(gè)布爾值時(shí)，由所 述第二測(cè)量子系統(tǒng)啟動(dòng)所述換能器對(duì)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，啟動(dòng)還包括在接收到所述單個(gè)布爾值之后的 預(yù)定量的時(shí)間處進(jìn)行啟動(dòng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，協(xié)調(diào)還包括與換能器對(duì)的每次啟動(dòng)同時(shí)地，從所述第一測(cè)量子系統(tǒng)向所述第二測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送指 示待激勵(lì)的換能器對(duì)的值；以及基于所述值的接收，由所述第二測(cè)量子系統(tǒng)啟動(dòng)換能器對(duì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步其中，操作所述第一測(cè)量子系統(tǒng)還包括基于由所述第一測(cè)量子系統(tǒng)保持的時(shí)基，在相 應(yīng)的時(shí)隙中啟動(dòng)所述第一測(cè)量子系統(tǒng)的每個(gè)換能器對(duì)；其中，操作所述第二測(cè)量子系統(tǒng)還包括基于由所述第二測(cè)量子系統(tǒng)保持的時(shí)基，在相 應(yīng)的時(shí)隙中啟動(dòng)所述第二測(cè)量子系統(tǒng)的每個(gè)換能器對(duì)；其中，協(xié)調(diào)還包括從所述第一測(cè)量子系統(tǒng)向所述第二測(cè)量子系統(tǒng)發(fā)送同步信號(hào)；以及基于所述同步信號(hào)，將由所述第二測(cè)量子系統(tǒng)保持的所述時(shí)基與所述第一測(cè)量子系統(tǒng) 保持的所述時(shí)基校準(zhǔn)。
全文摘要
流量計(jì)的測(cè)量子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。至少一些說明性實(shí)施例是如下的流量計(jì)，其包括限定中心通道的管段；機(jī)械地耦聯(lián)至管段的第一多個(gè)換能器對(duì)；電耦聯(lián)至第一多個(gè)換能器對(duì)的第一控制電子設(shè)備(第一控制電子設(shè)備被構(gòu)造成有選擇地啟動(dòng)第一多個(gè)換能器對(duì)中的每個(gè)換能器對(duì))；機(jī)械地耦聯(lián)至管段的第二多個(gè)換能器對(duì)；和不同于第一控制電子設(shè)備的第二控制電子設(shè)備(第二控制電子設(shè)備電耦聯(lián)至第二多個(gè)換能器對(duì)，第二控制電子設(shè)備被構(gòu)造成有選擇地啟動(dòng)第二多個(gè)換能器對(duì)中的每個(gè)換能器對(duì))。第一和第二控制電子設(shè)備被通信地耦聯(lián)，并且被構(gòu)造成用于協(xié)調(diào)它們相應(yīng)的換能器對(duì)的啟動(dòng)。
文檔編號(hào)G01F1/60GK102047080SQ200980119167
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者基思·V·格羅舍爾, 小亨利·C·斯特勞布 申請(qǐng)人:丹尼爾度量和控制公司