專利名稱：：局部形成的流動剖面的多路徑超聲波流量計量方法和系統的制作方法
技術領域：
：本發明大致涉及一種流量測量的方法和系統，具體地，實施例涉及與局部形成的流動剖面的多路徑超聲波流量計量。
背景技術：
：在涉及流體的流動的工業中，經常需要流量的精確計量。例如，在石油和天然氣工業中，在密閉輸送(所有權的轉移，例如在原油裝載和卸載站處)、泄漏檢查和過程控制應用中需要精確的流量計量。傳統的流量計量技術包括渦輪流量計和容積式流量計。近來，多路徑超聲波流量計由于它們超過傳統技術的優點而贏得在該市場中的份額。這些優點包括由于在這些超聲波流量計中不使用活動部件而帶來的、良好的長期重復性、對諸如速度和壓力的更少敏感性、更好的開盒(open-box)精度、更寬的線性范圍、和更低的維修成本。在典型的運行中，超聲波流量計使用變速器以發射超聲波束到流動流體中，并且超聲波能量由第二變速器接收。攜帶超聲波的流改變波的頻率(多普勒效應)和傳播時間(速度疊加)，并且可以測量這兩個量以確定流量。基于這些原則，兩個主要超聲波流量計量技術包括多普勒效應法和傳播時間法。在流量計的一些配置中，變速器夾緊在管的外壁上。為實現更好的測量精度，變速器可選擇性地布置在管壁內，并且這樣的變速器被稱作“濕”變速器。已研發了一些測量側面的方法，絕大多數基于多普勒技術(例如，美國專利No.6,067,861，美國專利No.6,378,357)。然而，多普勒(Dopler)信號非常依賴顆粒的大小和濃度，所述顆粒的大小和濃度會變化并導致不良的重復性。業界廣泛認為只有與濕變速器相結合的多路徑傳播時間流量計可用于上述高精度應用。完善地確立了傳播時間超聲波計量的規則。根據美國石油組織(API)標準(APIH00008，ManualofPetroleumMeasurementStandards，MeasurementofLiquidHrdrocarbonsbyUltrasonicFlowmetersUsingTransitTime)，沿超聲波路徑的平均速度可自以下公式得出Vi=L2cosθ*t2-t1t1*t2---(1)]]>其中Vi是對于路徑i的路徑平均流動速度(即，沿具體超聲波路徑的平均速度)，L是超聲波路徑的長度，θ是超聲波路徑和流體速度向量之間的夾角，而t1和t2分別是順流動方向和逆流動方向的超聲波傳播時間。應當說明的是，所測量的路徑平均速度Vi不同于流動平均速度Vavg，后者是在流動橫截面上所求得的速度。Vi是使用公式(1)從超聲波傳播時間流量計直接測得的，而Vavg給出在諸如密閉傳送中重要的流速(flowrate)。這兩個速度之間的比率Ki可定義為Ki=VavgVi---(2)]]>并且比率Ki被稱作管道系數。在以下說明中，Vi被稱作路徑速度，而Vavg被稱作平均速度。管道流動基本上以兩種模式之一流動。廣泛接受的用于這些流動模式的數學模型是V(r)=Vc*(1-r2R2),]]>用于層流(3)V(r)=Vc*(1-rR)1N]]>用于平滑壁的管中的湍流(4)其中V(r)是離管中心線距離r處的速度，R是管半徑，Vc是沿管中心線的流速，N是冪定律因數(power-lawfactor)。冪定律因數N是湍流的特征值。對于完全形成的湍流，冪定律因數N可使用在文獻(即，L.Lynnworth的“UltrasonicMeasurementforProcessControl(用于過程控制的超聲計量)”，AcademicPress，SanDiego，1989)中所說明的經驗公式計算N＝1.66*logRe，(5)其中Re是雷諾數，它是流速V和流體粘度μ的函數Re=DVρμ,---(6)]]>其中D是管直徑，而ρ是流體密度。在實際的應用中，經常不能精確地量化管和流體情況，而通常不能使用公式(5)和(6)來獲得高精度測量中的N。因此，對于特定的湍流，需要在兩個流動路徑處的至少兩個測量以解出兩個未知數N和Vc的方程。這就是為何通常需要多路徑超聲波技術以解出流動剖面變量。參照圖1A，所示管1具有三對變速器，11a和11b、12a和12b、13a和13b。箭頭2顯示了流動方向。變速器對之間的線顯示了它們的超聲波路徑。在此配置下，11a和11b之間的超聲波路徑與管中心線相交，并被稱為對角線路徑。從路徑到管中心線的最短的距離被稱為管道水平(channellevel)。對角線路徑的管道水平為0。即使兩個變速器對處于不同的位置，12a和12b之間的路徑和13a和13b之間的路徑也具有相同管道水平h。圖1A還圖示說明了示例性的流動剖面3。管道因數Ki取決于流動剖面和超聲波路徑的位置。對于對角線超聲波路徑，管道因數是0.75，用于層流；和∫0R(1-rR)1N*2*r*drR*∫0R(1-rR)1N*dr,]]>用于湍流(7)。參照圖1B，在對角線超聲波路徑的情況下，管道因數K(垂直軸線)顯示為雷諾數Re(水平軸)。對于非對角線超聲波路徑，K值也可通過相似的方法得到。對于層流和湍流流動剖面，K值和路徑位置之間的關系已進行了充分地研究過，追溯到1978美國專利No.4,078,428。因此，對于層流和湍流兩者，恰當地定義所測速度和實際平均速度之間的關系。對于超聲波流量計的主要挑戰是基于有限數量的路徑迅速地檢測流動剖面。對于湍流，所測量路徑速度的隨機性會導致距平均值高達10％的瞬時偏離，并且少量的路徑使得難以獲得令人滿意的統計的平均流速。和本質上計算流動的整個橫截面的平均值的渦輪式流量計不同，傳播時間超聲波流量計僅測量所選擇的有限數量的流速。為了計算所測量速度的隨機性平均值，超聲波流量計需要或者具有對原始數據的很大衰減，或者具有與流動剖面相交分布的更多路徑。當測量小體積時，使用大阻尼將對系統響應時間產生不利影響并導致不良的重復性。另一方面，添加大量管道測量更多路徑會大大增加系統成本。對于超聲波流量計更大的挑戰問題是檢測局部形成的流動剖面。完全形成的流動剖面可定義為不沿著管改變的流動速度分布圖形。具有圍繞管中心線對稱速度分布的、并具有沿著管而逐漸變化的流動速度分布的流動剖面在本發明中稱為局部形成的流動剖面。一個是在高粘度流體中發生的湍流和層流之間的過渡剖面。另一個是由于流量調節裝置的存在，所述流量調節裝置不具有供剖面完全形成的足夠的下游長度。湍流和層流之間的過渡正常地發生在雷諾數是大約2300的時候并已被大量實驗所證實。然而，如圖1B中所示，根據流體和管的條件，該過渡可發生在大范圍的雷諾數中并可具有記憶效應。結果，使用雷諾數作為流動剖面模型的單獨的指標是不精確的。靠近過渡范圍的部分形成的剖面會引起在流量計量中不可接受的不良重復性，因為層流模型或湍流模型都不能很好地擬合剖面。作為已知事實，穩定的剖面需要管中的一段直的、無障礙的距離以完全地形成。參照圖2，活塞流21具有貫穿具有直徑D的管23的橫截面的恒定的速度，所述活塞流21從遠大于管23的管22進入管23。流動起初具有局部形成的剖面24。在進口段長度25之后，流動具有完成形成的剖面26。理論和實驗兩者都顯示進口段長度25需要是管直徑D的一百倍以便層流剖面完全地形成，是管直徑D的80倍以便湍流剖面完全地形成(見R.W.FoxandA.T.McDonald，“IntroductiontoFluidMechanics”，3rded.，JohnWileyandSons，NewYork，1992)。在實踐中，進口流動很少具有活塞剖面的形式，流量計制造業一般推薦是管道直徑10到15倍的直線長度，以具有可預測的流動剖面的測量。對于多路徑密閉傳送流量計，一般的實踐是將流量調節裝置安裝在流量計上游。流量計的主要目的是減少漩渦并減少不對稱的剖面扭曲。較短的流量調節設備距離始終有利于制造商和用戶。美國專利No.6,647,806還提出，流量調節裝置和流量計之間的更短的距離可改善測量的重復性。參照顯示了API所推薦的流量調節裝置31的圖3，所述流量調節裝置31由具有長度B的一束小管制成，并且距管進口距離A被安裝在管32中。流量調節裝置31的下游的距離C推薦為是管32的直徑D的至少5倍。裝置31旨在使流動剖面平滑。結果，裝置31的存在或者將擾亂層流剖面，或者將使湍流剖面變平。在任一種情況下，在有限的進口距離內，不能完全地形成典型的流動剖面(即層流或者湍流)。具體地，在調節裝置的下游，湍流所具有的雷諾數會遠大于利用公式(5)所估計的雷諾數，而湍流-層流過渡會在雷諾數遠小于2300時發生。在任一情況下，流動剖面將不能根據雷諾數而預測。仍然需要的是實時監視部分形成的流動剖面的改進的系統和方法。
發明內容在一方面，此處所披露的實施方式涉及一種用于確定流動流體的速度的方法，包括以下步驟估計用于流動流體的雷諾數；將估計出的雷諾數與所選擇的范圍相比較；和根據從層流模型、湍流模型和局部層流模型中所選擇的流動模型而確定流動流體的速度。在另一方面，此處所披露的實施例涉及一種超聲波流量計，所述超聲波流量計包括多對變速器，所述多對變速器被配置成形成管道中的多個測量路徑。所述多個測量路徑相對于管道中心線非對稱地進行布置。本發明的其它方面和優點將從以下說明書和隨附權利要求書中變得清楚。圖1A顯示了現有技術的多路徑的超聲波傳播時間流量計的配置；圖1B顯示了圖表，圖示說明了對于不同雷諾數Re處的對角線超聲波路徑的K值；圖2顯示了流動速度剖面完全形成所需要的固定的進口長度的過程；圖3圖示說明了API推薦的流量調節裝置；圖4A和4B顯示了根據本發明的一個實施例的局部層流剖面模型；圖5顯示了用于湍流的預先計算的二維K值曲線；圖6顯示了用于部分層流的預先計算的二維K值曲線；圖7顯示了根據本發明的一個實施例的一組得出的一維湍流K曲線；圖8顯示了根據本發明的一個實施例的一組得出的一維部分層流K曲線；圖9顯示了根據本發明的一個實施例的用于計算流動剖面的方法的流程圖；圖10圖示說明了具有非對稱布置的超聲波變速器的示例性流量計。應當理解為，附圖僅用于圖示說明的目的，而不用作本發明的邊界和范圍的限定，也不作為用于將不存在的或未陳述的限制加入權利要求的基礎。具體實施例方式一方面，本文披露的一些實施例涉及方法，所述方法用于測量即使存在局部形成的流動剖面的情況下的流量，所述局部形成的流動剖面的存在或者是由流量調節裝置引起或者是由層流—湍流剖面過渡所引起的。本發明的實施方式可包括以下部分中的一些或全部(1)在層流—湍流過渡期間提出不確定階段的局部層流剖面模型；(2)剖面搜索和覆蓋大范圍剖面的合適的算法；(3)具有對于管中心線不同的管道水平的超聲波路徑的結合。另一方面，本文所披露的一些實施例涉及可精確地測量局部形成的流動剖面的方法和多路徑超聲波流量計系統。根據本發明的一個實施例的系統可包括具有兩個或多個超聲波路徑的圓筒形超聲波環繞件(spoolpiece)，其中所述兩個或多個超聲波路徑具有不同的管道水平。一些實施例也可包括流量調節裝置，所述流量調節裝置消除絕大多數漩渦和不對稱的流動部分。本發明的方法可使用局部層流模型，所述局部層流模型更好地表示在流量調節裝置之后，尤其在低雷諾數時局部形成的流動剖面。本發明的方法也可使用一種算法，所述算法搜尋所檢測的剖面對于層流、部分層流或者湍流剖面的最佳擬合。圖4A和4B圖示說明了根據本發明的一個實施例的局部層流剖面。圖4A顯示了沿管中心線的橫截面的視圖。管具有直徑D。虛線41-44代表四個超聲波路徑的投影位置。流動速度剖面可分為兩個區域層流區46和平坦區(flatregion)。Vc是如果層流剖面完全形成的中心線速度。偏離層流的中心流動剖面的平整(圖4A中的虛線部分)可以是層流經過流量調節裝置的結果。因此，此情形下的該組測量路徑速度將不能很好地擬合純層流剖面模型。理想地，在經過流量調節裝置的下游的充分距離之后，層流將從管壁附近重新建立并且平坦區將縮小并逐漸消失。然而，在實際的應用中，流量調節裝置和流量計之間的距離對于層流剖面的完全形成并不夠長，并且超聲波束將必須通過與圖4A中所示的剖面相似的局部形成的層流剖面。圖4B顯示了在垂直于流動方向的平面中的橫截面視圖。在局部形成的層流剖面的該模型中，平坦區45具有離管中心線的半徑r。部分層流因數d被定義為在半徑R的管中的平坦區的百分比，即d＝r/R。當雷諾數靠近過渡點時局部層流因數是未知的并需要在流量測量期間解出。特定路徑的位置由管道水平h表征，所述管道水平h是路徑的中心點到管中心線的最短距離。回頭參照圖4A，路徑41的管道水平不等于路徑43的管道水平也不等于路徑44的管道水平，表示路徑41、43和44圍繞管中心線不對稱地分布。相似地，當湍流經過調節裝置時，下游長度可能不足以使湍流剖面完全地形成。平整的剖面仍將是湍流剖面，但具有比從雷諾數估計的冪定律因數更高的冪定律因數。此外，需要迅速的并寬范圍的剖面搜尋方法以解決兩個未知數中心速度Vc和冪定律因數N。本發明的一些實施例涉及剖面搜尋和合適算法。根據本發明的實施例的算法適合所有剖面，包括局部形成剖面。如上所述，層流和湍流產生在雷諾數范圍內。根據本發明的實施例的雷諾數基本不依賴于特定的雷諾數。相反，算法具有三個大搜尋范圍純層流、過渡的和湍流。在過渡范圍中，層流、局部形成的層流和湍流剖面都是測試擬合的并且最佳的擬合被用作剖面模型。該算法需要密集計算(intensivecomputation)，尤其當涉及大量的積分計算的疊代(iteration)時。如上所述，對于已知的超聲波路徑和已知的流動剖面，管道因數K與路徑速度和平均速度有關。為了從所測的路徑速度得出平均速度，必須首先得出用于特定路徑的管道因數K。根據本發明的一些實施例，可以使用一種程序以產生作為管道水平h、冪定律因數N和部分層流因數r/R的函數的管道因數K的數據庫。然后可以將數據庫用作查找表格以迅速地確認對于已知管道水平h，管道因數K和冪定律因數N或部分層流因數r/R之間的關系。參照圖5，對于湍流或者部分形成的湍流，預先計算對于管道水平h(以管半徑R的百分比的形式)和冪定律因數N的所有可能組合的管道因數K并將其輸入二維陣列。相似地，圖6顯示了對于局部形成的層流，作為r/R和h/R的函數的K因數的二維陣列。可看出，純層流是當平坦區的半徑r是0時的部分層流的特殊情況。例如，參照圖6，當平坦區不存在(r/R＝0)時，并當超聲波路徑是對角線(h/R＝0)時，數據點61的K因數的值為0.75。圖5和圖6中所顯示的二維管道因數陣列普遍地表征使用超聲波路徑的流量計量。這些K值可以保存為數據庫中的查找表格(lookuptable)，所述數據庫作為流量計計算程序的一部分。在流量計配置階段期間，從變速器對的位置得出一組管道水平h。程序然后從用于每一超聲波路徑i的查找表格中查尋Ki函數曲線。出于圖示說明的目的，圖7和圖8中顯示了從具有已知管道水平的二維陣列中取樣的兩組一維陣列。圖7顯示了作為N的函數的湍流K因數。四條曲線721-724對應于通道1-4的四個不同路徑，并通過查尋用于四個特定h/R值的圖5中的二維陣列而獲得。例如，曲線722是用于具有對角線路徑的管道的K因數，并通過設定h/R＝0而從圖5得出所述曲線722。圖8顯示了用于局部形成的層流的，作為d的函數的K因數。四條曲線821-824對應于通道1-4的四個不同的路徑，并通過查尋用于具有特定管道水平h的曲線的圖6而獲得。當d＝0時，即當流動是純流動時，在對角線路徑822處測得的K值是0.75。另一方面，當d＝1時，即當流動是活塞流動時，所有K值集中于值1。在典型的直線管中，當雷諾數大約是2300時產生過渡流動。該值會根據管條件以及流動歷程而改變。實驗的結果顯示，如果雷諾數小于1000，層流在經過流量調節裝置之后并在到達流量計線圈(meterspool)之前完全地形成。另一方面，當存在流量調節裝置時，流動不可能重新建立雷諾數大于5000的層流剖面。基于這些結果，根據本發明的一個實施例，當雷諾數在例如1000的下限和例如5000的上限之間時，局部層流模型用于擬合流動剖面。下限1000和上限5000的值將用于本說明書中的示例的目的。本領域中的普通技術人員將意識到也可使用其它界限而不脫離本發明的范圍。例如，如果當執行測量時不能得到精確的流體速度，可以使用例如從500到10000的更大范圍的雷諾數以搜尋可能的過渡剖面。在流量計量期間，根據本發明的一個實施例，得出平均流動速度的初始估計、和隨后的雷諾數的估計值。如果雷諾數Re＞5000，流動很可能是湍流。程序然后基于估計的雷諾數Re利用公式(5)計算合適的N值。在估計的N的范圍內，程序然后搜索圖7中的四條曲線以得出給出最佳組K因數的N，即根據四個測得的Vi和使用N值從圖7獲得的四個Ki得出的具有最少統計方差的Vavg＝Vi*Vi值。該新得出的N值比使用公式(5)計算出的N值更精確。搜索到的N值可反饋到用于疊代的程序從而具有更好的精度。可以根據具有最小統計方差的最佳擬合進行曲線擬合。本領域普通技術人員將意識到，不脫離本發明的范圍，可以使用許多類型的曲線擬合方法。另外，路徑的數量可多于4，或者少于4。如果在另一方面Re＜1000，程序使用合適的公式將所測得的數據與層流剖面相擬合。如果Re在1000和5000之間，并且不確定流動是層流、部分層流或者湍流，程序嘗試利用三個不同剖面擬合所測得的數據，并找到依次確定真實流動剖面的最佳擬合。如果例如局部層流模型最好地擬合數據，程序從圖8確定d值。從管中心線到距離r＝dR，流動是“平坦”的。本領域普通技術人員將意識到，雖然平坦區中的流動剖面使用恒定速度剖面進行建模，可以使用更復雜的模型為與層流剖面不相同的平坦區中的流動剖面建模。在流量計的運行時間期間，由于訪問查找表格遠遠快于實時積分計算，數據處理時間將極大地縮短，并且流量計可現場配置為不同的路徑布置。然而，本領域普通技術人員將意識到，本發明的實施例可使用預先計算的查找表格或者用于實時計算的程序。圖9中圖示說明了根據本發明的一個實施例的一種方法。算法包括兩個狀態配置狀態91和運行狀態92。在配置狀態91期間，在步驟911中，使用者確定路徑的唯一結合并將該信息輸入計算機程序中。利用在步驟912中預先計算出的二維管道因數陣列，計算機程序在步驟913中，如參照圖7和圖8所述，得出用于特定路徑配置的管道因數。在運行狀態92期間，流量剖面計算部分921首先利用公式(6)計算雷諾數，并在步驟922中將雷諾數與預先確定的范圍相比較。如果雷諾數小于預定范圍的下限(在該示例性情況下為1000)，程序在步驟923中執行層流計算。如果雷諾數大于預定范圍的上限(在該示例性情況下為5000)，程序在步驟924中執行湍流計算。如果雷諾數在預定范圍之內(在該示例性情況下，位于1000和5000之間)，程序尋找層流剖面、湍流剖面和部分層流剖面之間的最佳擬合(步驟925)，并且然后相應地執行步驟923、924或者926。以上步驟可循環直到結果的精度令人滿意。如上所述的本發明的方法可具體化為一個或多個計算機程序，所述一個或多個程序適合于大范圍多路徑設計和流量調節裝置設備的現場配置。本發明的一些實施例涉及多路徑超聲波流量計。參照圖10，其中圖示說明了具有不對稱的路徑布置設計的示例性的多路徑超聲波環繞件。在此實施例中，在橫截面視圖上顯示了四路徑環繞流量計。四對變速器101a和101b、102a和102b、103a和103b、104a和104b連接至管道的壁105，每一對變速器都測量特定路徑的流動速度，諸如圖4A中的路徑41-44。變速器對連接到控制單元106，所述控制單元106可包括輸入/輸出控制電路107，電子數字計算機或者中央處理器(CPU)108和計算機可讀媒介109。計算機可讀媒介(例如存儲器(memory))109可存儲包含指令的程序以執行根據本發明的實施例的方法。在一些實施例中，計算機可讀媒介109還可存儲數據庫，所述數據庫包括查找表格形式的計算結果。本領域普通技術人員將意識到，對于控制單元106存在許多可能的實施例，并且可以使用許多不同類型的計算機可讀媒介存儲或傳送程序和/或數據庫，所述不同類型的計算機可讀媒介包括但不限于ROM、RAM、硬盤、軟盤、CD和閃存盤(flashdrive)。如上所述，需要至少兩個路徑以解決普通的流動剖面，其中所述至少兩個路徑中的每一個都具有距管道中心線的不同的距離。然而在實施例中，通常必須有多于兩個的路徑以使測量的隨機性平均并增強隱藏于隨機過程中的剖面的分辨度。另一方面，超聲波路徑的數量始終受到尺寸約束和成本的限制。應當注意到，根據本發明的優選實施例，多路徑具有圍繞管中心線的非對稱分布。這些路徑中的每一個都具有其離管中心線的不同的管道水平并且提供關于流動剖面獨一無二的信息。相反，具有相同數量的路徑但使用對稱路徑分布的流量計環繞件將提供更少的信息。本發明的優點包括以下的一個或多個(a)覆蓋大范圍的流動剖面進行精確并迅速的流量計量，所述大范圍的流動剖面包括層流、湍流和部分層流；(b)對選擇調節裝置的依賴性可以足夠小，并且比調節裝置與超聲波測量區域之間的標準距離可以足夠短，在安裝和成本上對使用者有利；(c)由于使用預先計算查找表格而更快進行響應；(d)由于路徑的非對稱配置，需要更少的超聲波路徑和變速器。盡管已針對有限數量的實施例說明了本發明，但受益于本公開內容的本領域普通技術人員將意識到，可提出不脫離此處所披露的本發明的范圍的其它實施例。因此，本發明的范圍應當僅由權利要求進行限制。權利要求1.一種用于確定流動流體的速度的方法，包括以下步驟估計用于流動流體的雷諾數；將所估計的雷諾數與所選擇的范圍相比較；并根據從層流模型、湍流模型和局部層流模型中所選擇的流動模型確定流動流體的速度。2.根據權利要求1所述的方法，其中所選擇的范圍從1,000到5,000。3.根據權利要求1所述的方法，其中所選擇的范圍從500到10,000。4.根據權利要求1所述的方法，其中根據速度測量和流動流體的粘度估計雷諾數。5.根據權利要求4所述的方法，其中利用超聲波流量計執行速度測量。6.根據權利要求1所述的方法，其中流動模型是如果所估計的雷諾數大于所選擇范圍的上限，那么所述流動模型是湍流模型，如果所估計的雷諾數小于所選擇的范圍的下限，那么所述流動模型是層流，或者如果所估計的雷諾數在所選擇的界限以內，那么所述流動模型是從部分層流模型、湍流模型和層流模型中選擇的一個。7.根據權利要求6所述的方法，其中流動模型是湍流模型，并且確定過程包括確定冪定律因數。8.根據權利要求7所述的方法，其中通過將利用多路徑超聲波流量計執行的一組速度測量值與一組曲線相擬合而確定冪定律因數，該組曲線使管道因數與冪定律因數相關，其中該組曲線基于多路徑超聲波流量計的多路徑的位置。9.根據權利要求8所述的方法，其中從包含預先計算的曲線的數據庫中選擇該組曲線。10.根據權利要求6所述的方法，其中流動模型是從局部層流流動模型、湍流流動模型和層流流動模型中選擇的其中一個，并且該確定過程包括估計局部層流因數，所述部分層流因數與流體流動的橫截面中的非層流區域和整個流動區域的比率相對應。11.根據權利要求10所述的方法，其中所述確定過程進一步包括找到速度測量與從局部層流模型、層流模型和湍流模型中所選擇的模型的最佳擬合。12.一種存儲具有指令的程序的計算機可讀介質，用于根據從層流模型、湍流模型和局部層流模型中所選擇的流動模型確定流體的流動速度，其中根據將估計的流體的雷諾數與雷諾數的選擇范圍相比較而選擇流動模型。13.根據權利要求12所述的計算機可讀介質，其中所選擇的范圍從500到10,000。14.根據權利要求12所述的計算機可讀介質，其中所選擇的范圍從1,000到5,000。15.根據權利要求12所述的計算機可讀介質，進一步包括數據庫，所述數據庫存儲用于湍流模型的作為冪定律因數的函數的管道因數，并存儲用于局部層流模型的作為局部層流因數的函數的管道因數。16.根據權利要求12所述的計算機可讀介質，其中程序進一步包括用于計算用于湍流模型的作為冪定律因數的函數的管道因數的指令，和用于計算作為局部層流因數的函數的通道因數的指令，其中所述局部層流因數與流體流動的橫截面中的非層流區域和整個流動區域的比率相對應。17.一種超聲波流量計，包括多對變速器，所述多對變速器被配置成在管中形成多個測量路徑，其中所述多個測量路徑相對于管中心線非對稱地布置。18.根據權利要求17所述的超聲波流量計，進一步包括處理器和存儲器，其中存儲器存儲具有指令的程序，用于根據從層流模型、湍流模型和局部層流模型中所選擇的流動模型而確定流動速度，其中根據將流體的估計的雷諾數與雷諾數的所選擇的范圍相比較而選擇流動模型。19.根據權利要求18所述的超聲波流量計，其中存儲器進一步存儲用于湍流模型的作為冪定律因數的函數的管道因數，和用于局部層流模型的作為局部層流因數的函數的管道因數。20.根據權利要求19所述的超聲波流量計，其中程序進一步包括用于計算用于湍流模型的作為冪定律因數的函數的管道因數的指令，用于計算用于局部層流模型的作為局部層流因數的函數的管道因數的指令，和用于確定對于使用從局部層流模型、層流模型和湍流模型中所選擇的一個模型的測量結果進行最佳擬合的指令。全文摘要一種用于確定流動流體的速度的方法，包括以下步驟估計用于流動流體的雷諾數；將所估計的雷諾數與所選擇的范圍相比較；并根據從層流模型、湍流模型和局部層流模型中所選擇的流動模型確定流動流體的速度。一種超聲波流量計，包括多對變速器，所述多對變速器被配置成形成管中的多個測量路徑，其中多個測量路徑相對于管中心線非對稱地進行布置。文檔編號G01F1/66GK1982895SQ20061016695公開日2007年6月20日申請日期2006年12月13日優先權日2005年12月14日發明者劉風華,邁克爾·馬斯捷羅夫,普拉卡什·米斯特里申請人:思姆菲舍爾科技公司