CN101839736A - 用于多路径超声波流率测量的方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明名称为“用于多路径超声波流率测量的方法和***”。在一个实施例中，公开了一种用于确定导管中流体的流率的多路径超声波流量计，该流量计包括在一个大于并且一个小于中半径弦的两个弦位置附连到导管的至少两个传感器对，其中，两个路径速度与流率的复合比率在雷诺数的范围上大致是恒定的。在另一个实施例中，公开了一种确定导管中流体的流率的方法，该方法包括以下步骤：通过确定多个路径速度的加权平均值来确定复合速度；基于路径速度来确定弦速度比率；基于复合速度和弦速度比率来确定剖面校正因子；以及基于复合速度和剖面校正因子来确定流率。

Description

用于多路径超声波流率测量的方法和***

技术领域

本发明主要涉及超声波流率(flow rate)测量，并且更具体地涉及多路径超声波流量计。

背景技术

超声波流量计用于确定各种流体(例如，液体、气体等)的流率(即，平均管道流率(V_m))和不同大小和形状的管道中流动的流体中的音速。有关流体的流率的知识能允许确定流体的其它物理属性或质量。例如，在一些密闭输送应用中，流率能用于确定穿过管道正在从销售者输送到购买者的流体(例如，石油或气体)的量(Q)以便确定用于交易的成本，其中所述量等于流率乘以管道的横截面积(A)。在其它应用中，音速能用于确定管道中流动的流体的平均分子量以便优化和控制化学或燃烧过程。

在采用渡越时间(transit time)流量计量的一种类型的超声波流量计中，一对或多对超声波传感器能附连到管道(或附连到管线的管段(spool piece))，其中，每对能包含相对彼此位于上游和下游的传感器，在它们之间形成超声波路径。每个传感器在激励时穿过流动的流体沿超声波路径传送超声波信号(例如，声波)，信号由另一传感器接收并检测到。沿超声波路径平均的流体的路径速度(即，路径或弦速度(V_p))能确定为以下项之间差异的函数：(1)沿与流体流向相反的从下游传感器向上游到上游传感器的超声波路径传播的超声波信号的渡越时间，以及(2)沿与流体流向一致的从上游传感器向下游到下游传感器的超声波路径传播的超声波信号的渡越时间。

由于路径速度具有径向分布，因此，沿传感器对之间的一个或多个超声波路径平均的流体的路径速度(V_p)不一定表示流体跨管道的整个横截面的流率(V_m)，其中，跨管道的流速度不一定是均匀的(即，管道中的所有流体不以相同的路径速度流动)。流速度的此径向分布通过其流量剖面(flow profile)(或流体速度剖面)来描述，其是几个因素的函数，包括雷诺数(R_e)。雷诺数(R_e)是无因次数，其通过提供具有已知直径(D)的封闭圆形管道中流动的流体的惯性力(即，流率(V_m))与粘性力(即，运动粘度(v))的比率的测量来表征流过管道的流体的行为，并且等于流率与管道直径的乘积除以流体的运动粘度(R_e＝(V_m*D)/v)。雷诺数的知识允许确定管道中流体流量的剖面：(1)对于较低的雷诺数(例如，R_e＜2300)，层状剖面(抛物线状，其中，最大路径速度是在管道的中心，并且流速度逐渐减小到在管道壁的零)；(2)对于较高的雷诺数(例如，R_e＞4000)，湍流剖面(平扁状，其中，除靠近管道壁的区域外，流速度实际上是恒定的)；以及(3)对于中间的雷诺数(例如，2300＜R_e＜4000)，过渡剖面(层状和湍流的组合)。

除了雷诺数(其通常是影响流量剖面的主要因素并取决于流体的运动粘度)，流量剖面也是几个其它因素的函数，包括流体特性、管道粗糙度、管道配置(例如，直管、弯管、肘管、T形管、阀、集管等)以及传感器端口造成的干扰。因此，为了确定用于特定超声波流量计安装的流量剖面，将要求安装特定的多条信息，包括流体和管道的几个物理属性的知识，其中一些属性可随时间改变(例如，相对管道壁粗糙度(ε/D))。

在基于例如美国专利3564950和3940985中所述的一个或多个已知的数学技术(例如，高斯求积、Chebycheff、Lobatto等)来确定平均流率(V_m)中，现有技术解决方案不是确定流量剖面，而是使用多个路径(P_i)和多个路径速度(V_pi)，选择传感器对的位置(即，超声波路径)和将指派到每个路径速度(V_pi)的权重(w_i)。

虽然这些现有技术解决方案将确定对于确定流量剖面所要求的一些安装特定信息的需要降到最低，但是这些解决方案对于要求描述它所要求的高次多项式的流量剖面(即，流量剖面的复杂度越高，多项式的阶次就越高)只提供适中到高的精确度，除非在超声波流量计中提供有足够的超声波路径和传感器以改进精确度。例如，如果要求15次多项式来描述流量剖面，则对于改进的精确度能要求总共八((15+1)/2)个超声波路径和传感器对，这也将增加流量计的成本，增加在管道上空间约束条件下安装大量传感器的困难，以及增加大量传感器端口对流量造成的干扰。此外，由于几个超声波流量计应用要求高度精确的流率(V_m)测量(例如，对于液态烃的密闭输送应用常常要求0.15％的精确度)，而该测量不能始终通过这些现有技术解决方案中简单地增加超声波路径和传感器的数量来实现，因此，总之要求使用基于流体和/或管道的几个物理属性的校准因素的复杂校准方案以实现所要求的精确度，这增加了流量计的成本和复杂度。

将有利的是提供一种超声波流量计，该流量计能提供高度精确的流率测量而不使用复杂的流量计设计和校准方案。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种用于确定导管中流体的流率的多路径超声波流量计，该流量计包括在一个大于并且一个小于中半径弦(mid-radius chord)的两个弦位置附连到导管的至少两个传感器对，其中，两个路径速度与流率的复合比率在雷诺数的范围上大致是恒定的。

在另一个实施例中，公开了一种确定导管中流体的流率的方法，该方法包括以下步骤：通过确定多个路径速度的加权平均值来确定复合速度；基于路径速度来确定弦速度比率；基于复合速度和弦速度比率来确定剖面校正因子；以及基于复合速度和剖面校正因子来确定流率。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中沿导管的直径平面切割的超声波流量计的横截面。

图2示出沿图1的截面A-A看到的图1的超声波路径。

图3是示出对于各种弦位置、在雷诺数(R_e)的范围上比率(V_pi/V_m)的变化的图。

图4是示出对于各对弦位置、在雷诺数(R_e)的范围上复合比率((V_p1+V_p2)/V_m)的变化的图。

图5是为各种相对管道壁粗糙度示出对于一对示范的弦位置、在雷诺数的范围上复合比率((V_p1+V_p2)/V_m)的变化的图。

图6是本发明的一个实施例中多路径超声波流量计的透视图。

图7是在图6中的多路径超声波流量计的端视图。

具体实施方式

图1示出采用渡越时间流量计量来确定流体的流率的超声波流量计1。虽然图1示出附连到导管20形成单个超声波路径30的单独一对传感器40、50，但本领域的技术人员将理解，各自形成单独超声波路径的两对或更多对传感器40、50能用于形成多路径超声波流量计。基于流体流向22，一个传感器40能安装在导管20上下游传感器50的上游，导管20能够是管道的一段或热接入(hot-tap)管线的单独管段。超声波路径30能够是在导管20的中心上(即，直径(D))或者是在弦路径上(即，不在导管20的中心上的路径)。每个传感器40、50在激励时穿过流动的流体沿超声波路径30传送超声波信号，信号由另一传感器50、40接收并检测到。

沿超声波路径30平均的流体的路径速度(V_p)能确定为超声波信号的上游渡越时间(t_up)(即，超声波信号沿与流体流向22相反的从下游传感器50向上游到上游传感器40的超声波路径30传播的时间)与下游渡越时间(t_dn)(即，超声波信号沿与流体流向22一致的从上游传感器40向下游到下游传感器50的超声波路径30传播的时间)之间差异的函数。在存在流体流量时，下游渡越时间(t_dn)快于(或短于)上游渡越时间(t_up)。由于渡越时间差异(Δt)与流体的路径速度(V_p)成比例，因此，沿超声波路径30平均的流体的路径速度(V_p)能确定为渡越时间差异(Δt)以及其它已知参数的函数，例如导管20直径(D)、超声波路径长度(P)和如图1所示的超声波路径30与流体流向22之间形成的角度(θ)：

$V_p=\frac{P}{2}\left(\frac{t_{\mathrm{up}}-t_{\mathrm{dn}}}{(t_{\mathrm{dn}}\×t_{\mathrm{up}})\cos \mathrm{\θ}}\right)---\left(1\right)$

$\cos \mathrm{\θ}=\frac{L}{P}---\left(2\right)$

$V_p=\frac{P^2}{2L}\left(\frac{t_{\mathrm{up}}-t_{\mathrm{dn}}}{t_{\mathrm{dn}}\×t_{\mathrm{up}}}\right)---\left(3\right)$

图1和2沿超声波路径30示出图1的超声波流量计1，其显示出通过在导管20上的x_i弦位置放置传感器40、50而建立的超声波路径30之间的几何关系。沿对应于x_i弦位置的特定超声波路径30平均的路径速度(V_pi)能表示为：

$V_{\mathrm{pi}}=\underset{y\left(\min \right)}{\overset{y\left(\max \right)}{\∫}}\mathrm{Vpoint}(x_i,y)\mathrm{dl}---\left(4\right)$

其中：

V_point是在沿超声波路径30的特定点的速度；

$y\left(\min \right)=-\sqrt{R^2-{x_i}^2};---\left(5\right)$

$y\left(\max \right)=\sqrt{R^2-{x_i}^2};$ 以及                (6)

R＝导管(20)的半径

此外，已知对于形成良好的湍流流体流量(例如，通过超声波流量计1之前和之后具有极小干扰的管道的足够长的直线长度的流体流量)，沿对应于x_i弦位置的特定超声波路径30平均的路径速度(V_pi)能表示为：

$V_{\mathrm{pi}}=\underset{-\sqrt{R^2-{x_i}^2}}{\overset{\sqrt{R^2-{x_i}^2}}{\∫}}{V}_m[1-\frac{0.715+1.0751*\log (\sqrt{{x_i}^2+y^2}/R)}{\log (0.2703\mathrm{\ϵ}/D+5.74/R_e^{0.9})}]\mathrm{dy}---\left(7\right)$

其中：

V_m是流率(即，平均流率)；

ε/D是相对管道壁粗糙度；

R_e是雷诺数；以及

R＝导管20的半径。

此等式能对于x_i弦位置如下重写为沿特定超声波路径30平均的路径速度(V_pi)与流率(V_m)的比率：

$\frac{V_{\mathrm{pi}}}{V_m}=\underset{-\sqrt{R^2-{x_i}^2}}{\overset{\sqrt{R^2-{x_i}^2}}{\∫}}[1-\frac{0.715+1.0751*\log (\sqrt{{x_i}^2+y^2}/R)}{\log (0.2703\mathrm{\ϵ}/D+5.74/R_e^{0.9})}]\mathrm{dy}---\left(8\right)$

此等式可用于确定在雷诺数(R_e)的范围上对于各种x_i弦位置(即，单独一对传感器40、50的位置)的路径速度(V_pi)与流率(V_m)的比率的变化。例如，假设额定半径是1(R＝1)，并且相对管道壁粗糙度是10^-5(ε/D＝10^-5)，图3示出在从2000到2000000的雷诺数(Re)的范围上对于0.00、0.10、0.20、0.30、0.34、0.40、0.50、0.55、0.60、0.70和0.80的xi弦位置的比率(V_pi/V_m)的变化。图3所示的结果显示在x_i＝0.55的弦位置，比率(V_pi/V_m)在雷诺数(R_e)的范围、包括雷诺数(R_e)的所有子范围(例如，2000到500000)上大致是恒定的。因此，如果单独一对传感器40、50在x_i＝0.55的弦位置安装，则在那个弦位置基于沿超声波路径30平均的路径速度(V_pi)来确定流率(V_m)将不一定要求流体的雷诺数(R_e)或运动粘度(v)的知识。当在本文中使用时，中半径弦(x_mr)是其中比率(V_pi/V_m)在雷诺数(R_e)的范围上大致恒定的弦位置x_i。在中半径弦x_mr使用单独一对传感器40、50和单个超声波路径30不是优选的，因为它未在一个或多个传感器40、50的故障情况下提供冗余。

图3所示的结果也能用于标识能结合彼此使用的多个弦位置x_i，其中，在那些弦位置基于沿超声波路径30平均的路径速度(V_pi)来确定流率(V_m)将不一定要求流体的雷诺数(R_e)或运动粘度(v)的知识。例如，图3所示的结果显示对于大于中半径弦的弦位置x_i(例如，x_i＞x_mr)，路径速度(V_pi)与流率(V_m)的比率随着雷诺数(R_e)增加而增加，而对于小于中半径弦的弦位置(x_i＜x_mr)，路径速度(V_pi)与流率(V_m)的比率随着雷诺数(R_e)增加而减小。

基于这些关系，发明人发现大于中半径弦x_mr的一个或多个弦位置x_i能和小于中半径弦x_mr的一个或多个弦位置x_i一起使用以便提供对于这些多(n)个路径的路径速度与管道流率的复合比率(例如，(V_p1/V_m+V_p2/V_m+…V_pn/V_m)或(V_p1+V_p2+V_pn)/V_m)，所述复合比率在雷诺数(R_e)的范围上大致是恒定的。有效的是，对于大于中半径弦x_mr的弦位置的雷诺数(R_e)对路径速度(V_pi)的影响被对于小于中半径弦x_mr的弦位置的雷诺数(R_e)对路径速度(V_pi)的影响所抵消。因此，如果在适当选择的多个弦位置x_i安装几对传感器40、50，则在所述弦位置基于沿超声波路径30平均的路径速度(V_pi)来确定流率(V_m)将不一定要求流体的雷诺数(R_e)或运动粘度(v)的知识。图4为三对示范的弦位置(x₁＝0.75和x₂＝0.18；x₁＝0.70和x₂＝0.34；以及x₁＝0.65和x₂＝0.45)示出从2000到2000000的雷诺数(R_e)的范围上复合比率((V_p1+V_p2)/V_m)的变化。图4的结果显示，对于这些弦位置对的每对(x₁和x₂)，复合比率((V_p1+V_p2)/V_m)在雷诺数(R_e)的范围上大致是恒定的。

本领域的技术人员将理解，能选择这些示例外的一些大于并且一些小于中半径弦x_mr的弦位置的几个其它组合以产生雷诺数(R_e)的范围上大致恒定的复合比率((V_p1+V_p2+V_m)/V_m)。例如，虽然图4所示的示范弦位置对的每对包括小于中半径弦x_mr的单个弦位置(例如，x₁＝0.70)和大于中半径弦的单个弦位置(x₂＝0.34)，但其它组合能包括大于和小于中半径弦x_mr的多个弦位置。类似地，其它组合能包括不同的大于中半径弦x_mr的弦位置的数量(例如，两个)和小于中半径弦x_mr的弦位置的数量(例如，一个)，只要对于这些多(n)个路径的路径速度与管道流率的复合比率在雷诺数(R_e)的范围上大致是恒定的。

发明人还发现，即使在相对管道壁粗糙度(ε/D)随时间改变时，复合比率(例如，(V_p1+V_p2/V_m)在雷诺数(R_e)的范围上也大致是恒定的。基于等式(8)，图5示出对于三个示范相对管道壁粗糙度(ε/D＝10^-3、10^-5和10^-8)，弦位置(x₁＝0.70和x₂＝0.34)在从2000到2000000的雷诺数(R_e)的范围上复合比率((V_p1+V_p2)/V_m)的变化。图5显示，即使对于特定管道的相对管道壁粗糙度(ε/D)在使用示范弦位置的超声波流量计1的校准后将显著改变(即，从10^-3到10^-8)，该改变将不一定要求附加的校准，这是因为该改变将对超声波流量计1的精确度具有可忽略的影响。

在图6和7所示的多路径超声波流量计10的一个实施例中，通过在采用管段形式的导管20上在以下示范弦位置：x₁＝0.70、x₂＝0.34、x₃＝-0.34和x₄＝-0.70的四对上游传感器41、42、43、44和下游传感器51、52、53、54形成总共四个超声波路径(n＝4)(p1、p2、p3和p4)31、32、33、34。这些弦位置x_i在导管的两侧选择(一侧0.00＜x_i＜1.00和另一侧0.00＜x_i＜-1.00)，每侧具有中半径弦(例如，x_mr12＝0.55和x_mr34＝-0.55)，使得每侧具有大于中半径弦的至少一个弦位置x_i和小于中半径弦的至少一个弦位置。如上所述，两对弦位置(即，x₁和x₂；x₃和x₄)的每组能提供在雷诺数(R_e)的范围上大致恒定的对于每对超声波路径的路径速度与管道流率的复合比率((V_p1+V_p2/V_m)。此外，整组的四对弦位置(x₁、x₂、x₃和x₄)也能提供在雷诺数(R_e)的范围上大致恒定的对于所有超声波路径的路径速度与管道流率的复合比率((V_p1+V_p2+V_p3+V_P4)/V_m)。

为了对超声波流量计10提供形成良好的湍流流体流量，导管20应安装成使得存在超声波流量计10之前和之后具有极小干扰的管道的足够长的直线长度。每个传感器连接到流量计电子器件60，该电子器件能包括用于确定路径速度和流率的微处理器、从传感器接收和传送信号的电子控制器、用于显示流率的显示器以及用于外部通信的I/O端口。

为了使用多路径超声波流量计10来确定流率，能沿多(n)个超声波路径的每个来执行测量以确定路径速度(V_p1、V_p2、V_p3、V_p4、V_pn)。能将权重(w_i)指派到每个路径速度(V_pi)以通过计算加权的平均值来确定复合速度(V_c)：

$\mathrm{Vc}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{w}_i{V}_{\mathrm{pi}}---\left(9\right)$

在使用四个示范弦位置(即，x₁＝0.70、x₂＝0.34、x₃＝-0.34、x₄＝-0.70)的实施例中，能在确定复合速度(V_c)中使用相等的权重(w₁＝w₂＝w₃＝w₄＝(1/n)＝1/4＝0.25)：

$\mathrm{Vc}=\underset{i=1}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}\left(0.25\right)V_{\mathrm{pi}}---\left(10\right)$

如以上等式所示的，通过使用示范弦位置，能确定此复合速度(V_c)而无需雷诺数(R_e)或影响流量剖面的几个其它因素(例如，其它流体特性、管道粗糙度、管道配置(例如，直管、弯管、肘管、T形管、阀、集管等)以及超声波流量计传感器造成的干扰)的知识。尽管未将流量剖面考虑在内，此复合速度(V_c)已证明是高度精确的，测量的复合速度(V_c)与用于校准的已知实际参考流率(V_r)之间的误差对于雷诺数(R_e)的广范围一般小于百分之一，如实验室测试中所确认的。然而，为了获得超过通过仅使用复合速度(V_c)所提供的精确度的更精确的流率(V_m)，能使用简单的根据经验确定的剖面校正因子(K)来解决未知流量剖面的影响。

在用于校准多路径超声波流量计10的一个实施例中，在指定的时期(例如，1分钟)上为参考流率(例如，V_r＝1000加仑/分钟)确定平均测量复合速度(V_c(avg))和平均实际参考流率(V_r(avg))。用于此参考流率(V)的剖面校正因子(K)能通过以下等式来确定：

$K=\frac{V_{r\left(\mathrm{avg}\right)}}{V_{c\left(\mathrm{avg}\right)}}---\left(11\right)$

此剖面校正因子(K)提供在参考流率(V_r)的复合速度(V_c)的实际误差百分比。另外，在用于校准多路径超声波流量计10的一个实施例中，还能确定弦速度比率(R_cv)。在使用四个示范弦位置(x₁＝0.70、x₂＝0.34、x₃＝-0.34、x₄＝-0.70)的实施例中，能通过以下等式来确定弦速度比率(R_cv)：

$R_{\mathrm{cv}}=\frac{V_{p1}+V_{p4}}{V_{p2}+V_{p3}}---\left(12\right)$

此过程能在用于几个不同参考流率(V_r)的校准期间重复进行，每次将剖面校正因子(K)与复合速度(V_c)和弦速度比率(R_cr)相关联。一旦在校准期间使用了足够数量的参考流率(V_r)，每个提供与复合速度(V_c)和弦速度比率(R_cv)相关联的剖面校准因素(K)，该剖面校准因素(K)就能表示为复合速度(V_c)和弦速度比率(R_cv)的函数(例如，当V_c和R_cv已知时，K能在表中查询)。

K＝f(V_c，R_cv)               (13)

为了在校准中将参考流率(V_r)的要求的数量降到最低，能使用插值为校准期间未遇到的弦速度比率(R_cv)和复合速度(V_c)的组合来提供剖面校正因子(K)。在此插值完成时，此剖面校正因子(K)表或函数能存储在流量计电子器件60的存储器中。一旦校准后，在多路径超声波流量计10测量复合速度(V_c)和弦速度比率(R_cv)时，剖面校正因子(K)能基于存储的表或函数来确定，并且应用到复合速度(V_c)以提供要显示的更精确的流率(V_m)：

V_m＝K(V_c)                   (14)

如以上等式所示，能执行此简化的校准，并且能确定流率(V_m)而无需雷诺数(R_e)或影响流量剖面的几个其它因素(例如，其它流体特性、管道粗糙度、管道配置(例如，直管、弯管、肘管、T形管、阀、集管等)以及超声波流量计传感器造成的干扰)的知识。尽管未将流量剖面考虑在内，此流率(V_m)已证明是高度精确的，校准校正的流率(V_m)与用于校准的已知实际参考流率(V_r)之间的误差在雷诺数(R_e)的范围上一般小于0.15％，如实验室测试中所确认的。此外，如上所述和图5所示，即使对于特定管道的相对管道壁粗糙度(ε/D)在使用示范弦位置的超声波流量计10的校准后将显著改变(即，从10^-3到10^-8)，该改变将不一定要求附加的校准，这是因为该改变将对超声波流量计10的精确度具有可忽略的影响。

此书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域的技术人员能够进行和使用本发明。本发明的可取得专利的范围由权利要求来定义，并且可包括本领域技术人员可想到的其它示例。如果此类其它示例具有并非与权利要求的书面语言不同的结构要素，或者如果它们包括具有与权利要求的书面语言非实质不同的等效结构要素，则它们旨在在于权利要求的范围内。

部件列表

1-超声波流量计

10-多路径超声波流量计

20-导管

22-流体流向

30-超声波路径

31-超声波路径p1

32-超声波路径p2

33-超声波路径p3

34-超声波路径p4

40-上游传感器

41-用于超声波路径p1的上游传感器

42-用于超声波路径p2的上游传感器

43-用于超声波路径p3的上游传感器

44-用于超声波路径p4的上游传感器

50-下游传感器

51-用于超声波路径p1的上游传感器

52-用于超声波路径p2的上游传感器

53-用于超声波路径p3的上游传感器

54-用于超声波路径p4的上游传感器

60-流量计电子器件。

Claims (11)

1.一种用于确定导管中流体的流率的多路径超声波流量计，包括：

所述导管具有中半径弦位置，其中沿所述中半径弦平均的所述流体的路径速度与所述流率的比率在雷诺数的范围上大致是恒定的；

第一传感器对，附连到所述导管，在离所述导管的中心的第一距离处的第一弦位置形成第一超声波路径，其中所述第一距离大于所述中半径弦到所述中心的距离；

第二传感器对，附连到所述导管，在离所述导管的所述中心的第二距离处的第二弦位置形成第二超声波路径，其中所述第二距离小于所述中半径弦到所述中心的所述距离；

流量电子器件，用于确定沿所述第一超声波路径平均的所述流体的第一路径速度和沿所述第二超声波路径平均的所述流体的第二路径速度，

其中所述第一路径速度和所述第二路径速度与所述流率的复合比率在雷诺数的所述范围上大致是恒定的。

2.如权利要求1所述的多路径超声波流量计，还包括：

第三传感器对，附连到所述导管，在离所述导管的所述中心的第三距离处的第三弦位置形成第三超声波路径，其中所述第三距离大于所述中半径弦到所述中心的所述距离；

所述流量电子器件，用于确定沿所述第三超声波路径平均的所述流体的第三路径速度，

其中所述第一路径速度、所述第二路径速度和所述第三路径速度与所述流率的复合比率在雷诺数的所述范围上大致是恒定的。

3.如权利要求1所述的多路径超声波流量计，还包括：

第三传感器对，附连到所述导管，在离所述导管的所述中心的第三距离处的第三弦位置形成第三超声波路径，其中所述第三距离小于所述中半径弦到所述中心的所述距离；

所述流量电子器件，用于确定沿所述第三超声波路径平均的所述流体的第三路径速度，

其中所述第一路径速度、所述第二路径速度和所述第三路径速度与所述流率的复合比率在雷诺数的所述范围上大致是恒定的。

4.如权利要求1所述的多路径超声波流量计，其中雷诺数的所述范围是从2000到2000000。

5.如权利要求1所述的多路径超声波流量计，其中雷诺数的所述范围是从2000到500000。

6.一种为多路径超声波流量计确定用于确定导管中流体的流率的弦位置的方法，包括以下步骤：

确定所述导管中的中半径弦位置，其中沿所述中半径弦平均的所述流体的路径速度与所述流率的比率在雷诺数的范围上大致是恒定的；

确定附连到所述导管、在离所述导管的中心的第一距离形成第一超声波路径的第一传感器对的第一弦位置，其中所述第一距离大于所述中半径弦到所述中心的距离；

确定附连到所述导管、在离所述导管的所述中心的第二距离形成第二超声波路径的第二传感器对的第二弦位置，其中所述第二距离大于所述中半径弦到所述中心的所述距离；

确定沿所述第一超声波路径平均的所述流体的第一路径速度和沿所述第二超声波路径平均的所述流体的第二路径速度，

其中选择所述第一弦位置和所述第二弦位置，使得所述第一路径速度和所述第二路径速度与所述流率的复合比率在雷诺数的所述范围上大致是恒定的。

7.如权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：

确定附连到所述导管、在离所述导管的所述中心的第三距离形成第三超声波路径的第三传感器对的第三弦位置，其中所述第三距离大于所述中半径弦到所述中心的所述距离；

确定沿所述第三超声波路径平均的所述流体的第三路径速度，

其中选择所述第三弦位置，使得所述第一路径速度、所述第二路径速度和所述第三路径速度与所述流率的复合比率在雷诺数的所述范围上大致是恒定的。

8.如权利要求6所述的方法，还包括以下步骤：

确定附连到所述导管、在离所述导管的所述中心的第三距离形成第三超声波路径的第三传感器对的第三弦位置，其中所述第三距离小于所述中半径弦到所述中心的所述距离；

确定沿所述第三超声波路径平均的所述流体的第三路径速度，

其中选择所述第三弦位置，使得所述第一路径速度、所述第二路径速度和所述第三路径速度与所述流率的复合比率在雷诺数的所述范围上大致是恒定的。

9.如权利要求6所述的方法，其中雷诺数的所述范围是从2000到2000000。

10.如权利要求6所述的方法，其中雷诺数的所述范围是从2000到500000。

11.一种确定导管中流体的流率的方法，包括以下步骤：

确定沿多个超声波路径平均的所述流体的路径速度，所述多个超声波路径由在多个弦位置的多个传感器对来形成；

通过确定所述路径速度的加权平均值来确定复合速度；

基于所述路径速度来确定弦速度比率；

基于所述复合速度和所述弦速度比率来确定剖面校正因子；以及

基于所述复合速度和所述剖面校正因子来确定所述流率。

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