本发明专利技术公开一种装置(20)，其用于确定与包含不可凝气体和冷凝液两者的可变流速的流体流内的不可凝气体量有关的不可凝气体参数，该装置包括：测量管(26)，其用于接收所述流体流并设置成使得通过所述测量管(26)的流体流包括不可凝气体和冷凝物的交替区段；流传感器(32)，其用于生成与所述测量管中的所述流体流的流速有关的流速信号；物相传感器(28)，其用于随时监控通过测量管的不可凝气体和凝液流的交替区段并被设置成生成以监控到的所述区段为特征的物相信号；以及不可凝气体确定单元(34)，其被配置成根据所述流速信号和物相信号来确定与所述流体流中的不可凝气体量有关的不可凝气体参数。还公开了一种确定不可凝气体参数的相应方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于确定与包含不可凝气体和冷凝液两者的流体流内的不可凝 气体量有关的不可凝气体参数的装置和方法。
技术介绍
蒸汽流内例如空气的不可凝气体的存在能显著地改变蒸汽流的特性。例如，不可 凝气体可影响蒸汽流的传热特性。此外，不可凝气体可导致蒸汽流内部、例如过热蒸汽区域 和饱和蒸汽区域的不均一的蒸汽特性。 在许多工业生产过程中，希望使蒸汽流内的不可凝气体量最小。一个这样的实例 是例如医药和药物行业的蒸汽流中的产品和/或设备的灭菌。如果蒸汽流内的不可凝气体 量太高，则蒸汽流与设备之间的传热速度可能不足以对设备恰当地灭菌。 通过冷凝蒸汽的样品并且收集所生成的不可凝气体及冷凝液来测量蒸汽流中的 不可凝气体的量是众所周知的。对于灭菌应用，欧洲标准EN285限定了每100ml冷凝液中 3. 5ml(或者3. 5%)不可凝气体的安全极限。 可以按许多方式将不可凝气体引入到蒸汽系统中。例如，可以通过在例如水软化 的水处理期间过度通风来引入不可凝气体。此外，因为不可凝气体（例如，空气）在低温下 更容易被吸收到水中，所以如果用于锅炉的入口水未被充分地预加热，则可以在锅炉上游 处将不可凝气体引入蒸汽系统中。不充分的预加热可发生在可变需求的蒸汽系统中，当锅 炉所需的蒸汽量增大时，因此增大了经过预加热器至锅炉的入口水的流速。 专利文献US4831867公开了一种用于通过提取一部分蒸汽流并且将其冷凝以提 供包含不可凝气体的气泡和冷凝液的液滴的大体上恒定流速的流体流来估算蒸汽流内不 可凝气体的比例的方法和装置。光学传感器记录不可凝气体的气泡经过传感器的累积时间 和冷凝液的液滴经过传感器的累积时间。假设气体和冷凝液经过传感器的各自长度的比值 是不变的，并且流速是大体上不变的。因此，所述方法和装置仅对比气体和冷凝液流过传感 器的累积时间以便估算蒸汽流内不可凝气体的比例。 然而，在流体流的流速是可变的情况下以及在相应蒸汽流具有变化比例的不可凝 气体的情况下，不可凝气体的比例的估算会是不准确的。
技术实现思路
因此，希望提供一种用于测量流体流中不可凝气体量的改进的装置和方法。 根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于确定与包含不可凝气体和冷凝液两者的 可变流速的流体流内的不可凝气体量有关的不可凝气体参数的装置，所述装置包括：测量 管，其用于接收流体流并被设置成使得通过所述测量管的流体流包括不可凝气体和冷凝液 的交替区段；流传感器，其用于生成与测量管中的流体流的流速有关的流速信号；物相传 感器/相位传感器，其用于随时监控流过测量管的不可凝气体和冷凝液的交替区段并被设 置来生成以监控到的所述区段为特征的物相信号/相位信号；以及，不可凝气体确定单元， 其被配置成根据所述流速信号和物相信号/相位信号来确定与流体流中的不可凝气体量 有关的不可凝气体参数。 物相信号/相位信号可以是以监控到的所述区段为特征的随时间变化的曲线/分 布。物相信号可以是监控到的所述区段的时间长度的特征。物相传感器/相位传感器可以 被设置成确定流过测量管的流体流的物相/相位。物相传感器可以被设置成确定流过测量 管的流体流是冷凝液还是不可凝气体。 所述流速信号可以是随时间变化的流速信号。流速信号可与流体流的矢量流速有 关。 不可凝气体确定单元可以被配置成至少部分地通过使物相信号与流速信号相互 关联来确定不可凝气体参数。使物相信号与流速信号相互关联可包括将物相信号映射到流 速信号上，或反之亦然。使物相信号与流速信号相互关联可包括使物相信号的一部分与流 速信号的一部分配对。不可凝气体确定单元可被配置成至少部分地通过由物相信号来确定 不可凝气体区段和/或冷凝液区段的时间长度并使其与流速信号的对应部分相关联以确 定不可凝气体参数。 不可凝气体确定单元可以被配置成至少部分地通过计算与所监控到的不可凝气 体区段的体积成正比的气体体积参数来确定不可凝气体参数。 不可凝气体确定单元可以被配置成至少部分地通过计算与所监控到的冷凝液区 段的体积成正比的冷凝液体积参数来确定不可凝气体参数。不可凝气体确定单元可以被配 置成至少部分地通过计算相当于气体体积参数与冷凝液体积参数的比值或者相当于气体 体积参数与气体体积参数及冷凝液体积参数的总和的比值的不可凝气体比例参数来确定 出所述不可凝气体参数。所述不可凝气体参数可与不可凝气体比例参数成正比。 装置可还包括用于生成与测量管中的流体流的温度有关的温度信号的温度传感 器，并且不可凝气体确定单元可被配置成根据所述温度信号、流速信号和物相信号来确定 出与基准温度下的流体流中的不可凝气体量有关的不可凝气体参数。可以至少部分地根据 与基准温度有关的信号或数量来确定不可凝气体参数，所述信号或数量可以是基准温度。 基准温度可不同于测量管中的流体流的温度。基准温度下的流体流中的不可凝气体量可不 同于优势温度（即，测量管中的流体流的实际温度）状态下流体流中的不可凝气体量，例 如，这是由于通过理想气体定律所述的气体体积上的温度影响。 不可凝气体确定单元可被配置成至少部分地通过计算与所监控到的不可凝气体 区段的体积成正比的不可凝气体体积参数并通过根据测量管中的流体流的温度和基准温 度标定不可凝气体体积参数来确定与基准温度下流体流中的不可凝气体量有关的所述不 可凝气体参数。不可凝气体确定单元可被配置成根据基准温度与测量管中的流体流的温度 的比值来标定不可凝气体体积参数。 可以如此配置所述装置，以使测量管中的流体流的温度低于基准温度。可以如此 配置所述装置，以使测量管中的流体流的温度为大约40°c。基准温度可为80°C。 装置可还包括用于生成与测量管中的流体流的压力有关的压力信号的压力传感 器，并且不可凝气体确定单元可被配置成根据所述压力信号、流速信号和物相信号来确定 与基准压力下流体流中的不可凝气体量有关的不可凝气体参数。可以至少部分地根据与基 准压力有关的信号或者数量来确定不可凝气体参数，所述信号或数量可以是基准压力。基 准压力可不同于测量管中的流体流的压力。 不可凝气体确定单元可被配置成至少部分地通过计算与所监控到的不可凝气体 区段的体积成正比的不可凝气体体积参数并通过根据测量管中的流体流的压力和基准压 力标定不可凝气体体积参数来确定与基准压力下流体流中的不可凝气体量有关的不可凝 气体参数。不可凝气体确定单元可被配置成根据基准压力与测量管中的流体流的压力的比 值来标定不可凝气体体积参数。 可以如此配置所述装置，以使测量管中的流体流的压力高于或低于基准压力。基 准压力可就是或接近大气压力。基准压力可为1大气压或者1巴。 [0021 ] 不可凝气体参数可表示不可凝气体相对于冷凝液的量或者流体流的量的相对量。 不可凝气体确定单元可以在采样周期上确定出不可凝气体参数，在该采样周期， 许多不可凝气体和冷凝液的交替区段流过测量管。 物相传感器可包括对测量管中的流体流的折射率敏感的光学传感器。物相传感器 可包括对测量管中的流体流的密度敏感的超声波传感器。 流传感器可包括超声流传感器。 装置可还包括用于从流体流中排出不可凝气体的通气部。通气部可被设置在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种装置，其用于确定与包含不可凝气体和冷凝液两者的可变流速流体流内的不可凝气体量有关的不可凝气体参数，所述装置包括：测量管，其用于接收所述流体流并被设置成使得通过所述测量管的流体流包括不可凝气体和冷凝物的交替区段；流传感器，其用于生成与所述测量管中的所述流体流的流速有关的流速信号；物相传感器，其用于随时监控流过所述测量管的不可凝气体和冷凝物的交替区段并被设置以生成以监控到的所述区段为特征的物相信号；以及不可凝气体确定单元，其被配置成根据所述流速信号和所述物相信号来确定与所述流体流中的不可凝气体量有关的不可凝气体参数。
【技术特征摘要】
2013.09.20 GB 1316760.61. 一种装置，其用于确定与包含不可凝气体和冷凝液两者的可变流速流体流内的不可 凝气体量有关的不可凝气体参数，所述装置包括： 测量管，其用于接收所述流体流并被设置成使得通过所述测量管的流体流包括不可凝 气体和冷凝物的交替区段； 流传感器，其用于生成与所述测量管中的所述流体流的流速有关的流速信号； 物相传感器，其用于随时监控流过所述测量管的不可凝气体和冷凝物的交替区段并被 设置以生成以监控到的所述区段为特征的物相信号；以及 不可凝气体确定单元，其被配置成根据所述流速信号和所述物相信号来确定与所述流 体流中的不可凝气体量有关的不可凝气体参数。2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述物相信号是以监控到的所述区段为特征的随 时间变化的曲线。3. 根据权利要求1或2所述的装置，其中所述不可凝气体确定单元被配置成至少部分 地通过使所述物相信号与所述流速信号相互关联来确定不可凝气体参数。4. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述不可凝气体确定单元被配置成至 少部分地通过由所述物相信号确定出不可凝气体区段和/或冷凝液区段的时间长度并使 所述时间长度与所述流速信号的对应部分相互关联来确定不可凝气体参数。5. 根据权利要求4所述的装置，其中所述不可凝气体确定单元被配置成至少部分地通 过计算与监控到的不可凝气体区段的体积成正比的不可凝气体体积参数来确定不可凝气 体参数。6. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括温度传感器，其用于生成与所述测 量管中的流体流的温度有关的温度信号，并且其中所述不可凝气体确定单元被配置成根据 所述温度信号、流速信号和物相信号来确定与不同于所述测量管中的流体流的温度的基准 温度下的所述流体流中的不可凝气体量有关的不可凝气体参数。7. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述不可...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·伊斯拉姆，P·亚瑟，B·弗里斯比，D·奥利弗，
申请(专利权)人：斯普瑞斯萨克有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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