本发明专利技术公开了一种压差流量测量系统，包括连接到测量电路的压力传感器。细长探测器被配置以插入到管道中，所述管道载送过程流体流。压力传感器感测在流体流过探测器时在流体流中产生的压差。涡旋脱落稳定器定位成接近细长探测器并且定位在过程流体流中。涡旋脱落稳定器被配置以稳定靠近细长探测器的流体流中的涡旋脱落。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种压差流量测量系统，包括连接到测量电路的压力传感器。细长探测器被配置以插入到管道中，所述管道载送过程流体流。压力传感器感测在流体流过探测器时在流体流中产生的压差。涡旋脱落稳定器定位成接近细长探测器并且定位在过程流体流中。涡旋脱落稳定器被配置以稳定靠近细长探测器的流体流中的涡旋脱落。【专利说明】具有改进的皮托管结构的基于压差的流量测量装置
本专利技术涉及测量工业过程中的过程流体的流量。更具体地，本专利技术涉及采用使用 压差的均速皮托管或均速管流量计（averagingpitottube)测量流量。
技术介绍
过程工业采用过程变量变送器以监测与物质相关的过程变量，所述物质例如是化 工、纸浆、石油、制药、食品和其它处理设备中的固体、泥浆、液体、蒸汽和气体。过程变量包 括压力、温度、流量、液位、浑浊度、密度、浓度、化学组成及其它性能。过程流量变送器提供 与感测到的过程流体流量相关的输出。流量变送器输出可以在过程控制回路上被发送到控 制室，或者该输出可以被发送至另一个过程设备，以便可以监测和控制该过程的操作。 通过改变管道的内部几何形状并且应用算法到在流动流体中的被测量的压差来 测量在密闭的管道中的流体流量是已知的。传统地，如通过采用文丘里流量计改变管道的 横截面，或通过将流动改变装置，如节流板、均速皮托管等插入该管道中，改变该管道的几 何形状。 均速皮托管均速皮托管大致包括稍微阻碍管道内的流体流的主体。该皮托管的上 游和下游间的压差被测量并且与流量相关。但是，不同压差变化可能在流量确定中引起误 差。
技术实现思路
-种压差流量测量系统，包括连接到测量电路的压力传感器。细长探测器被配置 以插入载送过程流体流的管道中。压力传感器感测在流体流经探测器时在流体流中产生的 压差。涡旋脱落稳定器定位成接近细长探测器并且定位在过程流体流中。涡旋脱落稳定器 被配置以稳定靠近细长探测器的流体流中的涡旋脱落。 【专利附图】【附图说明】 图1示出本专利技术的流量测量系统和过程管道的剖视图。 图2是根据本专利技术的一个示例性实施例的流量测量系统和流量变送器的简化框 图。 图3A是均速皮托管和在过程流体流过该管时产生的涡旋脱落的透视图。 图3B、3D和3F是压力幅值与时间关系的曲线图。 图3C和3E是针对各种涡旋脱落情况的压力幅值与频率关系的曲线图。 图4A是图1中所示的均速皮托管的前视图并且图示示例性的边界层导流栅。 图4B是在图1中所示的均速皮托管的后视图并且图示示例性的边界层导流栅。 图4C是在图1中所示的均速皮托管的透视图并且图示示例性的边界层导流栅。 图5A和图5B是包括被布置为位于均速皮托管的下游的板的涡旋脱落稳定器的均 速皮托管的顶部剖视图。 图5C是具有下游板的均速皮托管的另一个配置的顶部剖面图。 图6是涡旋脱落稳定器的另一个示例性实施例的透视图。 【具体实施方式】 如在
技术介绍
部分所讨论的，基于均速皮托管的流量传感器通常通过在流动的流 体中产生压差进行操作。压差传感器可以用于感测该压差，并且所感测的压力可以与过程 流体的流量相关。已知的是，如果从皮托管获得的上游和下游压力是横跨流管的直径取得 的平均压力，则可以得到更精确的流量测量。虽然这的确提供更精确的流量动测量，但由于 在流体移动通过探测器时在压差中产生的不稳定振荡，在流量测量中仍然可能出现误差。 特别地，低频振荡可能被不正确地检测为流量变化。本专利技术稳定涡旋脱落低频振荡，并且因 而提供更精确的流量测量。这将在下面被更详细地描述。 图1是图示本专利技术的实施例的环境的一个例子的过程控制系统10的示意图。流量 测量系统12通过过程控制回路16被连接至控制室14 (被建模为电压源和电阻）。回路16 可以利用适当的协议在流量变送器12和控制室14之间通信流量信息。例如，过程控制回 路16根据过程工业标准协议操作，如可寻址远程传感器高速通道（HART? ) ,FOUNDATION? 现场总线或任何其它合适的协议。此外，过程控制回路16可以包括其中信息被以无线方式 传送的无线过程控制会路，例如，使用按照IEC62591标准的无线HART?:通信协议。可以使 用其它通信技术，包括以太网或光纤连接。 图1还示出诸如管道或封闭管道18之类的过程流体容器，在该过程流体容器中安 装压差测量探测器20。探测器20是均速皮托管，其径向地横跨管道18的内侧。图1中的 方向箭头24表示在管道18中的流体流动的方向。流体歧管26和流量变送器壳体13被示 出为安装在皮托管20的外端上。变送器壳体13可以包括压差传感器28,压差传感器28通 过多个通道30流体地连接到探测器20。另外地，图1示出可选的辅助传感器连接件27,辅 助传感器连接件27用于将由探测器20携带的一个或多个过程变量传感器连接到流量变送 器13内的电路。例如，这可以被用来连接到温度传感器。如下面更详细地说明的那样，涡 旋脱落稳定器（在图1中未示出）被定位成靠近探测器20以稳定靠近探测器20的涡旋脱 落振荡。 图2是流量变送器12的系统框图。流量测量变送器12包括流量变送器壳体13 和压差测量探测器20。流量测量变送器12能够连接至诸如回路16之类的过程控制回路， 并且适合于发送与管道18内的过程流体流的流量相关的过程变量输出。变送器12包括回 路通信器2、压差传感器28、测量电路34和控制器36。 回路通信器32连接至诸如回路16的过程控制回路，并且适于在过程控制回路上 进行通信。这种通信可以依照诸如上面所讨论的协议的任何合适的过程工业标准协议。 第一和第二端口 38,40通过通道30连通到探测器20的相应的第一和第二集流腔 室（plenum)42,44。传感器28可以是具有响应于所施加的压力的变化而变化的电特性的任 何装置。例如，传感器28可以是电容式压力传感器，在电容式压力传感器中，电容响应于在 端口 38和40之间施加的压差而变化。也可以使用其他的测量技术。 测量电路34被连接到传感器28并且被配置以提供与端口 38和40之间的压差有 关的传感器输出。测量电路34可以是能够提供与压差有关的适当信号的任何电子电路。例 如，测量电路34可以是模数转换器、电容-数字转换器或任何其它适当的电路。 控制器36被连接到测量电路34和回路通信器32。控制器36适于提供过程变量 输出到环路通信器32,该过程变量输出与由测量电路34提供的传感器输出相关。控制器 36可以是微处理器或者任何其他适当的装置。通常地，控制器36将压差转换成与过程流体 的流量相关的输出。控制器36可以执行补偿，例如，使用曲线拟合技术或类似技术来调整 压差和流量之间的非线性关系。其他因素可以被用于补偿流量测量，包括补偿由于温度、被 感测的过程流体、绝对压力等引起的变化。 虽然已经相对于各个模块描述了环路通信器32、测量电路34和控制器36,可以设 想，它们例如可以结合在专用集成电路（ASIC)中。同样地，在基于微处理器系统中的各种 软件组件可以实现测量电路34、控制器36和通信器环路32的各方面。 压差测量探测器2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于压差的流量测量系统，包括：压差传感器，该压差传感器具有与过程流体的流量相关的压力传感器输出；连接到压差传感器的细长探测器，该细长探测器被配置以插入载送过程流体流的管道中；在细长探测器中的上游集流腔室，该上游集流腔室具有至少一个上游开口，所述至少一个上游开口连接到压差传感器，由此将上游压力施加到压差传感器；在所述管道中的下游集流腔室，该下游集流腔室具有至少一个下游开口，所述至少一个下游开口连接到压差传感器，由此将下游压力施加到压差传感器；和涡旋脱落稳定器，定位成靠近细长探测器并且定位在过程流体流中，该涡旋脱落稳定器被配置以稳定靠近细长探测器的涡旋脱落。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·尤金·维克隆德，
申请(专利权)人：罗斯蒙特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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