用于测定具有液相和气相的流体的流速的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测定超临界流体或者由液相和气相组成的蒸汽或流体的至少一种液相

Measuring device for measuring the flow velocity of a fluid with a liquid phase and a phase

The present invention relates to at least one liquid phase for measuring supercritical fluid or vapor or fluid consisting of liquid phase and gas phase

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测定具有液相和气相的流体的流速的测量装置
本专利技术涉及一种用于测定蒸汽(vapor)的至少一种相的流速的测量装置以及一种用于确定蒸汽的相的流动的方法。
技术介绍
在测量蒸汽例如水蒸气(stream)的流速(flowvelocity)或流量(flowrate)时，会发生所谓的膜态流动(filmflow)，在该情况下液体沉积在测量管壁上并在那里形成周缘分布的液体膜。该液体膜，或该壁流动，代表流动测量的干扰，或者在测量时不被记录。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种测量装置，其使得能够以较少的干扰测量蒸汽的至少一种相的流速。根据本专利技术，提供一种用于测定蒸汽的至少一种液相和/或气相的流速的测量装置。所述装置包括测量管，在测量管上或测量管中布置至少第一流动测量装置的至少一个传感器元件。该传感器元件是用于测量液相或气相或者由液相和气相组成的流体或者超临界流体的流动测量装置的一部分。此外，根据本专利技术，测量管具有至少流入区域和流出区域，其中在这两个区域之间布置中央区域，中央区域的测量管横截面具有比流出区域或流入区域的测量管横截面的面积更大的面积。扩大的横截面减慢了蒸汽，从而液体成分可以完全转移进测量管的底板上的通道中。因此，蒸汽可以被分离成液相和气相以及输送到测量管的下部区域中的液体。每种相可以单独地测量它的流速。如上文所述的干扰、周缘分布、液体膜在这种情形下不会发生。在本专利技术的一个进一步发展中，测量装置的测量管在安装状态具有如下取向，在该情况下流入区域和流出区域相对于重力基本布置在相同的高度处。特别地，在测量管中心线与流入区域处测量管的端面的交叉点和测量管中心线与流出区域处测量管的端面的交叉点之间的直连接线水平延伸，或者连接线从水平偏离不超过20°，特别地不超过10°。本专利技术的有利实施例是从属权利要求的主题。当在测量管上或测量管中，以补充到权利要求1中提到的传感器元件的形式布置至少一个附加的传感器元件是有利的，该至少一个附加的传感器元件测量第二相的流速。采用这种方法，蒸汽的相的流速可以被记录。在这种情况下，液相的流速经常小于气相的流速。所述传感器元件可以是第一流动测量装置的一部分。这是例如用于一种具有多个超声换能器对的超声流动测量设备的情形。采用这种方法，可以实现紧凑的结构。然而，在测量装置中设置两个或更多个单独的流动测量设备也是可能的。在两种情形下，测量装置使得测量液相和气相两者的流速成为可能。实现流量测量也是可能的。为此，可以为测量装置补充填充水平传感器或限制水平传感器，其使得能够检测在测量管中液相的填充水平或指示在测量管中液相已经达到的限制水平。于是，液体分量和气体分量的体积是能确定的，并且在已知密度的情形下，它们的质量分数是能确定的。为了传感器元件的良好的定位，为测量管的中央区域设置用于收集液相的通道是有利的。这个设置意味着小液量也能充分精确地测得。测量管的中央区域包括输气管线段(gaslinesegment)。这也使得传感器元件能够有利定位。测量管可以直接集成到已有的工厂中。为此，测量管能够在每一端末端地连接到过程管线中，优选地通过凸缘连接的方式。总的来说，测量装置能特别有利地以如下紧凑结构实现，其中它具有：至少一个传感器元件，该至少一个传感器元件被布置在测量管的上部区域中用于测定气体的流速；至少一个传感器元件，该至少一个传感器元件被布置在测量管的下部区域用于测定液体的流速；至少一个传感器元件，该至少一个传感器元件被用于测定测量管中的至少一种液体的填充水平；以及评估单元，评估单元确定至少两种相的流动以及与传感器元件连接。所述连接可以通过电缆或者也可以通过无线电连接发生。在这种情形下，每个传感器元件不需要它自己的评估单元，相反，所有传感器信号可以由单个评估单元处理。此外，本专利技术的一种用于确定蒸汽的相的流动的方法包括如下的方法步骤：a)将蒸汽引入测量装置的测量管中，测量管具有至少流入区域和中央区域，其中流入区域具有比中央区域更小面积的横截面，以及其中在测量管中所述蒸汽分离成至少一种液相和气相，b)确定相的流速，c)确定在测量管中一种或多种液相的填充水平，以及d)考虑所确定的流速和填充水平来计算相的流量。采用这种方法，能够测量蒸汽的各个成分的流动。附图说明本专利技术的主题现在将会基于多个实施例的例子和在附图的帮助下更详细的进行解释，附图的图示如下所示：图1是本专利技术的用于测定蒸汽的流速和/或流量的装置的测量管的透视图；图2是本专利技术的装置的第一变体的部分示意图；图3是本专利技术的装置的第二变体的部分示意图。具体实施方式本专利技术主要涉及蒸汽流的相的测量。在这种情形下，蒸汽例如可以是水蒸气。然而，蒸汽也能是其它冷凝气体，例如烃类化合物。在这种情形下，它能特别地包含气体，该气体意图要液化或冷凝。这类流体的典型应用是在冰箱中。此外，本专利技术也能应用在非冷凝气体的情形下，其中存在第二液相。这类蒸汽具有小于1的佛劳德(Froude)数和小于0.3的洛克哈特-马丁内利(Lockhart-Martinelli)参数。高于这些参数的任何流动将会是具有空气气泡的液体。在蒸汽传送管线中，知道蒸汽质量对用户来说是非常有帮助的。这是通过用蒸汽质量除以总质量计算出的。用于该计算的信息可以在扩散器的帮助下获得，扩散器通过增加垂至于测量管轴线的测量管横截面来减慢流动。该扩散器同时起到测量管的作用且包括测量装置的传感器元件，传感器元件测定相的流速和/或流量。在测量管5内的公称直径放大与邻接的过程管线的操作状态无关地形成液相的通道流动。这允许单独测量总质量流动和蒸汽质量流动，从而然后可以计算出水蒸气质量。图1示意性地示出了用于将蒸汽混合物分离成气相和液相的测量管5。测量管5包括具有引入口1A的流入区域1。此外，测量管包括具有排出口2A的流出区域2。引入口1A和排出口2A分别具有中点M1和M2。这些中点M1和M2之间的线是测量管轴线A。进口1A和2A的横截面形状是圆形或者椭圆形。在中点M1和M2之间的测量管轴线A的路线上，横截面形状变化。这包括横截面的扩宽。因此，横截面面积增加。测量管5的横截面形状采用这样一种方式变化，即相对于竖直方向L，在测量管5的下部区域中布置有通道4，在通道4中收集液相。输气管线段3相对于竖直方向L定位在测量管5的上部区域中。输气管线段3在这种情形下具有比通道4大得多的横截面积。图1中所示的测量管5由流入区域1、第一过渡区域6、中央区域7、第二过渡区域8和流出区域2组成，在下文将会更详细地进行解释。流入区域1具有圆形的或者椭圆形的测量管横截面。尤其已经在流入区域1中，测量管横截面的形状在给定情形下可以突然改变。在引入口1A的前部，可以为流入区域1布置对应的管段，该管段具有用于连接到过程管线的凸缘。采用类似的方式，流出区域2也能具有这样的管段。在第一过渡区域6和第二过渡区域8内，测量管横截面改变它的形状和它的面积，其中向中央区域7连续增加或减少面积并且从中央区域7开始面积连续增加或减少。在中央区域7中，测量管5在提到的通道4以及输气管线段3的该整个区域上具有一致的测量管横截面。在图1中，输气管线部分3具有管状弧形外轮廓并且通道4具有U形外轮廓。所述两个外轮廓在这种情形下融合到彼此中。然而在图1中示出的测量管5的形状仅是多个可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量装置，用于测定超临界流体或者由液相和气相组成的蒸汽或流体的至少一种液相

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.25 DE 102014113898.81.一种测量装置，用于测定超临界流体或者由液相和气相组成的蒸汽或流体的至少一种液相和/或气相的流速，所述测量装置包括测量管(5)，在所述测量管上或所述测量管中布置至少第一流动测量装置(10，15)的至少一个传感器元件(10A，15A)，用于测量所述液相或所述气相其中所述测量管(5)具有至少流入区域(1)和流出区域(2)，其中在所述两个区域之间布置中央区域(7)，所述中央区域(7)的测量管横截面具有比所述流出区域(2)或所述流入区域(1)的测量管横截面的面积更大的面积。2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于在所述测量管(5)上或所述测量管(5)中布置所述第一流动测量装置(15)或附加流动测量装置(9)的至少一个附加传感器元件(9A，16A)，从而所述测量装置能够测量所述液相或所述气相的流速。3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于所述测量装置具有填充水平传感器(14)或限制水平传感器(11)，用于测定在所述测量管(5)中所述液相的填充水平或用于显示在所述测量管(5)中所述液相已经达到的限制水平。4.根据前述权利要求中的一项所述的测量装置，其特征在于所述测量管(5)的所述中央区域(7)具有用于收集所述液相的通道(4)。5.根据前述权利要求中的一项所述的测量装置，其特征在于所述测量管(5)的所述中央区域(7)具有输气管线段(3)。6.根据前述权利要求中的一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖纳·赫克尔，奥利弗·波普，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH