用于测量流体流的温度和速度的工厂、测量系统及方法技术方案

一种测量经过工厂(1)的装置(5,7,11)的流体流的温度和速度的方法，包括将至少两个传感器(13)定位在装置中的步骤。对于各个传感器(13)，确定用于从另一个传感器(13)接收的声信号(17)的行进路径(18a,18b)。各个传感器(13)发射处于与待由流体流中的其他传感器(13)发射的声信号(17)的频率不同的频率的声信号(17)。基于由传感器接收到的声信号(17)来确定流体流的速度分布和温度分布。测量系统可包括传感器(13)和计算机装置(15)，计算机装置(15)可基于由传感器(13)接收到的声信号(17)来确定经过装置(5,7,11)的流体流的速度分布和温度分布。工厂(1)可构造成实施该方法，或包括测量系统的实施例。

Plant, measuring system and method for measuring temperature and velocity of a fluid flow

A method of measuring the temperature and velocity of a fluid flow through a device (5,7,11) of a plant (1), including a procedure for positioning at least two sensors (13) in the device. For each sensor (13), a travel path (18a, 18b) used for receiving an acoustic signal (17) received from another sensor (13) is determined. Each sensor (13) fires an acoustic signal (17) at frequencies different from the frequencies of the acoustic signals (13) emitted by other sensors (17) that are to be contained in the fluid stream. The velocity distribution and the temperature distribution of the fluid flow are determined based on the acoustic signal received by the sensor (17). The measurement system includes a sensor (13) and computer device (15), a computer device (15) based on the sensor (13) received acoustic signal (17) to determine the device (5,7,11) velocity distribution of fluid flow and temperature distribution. The plant (1) may be configured to implement the method, or to include embodiments of the measurement system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量流体流的温度和速度的工厂、测量系统及方法
本创新涉及构造成探测以及探测和/或测量流体流的温度和速度的设备，具有此至少一个此类设备的工厂，以及制作和使用其的方法。
技术介绍
美国专利申请公布第2012/0150413号公开了一种方法，燃气涡轮的气体流的温度可由该方法测量。用于测量工厂的气体流的温度的机构和方法的其他示例可从美国专利申请公布第2014/0144156号、第2013/0047576号、和第2010/0050591号了解。用于识别气体的温度的测量系统可能无法提供关于测量的气体的其他信息。此类系统还可能无法提供可用于识别对计划预防性维护的需要的信息。
技术实现思路
根据本文所示的方面，一种测量经过工厂的装置的流体流的温度和速度的方法，包括将至少两个传感器定位在装置中的步骤。对于各个传感器，可确定用于从其他传感器接收的声信号的行进路径。各个传感器可将处于与待由其他传感器发射的声信号的频率不同的频率的声信号发射到流体流中。还可基于由传感器接收到的声信号来确定流体流的速度分布和温度分布。根据本文所示的其他方面，一种用于工厂的装置的测量系统可包括传感器阵列和计算机装置。传感器阵列可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量经过工厂的装置的流体流的温度和速度的方法，所述方法包括：将至少两个传感器定位在所述装置中；对于各个传感器，确定用于从另一个传感器接收的声信号的行进路径；各个传感器将处于与待由另一个传感器发射的声信号的频率不同的频率的声信号发射到所述流体流中；以及基于由所述传感器接收到的声信号来确定所述流体流的速度分布和温度分布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.11 EP 15154742.91.一种测量经过工厂的装置的流体流的温度和速度的方法，所述方法包括：将至少两个传感器定位在所述装置中；对于各个传感器，确定用于从另一个传感器接收的声信号的行进路径；各个传感器将处于与待由另一个传感器发射的声信号的频率不同的频率的声信号发射到所述流体流中；以及基于由所述传感器接收到的声信号来确定所述流体流的速度分布和温度分布。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个传感器包括：声收发器，其具有接收器单元和发送器单元。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个传感器包括：高音扬声器和接收器。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述速度分布和所述温度分布包括：基于所述流体流的温度和速度波动之间的理论相关性，估算由各个传感器接收到的各个声信号的行进路径以及估算各个声信号的测得的行进时间和预期的行进时间之间的差异。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括：应用时间依赖随机反演方法来估算各个声信号的测得的行进时间和预期的行进时间之间的差异。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述流体流的温度和速度波动之间的理论相关性而估算各个声信号的测得的行进时间和预期的行进时间之间的差异包括：连续地计算：(i)对于若干时刻，在各个时刻的流体速度的空间平均；(ii)在各个时刻的误差方差；以及(iii)使用连续时刻的信息的空间波动。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：基于确定的温度分布和确定的速度分布中的至少一者，确定所述装置需要维护以解决以下至少一者：对所述流体流的阻塞、热点、以及流体的泄漏；以及其中所述流体是气体或液体。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述行进时间的变化基于以下确定：其中：t是时间；L是用于声信号的行进路径的长度；c0(t)是声速的空间平均；T0(t)是温度的空间平均；v0(t)是所述流体的速度矢量的空间平均；ΔT是温度的局部波动；Δv是所述流体的速度矢量的局部波动；l是单位矢量；且R是所述装置中的所述流体经过的位置。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定行进时间的变化包括：计算所述流体的速度空间平均；将所述速度空间平均的局部波动与确定的速度空间平均相比较；以及通过将确定的局部波动从所述速度空间平均中减去来确定各个行进时间。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，流体流的速度空间平均基于以下确定：其中：i是迭代步骤；t是时间；L是用于声信号的行进路径的长度；c0是声速的空间平均；U0是在沿限定的x轴的方向上的所述流体的平均速度分量；V0是在沿限定的y轴的方向上的所述流体的平均速度分量；且φ是声音传播相对于所述限定的x轴的角度。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述速度空间平均的局部波动基于：其中：T0是温度的空间平均；ΔT是温度的局部波动；ΔU是沿所述限定的x轴的流体速度的波动；ΔV是沿所述限定的y轴的流体速度的波动；且R是所述装置中的所述流体经过的位置。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括：估计所述流体流的第三维度，以确定所述行进时间。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括：以至少两个维度生成所述流体流的确定的温度分布和确定的速度分布的显示。14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装置是燃烧器、锅炉、炉子、燃气涡轮、热回收蒸汽发生器、或换热器。15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述温度分布是二维温度分布，且所述速度分布是二维速度分布。16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括：基于所述确定的温度分布和所述确定的速度分布中的至少一者来确定所述装置经历以下至少一者：对所述流体流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：KY哈夫纳，D海尼斯，P德库塞梅克，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH