用于从管道(10)中的主要流体流(Fm)中采样流体的管道探测器(20)限定了伸长的供应通道(21)和伸长的排出通道(22)。供应通道具有至少一个流入开口(23)，所述至少一个流入开口用于将部分流(Fp)从主要流体流转移到供应通道中；排出通道具有至少一个流出开口，所述至少一个流出开口用于在部分流已经经过环境传感器(30)之后使部分流从排出通道返回到主要流体流中。管道探测器还包括至少一个补偿开口(26)，所述至少一个补偿开口在位于供应通道和排出通道的封闭端和开口端之间的区域中连接供应通道和排出通道。通过存在补偿开口(26)，喷射流(Fj)被产生，当管道探测器暴露于主要流体流(Fm)时，喷射流用于减小供应通道与排出通道之间的压差。道之间的压差。道之间的压差。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于从管道中采样流体的管道探测器的管道传感器及操作方法
[0001]本专利技术涉及用于从管道中的主要流体流中采样流体的管道探测器，涉及配备有这样的管道探测器的管道传感器，并且涉及操作这样的管道传感器的方法。
现有技术
[0002]从现有技术中，如下管道探测器是已知的，该管道探测器用于从管道中的主要流体流中转移部分流，将部分流传递到布置在管道外部的感测元件，并且在部分流已经经过感测元件之后使部分流返回到管道。管道探测器通常具有管状形状，这限定了垂直于管道中的主要流体流延伸的纵向轴线。管道探测器限定了两个通道：供应通道，其用于将部分流从管道传递到管道外部的感测元件；以及排出通道，其用于将部分流从感测元件返回到管道。供应通道和排出通道中的每一个通常在位于管道内部的端处封闭，并且在位于管道外部的另一端处开口。开口端与感测元件流体连通。为了将部分流从管道转移到供应通道中，在供应通道的壁中设置一个或更多个流入开口。通常但不是必须的，这些流入开口面向管道中的流体流。类似地，为了使部分流返回到主要流体流，在排出通道的壁中设置一个或更多个流出开口。
[0003]在US 2006/0027353 A1、US 2008/0257011 A1、US 2013/0160571 A1、US 2013/0255357 A1、EP 2 835 592 A1和DE 10 2014 010 719 A1中公开了各种形状和结构的管道探测器的示例。
[0004]在操作中，管道探测器被布置在管道中，使得主要流体流横向地撞击管道探测器并且绕过管道探测器。由于伯努利/文丘里效应(Bernoulli/Venturi effect)，所产生的主要流体流的偏转通常将在流入开口处导致正背压，并且在流出开口处导致负压。由此，在供应通道与排出通道之间产生压差，压差的大小取决于管道中的主要流体流的流量。该压差又将驱动部分流通过管道探测器，部分流的流量强烈依赖于主要流体流的流量。
[0005]在一些应用中，期望使供应通道与排出通道之间的压差最小化或者至少使压差对主要流体流的流量的依赖性最小化。特别地，如果传感元件采用微粒计数器，则这是正确的，原因是部分流的流量的变化不可避免地导致每单位时间经过微粒物质传感器的微粒数量的不期望的变化。因此，可能希望将流入开口与流出开口之间的压差的变化保持在最小。
[0006]US 2005/0097947 A1公开了管道探测器，该管道探测器形成从空气入口延伸到空气出口的第一通路。第二通路围绕分流板延伸，形成第一通路的旁路。气流测量元件被布置在第二通路中，用于测量穿过第二通路的空气的流速或流量。如果进入管道探测器的气流包含灰尘或液体物质，则灰尘或液体物质穿过第一通路并且被阻止进入第二通路。从而防止灰尘或液体物质污染第二通路中的气流测量装置。在实施方式中，在第一通路和第二通路的交汇点处形成台阶部，从而增大第一通路在那里的截面。因此，包含在气流中的灰尘或液体物质被暂时地拦挡在台阶部处。在另一实施方式中，分流板具有突出到第一通路中并且朝向空气出口倾斜的倾斜部。在又一实施方式中，分流板具有突出到第一通路中并且朝
向空气入口倾斜的倾斜部。倾斜部具有通孔。
[0007]EP 3 258 241 A2公开了微粒物质传感器装置，该微粒物质传感器装置包括在流入口与流出口之间延伸的流通道、辐射源和辐射检测器。提供了一种流调节装置，该流调节装置用于减少微粒物质沉淀到辐射源、辐射检测器或极为贴近它们的通道壁上。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是提供一种管道探测器，该管道探测器呈现出：在存在主要流体流的情况下供应通道与排出通道之间减小的压差以及/或者压差对主要流体流的流量的减小的依赖性。
[0009]该目的通过根据权利要求1所述的管道探测器来实现。本专利技术的其他实施方式在从属权利要求中给出。
[0010]因此，提供了一种用于从管道中的主要流体流中采样流体的管道探测器。管道探测器限定了伸长的供应通道和伸长的排出通道，供应通道和排出通道基本上沿管道探测器的纵向轴线延伸。在操作中，管道探测器的纵向轴线将有利地跨主要流体流延伸，优选地垂直于主要流体流。供应通道和排出通道中的每一个具有封闭端和开口端，开口端被配置用于直接或间接连接至环境传感器。供应通道具有至少一个流入开口，所述至少一个流入开口优选地形成在供应通道的侧向外围表面中(相对于管道探测器的纵向轴线而使用术语“侧向”)，所述至少一个流入开口用于将部分流从主要流体流转移到供应通道中。同样地，排出通道具有至少一个流出开口，所述至少一个流出开口优选地形成在排出通道的侧向外围表面中，所述至少一个流出开口用于在部分流已经经过环境传感器之后使部分流从排出通道返回到主要流体流中。根据本专利技术，管道探测器包括至少一个补偿通道，所述至少一个补偿通道在位于供应通道和排出通道各自的封闭端和开口端之间的区域中连接供应通道和排出通道，以便在管道探测器暴露于主要流体流时减小供应通道与排出通道之间的压差。
[0011]流入开口和补偿通道被布置和定尺寸成：使喷射流通过流入开口，喷射流被引导朝向补偿通道。当管道探测器暴露于主要流体流时产生喷射流，流入开口面向主要流或以一些其他方式相对于主要流被定向，使得主要流体流的一部分将通过流入开口进入供应通道。主要流体流的穿过流入开口的部分被加速以形成喷射流。当喷射流穿过补偿通道时，喷射流被减速。换句话说，喷射流的最大流速在补偿通道的上游(即，在供应通道侧上)比在补偿通道的下游(即，在排出通道侧上)更高。减速引起补偿通道的上游侧与下游侧之间的负压差，这抵消了由流入开口处的背压和由于流出开口处的伯努利/文丘里效应而导致的负压所引起的正压差。通过适当地选择流入开口和补偿通道的尺寸，喷射流可以被定制成使得负压差补偿正压差到如下程度，即，使得在供应通道与排出通道之间产生的压差的值以及压差对主要流体流的流量的依赖性两者大大减小。
[0012]为了确保喷射流被引导朝向补偿通道，流入开口和补偿通道优选地沿共同的喷射轴线对齐。喷射轴线优选地跨管道探测器的纵向轴线延伸，特别地，垂直于纵向轴线。在使用中，喷射轴线可以有利地沿着主要流体流的方向被布置。在一些实施方式中，流出开口也沿相同的喷射轴线被布置。这可以简化管道探测器的制造。
[0013]为了在喷射流穿过补偿通道时使喷射流减速，优选地，补偿通道的自由截面面积
大于流入开口的自由截面面积。另外，优选地，流出开口具有大于或等于补偿通道的自由截面面积的自由截面面积，以避免在流出开口处过大的流阻。
[0014]特别地，假设流入开口和补偿通道具有圆形截面形状，则可以针对流入开口限定第一几何直径D1，并且可以针对补偿开口限定第二几何直径D2。进一步假设流入开口的下游端和补偿开口的上游端间隔距离W，则开口角度α可以由以下等式定义：
[0015][0016]通过用流入开口和补偿通道的相应的液压直径来代替流入开口和补偿通道的几何直径D1、D2，可以容易地将以上开口角度的定义推广到流入开口和补偿通道不具有圆形截本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从管道(10)中的主要流体流(Fm)中采样流体的管道探测器(20)，所述管道探测器(20)限定伸长的供应通道(21)和伸长的排出通道(22)，所述供应通道(21)和所述排出通道(22)基本上沿所述管道探测器(20)的纵向轴线(L)延伸，所述供应通道(21)和所述排出通道(22)中的每一个具有封闭端和开口端，所述开口端被配置用于直接或间接连接至环境传感器(30)，所述供应通道(21)具有至少一个流入开口(23)，所述至少一个流入开口用于将部分流(Fp)从所述主要流体流(Fm)转移到所述供应通道(21)中，并且所述排出通道(22)具有至少一个流出开口(24)，所述至少一个流出开口用于在所述部分流(Fp)已经经过所述环境传感器(30)之后将所述部分流(Fp)从所述排出通道(22)返回到所述主要流体流(Fm)中，所述管道探测器(20)包括至少一个补偿通道(26)，所述至少一个补偿通道在位于所述供应通道(21)和所述排出通道(22)各自的封闭端和开口端之间的区域中连接所述供应通道(21)和所述排出通道(22)，以便在所述管道探测器暴露于主要流体流(Fm)时减小所述供应通道(21)与所述排出通道(22)之间的压差(dp)，其中，所述流入开口(23)和所述补偿通道(26)被布置和定尺寸成使喷射流(Fj)通过所述流入开口(23)，所述喷射流被引导朝向所述补偿通道(26)并且当所述喷射流穿过所述补偿通道(26)时被减速。2.根据权利要求1所述的管道探测器，其中，所述流入开口(23)和所述补偿通道(26)被布置和定尺寸成：通过使穿过所述流入开口(23)的主要流体流的一部分加速来引起所述喷射流(Fj)。3.根据权利要求1或2所述的管道探测器(20)，其中，所述流入开口(23)和所述补偿通道(26)沿共同的喷射轴线(N)对齐。4.根据前述权利要求中任一项所述的管道探测器(20)，其中，所述流入开口(23)具有第一截面面积(A1)，并且所述补偿通道(26)具有第二截面面积(A2)，所述第二截面面积(A2)大于所述第一截面面积(A1)。5.根据权利要求4所述的管道探测器(20)，其中，所述流入开口(23)具有第一液压直径D1，其中，所述补偿通道(26)具有第二液压直径D2，并且其中，所述流入开口(23)的下游端和所述补偿通道(26)的上游端间隔距离W，其中，开口角度α由以下等式定义：并且其中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯，
申请(专利权)人：盛思锐股份公司，
类型：发明
国别省市：
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