本发明专利技术提供了一种测量在流体流中传播的声速和／或漩涡扰动，以便确定这种通过管传播的流的参数的设备。这种设备具有一种检测装置，这种检测装置具有用于测量在这种流中的声压和对流压的变化，以便确定所需要的参数的压力传感器阵列。这种检测装置包括整体的，具有许多互相平行地布置的带的板条。上述带用横向构件连接在一起，以使这些带保持预定的间距。每一块带都有沿着带的大部分长度安装的，用压电薄膜材料制成的带子。这种压电薄膜材料提供表示管道内部的不稳定压力的信号。这种检测装置具有围绕着上述多带板条和压电薄膜材料的导电防护罩，用于提供接地屏蔽。在整个组件周围设置了盖子，用于保护它不受环境的影响。上述整体的多带板条能让这些传感器在制造过程中精确地隔开距离，并能保证管道上的仪表的快速、简单安装。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量一种在管道中流动的处理流体的参数或特征的设备，更具体的说，涉及一种具有夹在管道外表面上的用来测定在管道中流动的处理流体的参数和特征的压力传感器阵列的设备。
技术介绍
用于测量在管道中流动的流体的容积和其他参数和特征的技术有很多种。大多数测量仪都是浸入流中的。例如，涡流测量仪、孔板和差动测量仪都直接置于流体中。这些测量仪应用的范围很窄，都是专门用于流过管道的流体的。还有就是，在某些场合下，根据流体流的不同类型，测量仪的可靠性和使用寿命会大大下降。例如，具有侵蚀性的流体可能使流量计直接暴露于流体中的元件腐蚀或损坏。这些浸入式测量仪的另一个缺点是，为了更换或安装测量仪，必须停止处理或关闭流体的循环，而这是一个代价很高并且很费时的过程。有些测量仪很大并且很重，安装过程十分困难，有时侯需要用几个人来安装。体积小、重量轻的测量仪可以夹在管道的外面，有很多优点。这样的测量仪容易安装，并且不需要在安装过程中关闭流过程。本专利技术提供了一种用于测量在具有各种不同的工作流体的工业系统中使用的，均匀和/或不均匀流体的设备，用它来测定处理流体的各种参数，例如流体的体积流量、气体的体积百分率和流体中流动的微粒的大小。本专利技术提出了一种新颖的流体测量方法，它利用不需要可动零件的非浸入式外部安装的检测元件，因而可靠性很高。这种方法的基础是，在外部安装的传感器阵列上所感应到的，不稳定压力测量值的矩阵处理法。传感器阵列接附在多带传感器板条上，在制造过程中能让这些传感器隔开距离，以便能快速安装好这些传感器，并且隔开准确的距离。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于测量管道中的流体流的不稳定压力，以确定其流动参数的设备，其中，这种设备具有许多接附在单独板条上的压力传感器，使得这些传感器能很容易地夹住在上述管道的外表面上。按照本专利技术，提供了一种用于测量在管道中流动的处理流的参数的检测装置，这种装置包括至少具有两个带的板条。这些带相互连接，在它们之间形成预定的间隔。至少两个压力传感器含有压电薄膜材料。传感器的每个都安装在上述板条相应的带上，其中，上述压力传感器分别提供表示管道中不稳定压力的压力信号。紧固件在管道外表面周围紧固板条。按照本专利技术，提供了一种用于测量管道中流动的处理流参数的设备，这种设备具有用于测量管道中不稳定压力的传感器装置。这种传感器装置包括具有至少两个带的板条，其中，这些带相互连接，在它们之间形成预定的间隔。至少两个压力传感器具有压电薄膜材料。压力传感器的每个都安装在上述板条各自的带上，其中，这些压力传感器分别提供表示管道内不稳定压力的压力信号。紧固件在管道外表面周围紧固板条。处理单元根据压力信号确定处理流的参数。本专利技术的前述的和其它目的、特征和优点，在阅读了下文中对典型的实施例的详细描述之后，将会变得更加清楚明了。附图说明图1是按照本专利技术用于测量和处理流过管道的流体的不稳定压力的设备的示意图；图2是按照本专利技术图1中的设备的传感器头组件的立体图；图3是按照本专利技术图2中的传感器头的分解视图；图4是按照本专利技术多带传感器组件的一部分的俯视平面图；图5是按照本专利技术图4中的多带传感器组件的单个多带板条俯视平面图；图6是按照本专利技术图4中的多带传感器组件的局部装配部分的立体图； 图7是按照本专利技术图4中的多带传感器组件的一部分放大后的分解立体图；图8是按照本专利技术图4中的装配好的多带传感器组件的立体图；图9是按照本专利技术图4中的装配好的多带传感器组件的局部立体图；图10是按照本专利技术图1中的预放大器部件的一个通道的框图；图11是按照本专利技术用于测量管道内处理流的涡流场的设备的框图；图12是按照本专利技术的管道的横断面图，在该管道中有具有干扰结构的管道湍流；图13是按照本专利技术用于测量管道内处理流的涡流场的设备的框图；图14是按照本专利技术，由实施本专利技术的设备处理的数据的kω曲线图，在该图中表明了对流波峰的坡度，以及该对流波峰的最佳函数；图15是按照本专利技术的一种用于测量声音经过在管道内流动的处理液流传播的速度的设备的框图；图16是按照本专利技术的图15中的设备的处理单元的框图；图17是按照本专利技术，由实施本专利技术的设备处理的数据的kω曲线图，在该图中表明了声学的波峰的坡度。具体实施例方式请参见图1，图中提供了一种测量在导管或管道14中流动的流体或混合物12的不稳定压力(P(ω))，并且对这些测量到的不稳定压力进行处理，以确定该流体的参数或其他特征的设备，这种设备在图中总体上用编号10来表示。设备10能够测量流过管道14的单相的流体流(如气体、液体)和/或多相的流体(如气体/液体混合流、液体/固体混合流、气体/固体混合流、蒸汽、浆状物和纸浆、加入空气的气体和液体及其混合物)的特性或参数。具体的说，这些测定的特性和参数包括流体的体积流量、流体的浓度或成分、流体的密度、流体的马赫数、流体中流动的微粒的大小、流体的空气/质量比、流的速度、体积流率，和/或混入液体或浆中的空气的百分比。举例来说，按照本专利技术所述的设备10，能够测定声音通过在管道14中流体12传播的速度，用以测量出单相或多相流体特定的特征。这种设备还可以测定通过管道14的旋涡扰动或湍流涡旋188(见图12)传播的速度，以确定流体12的流动速度。为了简化本专利技术的描述，通过管道传播的流是指一种流体流，如前文所述，这种流或者流体12可以是一种单相的或多相的流。这种设备10有夹紧在上面的检测装置16(或检测头)，它包括，至少两个沿着管道14的外表面22沿轴向隔开距离的压力传感器18，19的阵列，处理流在该管道内传播。检测部件16的传感器的阵列中可以有任何数量的压力传感器18-21，例如8个、16个或者N个传感器。一般，测量的精确度随着阵列中的传感器数量的增加而增长。压力传感器18、19测量由管道14中的声的和/或旋涡扰动所产生的不稳定压力，它们分别表示通过管道中流体12传播的声音速度(SOS)和混合流体12的速度。压力传感器18-21的输出信号(P1(t)-PN(t))提供给预放大处理单元单元39，其放大压力传感器18-21所产生的信号。处理单元(或发射器)24处理这些压力测量数据P1(t)-PN(t)，并如上文所述，确定流体12的需要的参数和特性。如后面将要详细描述的那样，设备10具有运用下述一项或全部两项技术来测量声音的速度(SOS)，以及流率(或速度)的能力1)使用压力传感器18-21的阵列确定音频扰动或者声波在流体12中传播的声音速度，和/或2)使用压力传感器18-21的阵列确定旋涡扰动或“旋涡”在流体12中传播的速度。通常，第一种技术测量是用在流体12中传播的音频扰动所产生的不稳定压力，来确定声音在液流中传播的速度(SOS)。知道了流的压力和/或温度，以及音频扰动的声音的速度，处理单元24就可以确定下列各种参数流体的体积流量、流体的浓度或成分、流体的密度、流体的马赫数、流过流体的微粒的大小、流体的空气/质量比、和/或混入液体或浆中的空气的百分比，这些都在下列专利文献中描述过2003年1月23日递交的申请号为NO.10/349,716的美国专利申请(CiDRA案卷号NO.CC-0579)；2003年2月26日递交的申请号为NO.10/376,427的美国专利申请(CiDRA案卷号N本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测量在管道中流动的处理流的参数的检测装置，这种装置包括：至少具有两个带的板条，其中，这些带相互连接，在它们之间形成预定的间隔；至少两个含有压电薄膜材料的压力传感器，每个传感器都安装在上述板条相应的带上，其中，上述压力 传感器分别提供表示管道中不稳定压力的压力信号，以及用于在管道外表面周围紧固板条的紧固件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J沙利文，TJ拜利，MA达维斯，MR费尔纳尔德，R尼兹戈尔斯基，
申请(专利权)人：塞德拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。