涡流测量装置中的密度校正的方法制造方法及图纸

提供了一种用于确定流经涡流测量装置（2）的测量管（4）的至少有时至少二相的介质的质量流量的方法。在此情况中，所述测量管（4）在测量横截面中具有至少一个用于产生涡旋的非流线形体（8），并且记录所产生涡旋的传感器确定介质在所述测量横截面的区域中的流速。本方法涉及根据以下的项确定介质在所述测量横截面的区域中的密度：介质在所述测量横截面的区域中的总比焓；介质在所述测量横截面的区域中的流速；介质在所述测量横截面的区域中的静态压力；和介质在所述测量横截面的区域中的静态温度。另外，根据介质在所述测量横截面中的所确定的流速、所确定的密度和流量横截面，确定所述质量流量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡流测量装置中的密度校正的方法
本专利技术涉及一种用于确定流经涡流测量装置的测量管的至少有时至少二相介质的质量流量的方法，其中该测量管在测量横截面中具有至少一个用于产生涡旋的非流线形体（bluffbody），并且其中通过记录所产生的涡旋的传感器，确定介质在测量横截面的区域中的流速。本专利技术也涉及一种相应实施的涡流测量装置。
技术介绍
为了管道中的可流动介质（例如，流体）的流量测量，尤其是高温度范围的气体流或蒸气流的流量测量，经常应用涡流测量装置。在该涡流测量装置的情况下，通常以下列方式，在流路中布置形成流动介质的流动障碍物的非流线形体，即介质能够在流动障碍物的两侧上流过。在该情况下，涡旋在流动障碍物的两侧上脱落。在该情况下，在大雷诺数范围内，涡旋在流动障碍物的两侧上交替脱落，以便产生交错涡旋排列。该交错涡旋排列被称为卡门涡街。在涡流测量装置的情况下，利用的原理在于，通过其形成这些涡旋的涡旋脱离频率与大雷诺数范围内的各自介质的流速，相应为体积流量，成比例。由涡流测量装置中的传感器记录所产生的涡旋。因此，根据所记录的涡旋的涡旋脱离频率（下文中也称为涡旋频率）和用于给定的涡流测量装置的类型的校准系数特性，能够确定流速，相应为体积流量。如果管道内的过程条件位于流动介质或介质中所含的材料的相变区域中，那么就能够在介质中发生相变。然后，介质以两种或更多种相存在。尤其是，一部分气态介质能够液化出来。在通过涡流测量装置确定质量流量或体积流量的情况下，在该情况下存在一个问题，即该装置必须在非流线形体区域中的测量管（测量横截面）中具有与非流线形体上游和下游的测量管的截面相比缩小的流动横截面。通过该方式，局部提高了介质在测量横截面的区域中的流速。在不可压缩介质的情况下，能够将该效应相对简单地包括在校准系数中，通过该校准系数，考虑测量横截面的区域中的流速和位于测量横截面上游或下游的区段（下文中称为连接管区域）中的流速之间的比例（根据流量横截面的比例确定）。然而在可压缩介质，诸如在气体的情况下，该比例不固定。例如，在气态介质的情况下，在测量横截面的区域中发生明显的温度下降和压降。测量横截面的区域中的介质的密度与连接管区域中的密度明显不同。另外，能够发生下列情况，其中由于横截面的区域中的不同过程条件，一部分介质液化，同时在连接管区域中，介质再次蒸发。这导致测量横截面的区域中的介质密度相当大地偏离连接管区域中的介质密度。通常，能够发生下列问题，其中由于测量横截面的区域中存在的过程条件，一部分介质经历相变，并且该相变随后在连接管区域中逆转。如果以涡流测量装置的各自类型所特定的恒定校准系数，从测量横截面的区域中局部测量的流速（作为替换，测量横截面的区域中局部测量的体积流量）开始计算连接管区域中的流速，那么由于上述效应发生误差。当由于过程条件在测量横截面的区域中局部出现，一部分介质在测量横截面的区域中发生相变时，该问题尤其存在。因此，本专利技术的目标是提供一种用于确定流量的测量值的方法以及一种相应实施的涡流测量装置，在该情况下，防止由于一部分介质在测量横截面的区域中发生局部相变导致的发生测量误差。
技术实现思路
通过权利要求1中限定的方法以及权利要求13中限定的涡流测量装置实现该目标。在从属权利要求中提出本专利技术的进一步有利扩展。本专利技术提供了一种用于确定流经涡流测量装置的测量管的至少有时至少二相的介质的质量流量的方法。在该情况下，该测量管在测量横截面中具有至少一个用于产生涡旋的非流线形体，并且通过记录所产生的涡旋的传感器，确定介质在测量横截面的区域中的流速。在该情况下，本方法包括下列步骤：A）根据以下确定介质在测量横截面的区域中的密度：介质在测量横截面的区域中的总比焓；介质在测量横截面的区域中的流速；介质在测量横截面的区域中的静态压力；和介质在测量横截面的区域中的静态温度；以及B）根据介质在测量横截面的区域中的所确定的流速、所确定的密度和流量横截面，确定质量流量。由于根据本专利技术，确定了介质在测量横截面的区域中的密度，所以可能根据该密度，以及介质在测量横截面的区域中的流速（如由涡流测量装置在测量横截面的区域中局部记录的）和介质在测量横截面的区域中的流量横截面（通过装置尺寸已知），计算介质的正确质量流量。由于质量流量在沿介质输送管道的所有点处都恒定，所以如此确定的质量流量也形成连接管区域的正确值。因为在确定密度的步骤（步骤A））的情况下，输入了介质在测量横截面的区域中的总比焓、介质在测量横截面的区域中的流速、介质在测量横截面的区域中的静态压力和介质在测量横截面的区域中的静态温度，所以在给定情况下，考虑了一部分介质已经经历了相变。因而防止了下列事实导致的在确定的质量流量中的测量误差，即在测量横截面的局部区域中，已经发生了一部分介质的相变。在本专利技术的方法的情况下（并且因此，也在随后解释的本专利技术的涡流测量装置的情况下），在每种情况下，都能够确定各个权利要求中给定的物理变量，或者作为替换，能够确定该变量的替换物理变量特性，以便根据该可替换物理变量，通过分别提出的众所周知的物理关系，可获得物理变量。该基本原理尤其支持确定流速、密度（比较步骤A））和质量流量（比较步骤B））。例如，流速的可替换物理变量是体积流量。同样地，在为了确定（例如，比较步骤A）和B））能够考虑的分别提出的物理变量情况下，在每种情况下，都能够考虑各个权利要求中提出的物理变量，或者作为替换，能够考虑另一物理变量，在该情况下，通过众所周知的物理关系，已知能够为了确定而相应地考虑这些物理关系。在确定密度（比较步骤A））的情况下，该基本原理尤其支持密度、总比焓、流速、静态压力和静态温度，以及在确定质量流（比较步骤B））的情况下，尤其支持流速、密度和流量横截面。因此，在随后解释的确定物理变量（例如，参考进一步扩展）时，这些基本原理也相应地支持，但是将不再每次都明确指出。如在本
众所周知的，流动介质的静态压力和动态压力的和给出其总压力。相应地，流动介质的静态温度和动态温度的和给出其总温度。在该情况下，在本
已知相应的传感器，通过该传感器，可记录流动介质，尤其是在测量横截面的区域中的流动介质的，静态压力和静态温度。该介质通常是可流动介质，其能够由（单一）材料（例如，H2O）或混合物（例如，含水汽或蒸汽的空气）形成。该介质尤其以气相存在，其中一部分该介质有时或者持续以第二相（液体或固体）存在。在该情况下，第一和第二相能够由一种和相同材料形成，其中第一部分以第一相（相应为聚集态）存在，并且第二部分以第二相（相应为聚集态）存在。如果该介质由多种材料（例如，不同的气体，尤其是含蒸汽的空气）组成，那么在所述过程条件下，至少部分液化（即，相变成液相）或冻结（即，相变成固相）尤其是其的仅一种材料。此外，该介质也能够产生至少一种其他相，诸如固体颗粒（例如，沙子或灰尘），然而，在该情况下，对于所述过程条件，不发生相变。因而，该介质也能够具有超过仅两种相。其中布置有非流线形体的测量管尤其形成涡流测量装置的一部分，并且该测量管被插入载有流动介质的管道中。作为替换，其也能够形成各自管道的整体组件。由在流动介质中的非流线形体产生的涡旋尤其形成卡门涡旋，其可由涡旋、流体测量装置的至少一个相应涡旋传感器记录。该非流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.28 DE 102010064278.91.用于确定流经涡流测量装置(2；26)的测量管(4；28)的至少有时至少二相的介质的质量流量的方法，其中所述测量管(4；28)在测量横截面(36)中具有至少一个用于产生涡旋的非流线形体(8；30)，并且其中，在所述测量横截面(36)的区域中，所述涡流测量装置包括：温度传感器(48)和压力传感器(50)，所述温度传感器(48)用于记录所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的静态温度，所述压力传感器(50)用于记录所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的静态压力，以及为了记录所产生的涡旋，所述涡流测量装置包括布置在所述非流线形体(8)下游的至少一个涡旋传感器，所述方法包括：记录所产生的涡旋，用以确定所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的流速；记录所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的静态压力和静态温度；根据下述的项确定所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的密度：所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的总比焓，所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的流速，所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的静态压力和所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的静态温度；以及根据所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的所确定的流速、所确定的密度和流量横截面，确定质量流量，其中，所述介质包括至少一种材料，至少在一部分可能过程条件的情况下，所述材料在所述测量横截面(36)的区域中按第一质量份额以第一相存在，并且按该材料的其余的第二质量份额以第二相存在，其特征在于，下列的至少一个：所述第一相的所述材料在所述测量横截面(36)的区域中的比焓；所述第二相的所述材料在所述测量横截面(36)的区域中的比焓；所述第一相的所述材料在所述测量横截面(36)的区域中的密度；以及所述第二相的所述材料在所述测量横截面(36)的区域中的密度，是根据所述介质在所述测量横截面(36)的区域中存在的所述静态压力，以及根据所述介质在所述测量横截面(36)的区域中存在的所述静态温度来确定的，并且被用于确定所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的所述密度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述涡流测量装置(2；26)中执行确定流速、密度和质量流量的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据被移除了所述介质的系统的压力和温度确定所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的所述总比焓，其中所述介质在被移除前在该系统中处于静止。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据位于所述测量横截面(36)上游或下游的区段中介质的已知总比焓，考虑对该区段直至所述测量横截面(36)的所述介质的热传递，确定所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的总比焓。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一相是气相，并且所述第二相是液相。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过求解方程中所述材料的所述第一相的第一质量份额来确定所述材料的所述第一质量份额，其中通过下述各项的和来表达所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的总比焓：所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的动能；所述第一相的所述材料在所述测量横截面(36)的区域中的比焓乘以所述材料的所述第一质量份额；所述第二相的所述材料在所述测量横截面(36)的区域中的比焓乘以所述材料的所述第二质量份额；以及在给定情况下，还有所述介质中包含的以其各自相存在的另外材料在所述测量横截面(36)的区域中的比焓乘以它们各自的质量份额。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据下列的项确定所述介质在所述测量横截面(36)的区域中的密度：所述第一相的所述材料的所述第一质量份额及其在所述测量横截面(36)的区域中的密度；所述第二相的所述材料的所述第二质量份额及其在所述测量横截面(36)的区域中的密度；以及在给定情况下，还有所述介质中所含的以其各自相存在的另外材料的质量份额以及它们在所述测量横截面(36)的区域中的各自密度。8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述介质在所述测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·霍尔马赫，萨沙·坎伯，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：
国别省市：