CN101632004A - 包括光纤布拉格光栅传感器的卡门涡流流量计组件以及测量流体流速的方法 - Google Patents

包括光纤布拉格光栅传感器的卡门涡流流量计组件以及测量流体流速的方法 Download PDF

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Abstract

一种包括流体通道与流量计的组件，所述流量计(1)包括至少一个在所述通道(C)中延伸的涡流发生体(2)，每个涡流发生体(2)被设置成在工作过程中在流经所述通道(C)的流体中产生卡门涡流(V)，其中，每个涡流发生体(2)设置有光纤布拉格光栅传感器(3、7、FBG)的第一光纤布拉格光栅(FBG)，其中，利用与产生所述涡流(V)的所述涡流发生体(2)的所述相应的光纤布拉格光栅(FBG)相关的光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号，可检测到由所述涡流发生体(2)产生的所述涡流(V)的卡门涡流频率(fe)。

Description

包括光纤布拉格光栅传感器的卡门涡流流量计组件以及测量流体流速的方法
技术领域
本发明涉及包括流体通道和流量计的组件，以及测量流体流速的方法。
背景技术
在油井/气井中，经常将水或蒸汽注入油田/气田中以提高产量。希望能提供有关可用的水/蒸汽注射管中的流动状况的信息。然而，只有有限数量的流量计可用于井下应用，这些流量计都非常昂贵、笨重且复杂(参见例如在美国专利第6,691,584 B2中描述的系统)。
此外，JP200387451(Hishida Yasyuyki)描述了一种光学流速传感器，其中使用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating)来检测在流的方向上发生弯曲的柔性检测杆的流致弯曲(flow induced bending)。由于弯曲与流速之间的相关性是非线性的，因而这种结构造成校准这种传感器相对较难，而且此外还需要一个额外的布拉格光栅来提供温度补偿。此外，由于测量的类型(使用FBG反射传感器信号的振幅来测量应变(strain))，并且由于杆的柔性会随时间而发生变化，从而导致测量结果随时间而出现漂移，因此这种传感器并不非常准确。此外，这种传感器不是非常适合用于井下应用。
发明内容
本发明的目的是解决这些问题。特别地，本发明致力于提供一种组件和方法，其中，可以使用相对便宜的、紧凑的并且耐用的装置优选地在相对宽阔的范围对流体流速进行准确地测量。
为此，根据本发明的实施方式，以权利要求1的特征表征了所述组件。
有利的是，所述流量计包括在通道中延伸的至少一个涡流发生体(vortex shedder)，每个涡流发生体都被配置成在工作过程中在流经所述通道的流体中产生卡门涡流(Karman vortex)，其中各涡流发生体都设置有光纤布拉格光栅传感器的第一光纤布拉格光栅(FBG)，其中利用与涡流发生体的各自的所述第一光纤布拉格光栅有关的光纤布拉格光栅传感器信号，可以检测到由所述涡流发生体产生的涡流的卡门涡流频率。另外，例如通过对若干个FBG流传感器进行复用，可以提供一个使用单根光纤的传感器阵列。
已经发现，本组件可以提供非常准确的流速测量结果，可以非常好地对其进行重现。另外，本组件的所述流量计(特别是所述涡流发生体与各自的光纤布拉格光栅部分)可以制作得紧凑并且耐用，并且还可以以相对便宜的装置来提供所述流量计。
指导本发明的基本思想是，可以将所述流量计的所述光纤布拉格光栅部分与卡门涡流发生体简单地集成在一起。通过根据与各自的光纤布拉格光栅相关的所述传感器信号来推断卡门涡流频率，所述流量计仍然可以准确地确定流体流动速度。由于卡门频率与所述流体流动速度大体上相互线性地相关，因此卡门频率提供了对所述流动速度的非常可靠的测量，特别在井下应用中常见的特定流体速度范围内。此外，可以使用相对简单的处理装置来处理FBG传感器信号以发现单个相应的FBG所检测到的卡门频率。
从出版物“A water flowmeter using dual fiber Bragg grating sensors andcross-correlation technique”(Shoichi Takashima et al，Sensors and Acuators A116 2004 pp.66(Elsevier))中，已知了在水流量计本身中对光纤布拉格光栅的使用。然而，该出版物倡导应用位于非流线形体(Bluff body)的下游的至少两个单独的悬臂式FBG传感器，其中需要将对应的传感器信号进行互相干以检测时间延迟，并且其中所述流动速度是从所述两个FBG传感器之间的距离以及所述时间延迟得出的，因此该出版物远离了本发明。这个已知的系统是昂贵的、复杂的、易于发生机械故障的、占用了很大的空间并因此很难进行安装。此外，该系统只能在一个方向上检测流体的流速。
此外，根据一种实施方式，提供了一种根据本发明的所述组件的流量计，所述流量计特别地适于利用与所述至少一个涡流发生体的各自的第一光纤布拉格光栅相关的至少一个对应的光纤布拉格光栅传感器信号，通过确定在工作过程中由所述至少一个涡流发生体发出的涡流的卡门涡流频率来测量流体通道中的流体流速。由于所述布拉格光栅传感器可以避免在井下使用电子装置，因此所述流量计非常适用于井下应用的极端的条件(高温和高压)。
另外，提供了一种测量在通道中流动的流体的流体流速的方法。该方法可例如利用根据本发明的流量计，并且该方法具体地包括以下步骤：
-在所述通道中设置至少一个涡流发生体，每个涡流发生体都在流经所述通道的所述流体中发出卡门涡流；
-向所述涡流发生体提供具有至少一个第一光纤布拉格光栅的光纤，所述光栅被配置成取决于所述光栅所承受的应变量来反射具有特定波长的光学信号，其中，卡门涡流形成的流体压力变化导致了相应的光纤布拉格光栅所承受的应变发生变化；
-向光纤中发送光学信号，所述信号具有这样的波长，即，在所述光栅正在受到预定量的应变(例如，没有应变)的影响的情况下，所述第一光纤布拉格光栅至少部分地反射该波长；
-检测由所述涡流发生体的所述第一光纤布拉格光栅反射的所述光学信号；以及
-处理所述检测到的光学信号以根据所述检测到的信号的变化来确定所述流体流速。
优选地，该方法包括以下步骤：
利用所述光纤布拉格光栅来测量所述涡流发生体的表面部分的表面应变变化。
附图说明
在从属权利要求中描述了本发明的更有利的实施方式。通过参照下面所描述的并在附图中示出的非限定性的实施方式，本发明的这些方面以及其它方面将被阐明并变得明显。
图1示出了本发明的一种实施方式的纵向截面；
图2示出了沿图1中的线II-II的横截面；
图3示出了沿图1中的线III-III的纵向的示意性横截面；
图4是图1的实施方式的涡流发生体的透视图；
图5是图4中示出的发生体的纵向截面图；
图6是图4的发生体的前视图；
图7是沿图6中的线VII-VII的横截面图；以及
图8示出了一个示例的所测量的关于流动速度的分离(shedding)频率的曲线图。
具体实施方式
在本申请中，以相同或相应的标号表示相同或相应的特征。
图1-6示出了包括流体通道C以及流量计1的组件的非限制性实施方式。
流体通道C(例如，流体线、流体管、流体渠(fluid line/pipe/conduit)可被配置成导引流体，例如，气体、气体混合物、空气、液体、液体混合物、水、蒸汽。在特定的实施方式中，通道C可以被设置成向油田或气田中注入流体，然而，技术人员将理解，可以将通道C用于很多其它的应用中。在本实施方式中，通道C具有直径(宽度)W的大致圆形横截面。技术人员应理解的是，通道还可以具有不同的结构，例如具有长方形或正方形的横截面，或者不同的横截面。
流量计1被配置成在工作过程中对流经通道C的流体的流体流速进行测量。为此，流量计1包括在通道C中延伸的至少一个涡流发生体2(在该附图中仅示出了一个)。在其它的实施方式中，组件具有多个分隔开来的涡流发生体2，从而在通道C中的不同位置检测流速。在该情况下，可以使用流量计1检测流速分布曲线，从而例如确定或估计正在注入油田或气田的特定部分(层)的流体的量。例如，如技术人员应理解的，发生体2可以在通道中充分地延伸(参见附图)，或部分地延伸。
各涡流发生体2被配置成在工作过程中在流经通道C的流体中产生卡门涡流(参见图3)。在图3中以箭头Y指出流体流动方向。特别地，各涡流发生体2包括非流线形体2，非流线形体2具有两个涡流分离边缘t，这两个涡流分离边缘t优选地是大体上平行的明显的侧缘。非流线形体2可以被设置成使这些边缘t相对于非流线形体的剩余部分位于上游位置(参见图3)或者另选地被设置成使这些边缘t相对于非流线形体的剩余部分位于下游位置(例如，在图3中的流动方向发生颠倒的情况下)。在本实施方式中，非流线形体2刚性地连接到通道壁11。
特别地是，流量计1基于在放置在流动的流体中的障碍物(非流线形体2)上涡流发生的原理。边界层由于粘性而在非流线形体2的两侧增厚，并且可以在由边缘t设置的分离点发生分离。在工作过程中，涡流V可以另选地在非流线形体2的两侧分离，涡流分离频率为fK。从现有技术中已知，根据以下等式1：
fK＝St(U/Db)                    (1)
涡流发生频率fK与流动速度U成正比，其中St是无量纲斯特鲁哈尔数(dimensionless Strouhal number)，U是流动速度(m/s)，而Db是非流线形体的直径/宽度(m)。如众所周知的，斯特鲁哈尔数St是针对特定的非流线形体的特性，并且其在相对大范围的雷诺数(Reynolds number)中恒定，因而流速(m/s)与发生频率之间的关系在较广的流速范围内是线性的。例如，如果流动速度在0.5m/s到5m/s(操作弹性1∶10)的范围内，则可以使用本实施方式，并且例如，在各种操作压力下，本实施方式可以具有从20摄氏度到350摄氏度的工作温度。另外，技术人员应该理解的是，流量计1可被配置成在这些速度与温度范围之外使用。通过选择其上(通过在发生体2上引入明显的边缘t而)准确地限定了分离点的发生体2，可以控制边界层。
非流线形体2可以由各种材料制成。例如，非流线形体2可以由刚性的、抗腐蚀的材料制成，特定地可以由例如不锈钢、或铝等合适的金属、合金、钢或硬塑料、强化塑料(由于耐用性的原因，不锈钢优选地用于井下应用)、和/或其它合适的材料。
图4-7更加详细地示出了非流线形体/发生体结构的有利实施方式。为了使流动速度与涡流发生之间存在线性关系，本涡流发生体2提供了明确限定的分离线(边缘)t，并且具有大体上T形的横截面。为此，特别地，发生体2配置有第一部分2A(即，T形的T的顶部)与第二部分2B(即，T形的T的中线)，第一部分具有两个分离边缘t，而第二部分是分流(fluid dividing element)元件2B。
第一发生体部分2A与第二发生体部分2B都可以具有各种结构。第一发生体部分2A与第二发生体部分2B优选地由相同的材料制成，然而，这不是必须的。
有利的是，第一发生体部分2A是刚性的、优选地是刚性地固定(即，在工作过程中大体上不移动)在通道C的壁11上的大体上实心的部分2A。第一发生体部分2A包括前表面，其相对于纵向的通道方向(即，在使用中流经通道C的流体的流动方向Y)大体上横向地延伸，其中前表面的侧边是发生体2的涡流分离线t。
在本实施方式中，第一发生体部分2A的长度L1大体上等于或接近等于流动通道直径/宽度X1(参见图1)，因而通道C的壁扮演了流分离边缘t的作用(即，每个流分离边缘t的相对端位于或接近通道壁11的相应的通道壁部分)。因此，非流线形体2的第一部分2A从通道C的第一内壁部分11a向通道C的相对第二内壁部分11b延伸，如图1-2所示，并且优选地在中央通过通道C。这里，例如，窄缝仍然可以在非流线形体2的一端与通道壁之间延伸，例如，已经在图1中指出了具有大约1mm或更小宽度的缝隙Z。
例如，在耐用的结构中，通过卡夹、粘接、焊接、合适的耦接、螺栓连接、可拆卸连接、或这些方式的组合、和/或不同的方式，第一发生体部分2A可以在一端(或另选地，两端)牢固地固定到通道壁部分(或多个通道壁部分)。在本实施方式中，第一发生体部分2A的一端固定到已经牢固地连接到第一通道壁部分的安装结构9。例如，该安装结构可以包括用以保持非流线形体2的第一安装部分9a、经由以三角形结构相互隔开的三个第一螺栓13a固定到第一部分9a的第二安装部分9b、以及将安装第二部分9b连接到通道壁11的第三安装部分9c。此外，通道壁11可包括开口12以将由第一安装部分9a保持的非流线形体2引入通道C。安装结构9可以被配置成在安装后设置对开口12进行密封的防流体泄露密封。
在另一实施方式中，相应的非流线形体部分2A的长度L1显著地小于流动通道直径/宽度X1，其中非流线形体2可以包括相对涡流分离边缘t而侧向延伸的一个或更多个端板，以控制非流线形体2的边界层。
在另一实施方式中(参见图3)，相对纵向的通道方向而横向测量的两个涡流分离边缘(线)t之间的距离Db大于在相同方向上测量的流体通道C的宽度X2的十分之一(例如，大约为流体通道C的宽度的四分之一)，其中，两个涡流分离边缘t之间的所述距离Db优选地小于通道C的宽度X2的二分之一。由于在本实施方式中，通道C具有圆形的截面，因此最后提到的通道宽度X2等于在图1中以箭头X1指出的上述通道宽度。
第一发生体部分2A的纵向截面优选地大体上是三角形(如图3、图7中那样)或截断三角形、或具有其它形状。
优选地，第二发生体部分2B具有板状、条状或片状结构，这些结构具有大体上的矩形形状(如在本实施方式中的那样)。例如，第二发生体部分2B的尺寸可以是这样制作的，即，在三个正交方向上，一个正交方向(厚度K)显著地小于(例如，至少小50倍)第二正交方向与第三正交方向中的每一个(长度L2与宽度G)。
另外，优选地，第二发生体部分2B大体上在纵向的通道方向上延伸，并且具有两个流体压力接收表面，这两个流体压力接收表面相互面对并隔开，被配置成在工作过程中交替地接收涡致压力变化(vortex inducedpressure variation)(参见图3)，并且将被这些压力变化所应变。在本实施方式中，特别地是，压力变化造成了第二发生体部分2B的与流动方向Y垂直的振动和/或变形(换而言之，发生体部分2B的涡致变形和/或振动将主要在该部分2B的横向上，在图3中以箭头q指出，即振动和/或变形大体上垂直于该发生体部分2B的压力接收表面)，变形和/或振动导致了第二发生体部分2B中的表面应变。
在本实施方式中，第二发生体部分2B在第一发生体部分2A的中央延伸，与包含两个分离边缘t的非流线形体表面垂直，并且优选地在安装后从中央通过通道C。例如，如在本实施方式中那样，非流线形体的外部轮廓(包括第一部分2A和第二部分2B)可以相对于纵向的中央镜面(mirror plan)大体上镜像对称。
在本实施方式中，第二发生体部分2B的一个横边(图5A中该部分的下边)与第一发生体部分2A的相应边平齐地延伸(参见图5)。然而，第一发生体部分2B的另一横边与安装结构9分隔开来(参见图5)，其间的距离在图5中以箭头H标出。
第二发生体部分2B是压力变化接收部分2B，或者应变部分，其被配置成在工作过程中接收涡致压力变化。特别地是，卡门涡流可在第二发生体部分2B中(在图3中以箭头q标出)，更具体地说，在第二发生体部分2B的表面部分中引起应变变化(即，工作过程中的涡致压力变化导致了第二发生体部分2B的/第二发生体部分2B中的表面应变)。例如，第二发生体部分2B在工作过程中可以稍稍地弹性变形，使得该发生体部分2B在工作过程中由于接收涡流相关的压力变化而进行微振荡q，微振荡q导致了第二发生体部分2B的两个侧表面(压力接收面)的应变发生变化。已经发现，这些应变变化在与第一发生体部分2A相邻的区域(即，与第一发生体部分2A的接合处)尤其相对较高。
在另一实施方式中，发生体2的压力变化接收部分2B(即，第二部分)包括两个横边，这两个横边与相对的纵向流限制部分(在该实施方式中，包括横向发生体一侧的通道壁部分，以及横向发生体另一侧的安装结构部分)分隔开来。例如，在图1中，在矩形涡流发生体部分2B的(图中)下横边与通道壁11之间的距离Z优选地在大约0.1mm-10mm之间，特别地是大约1mm-2mm，而矩形涡流发生体部分2B的(图1中)上横边与第一安装部分9a的表面之间的缝隙的宽度H也优选地在大约0.1mm-10mm的范围内，尤其是大约1mm-2mm。因此，第二发生体部分2B的横向不受相对的流限制表面的限制，使得涡致压力变化可以使第二发生体部分2B中的表面应变变化和/或第二发生体部分2B的振荡。特别的是，涡致压力变化可以引起涡流发生体的振动和/或变形，振动和/或变形可造成表面应变。
因此，优选地，第二发生体部分2B的长度L2(在与分离线t平行的方向上所测量的)稍稍小于第一发生体部分2A的长度L1，长度上的差异例如在大约0.1mm-20mm的范围内，尤其是在大约1mm-2mm的范围内(参见图5)。
第二发生体部分2B的长度L2优选地大于该部分2B的外部部分(尾部)的宽度G，该宽度G是沿纵向的通道方向测量的(参见图5；这里，第二发生体部分2B的宽度G是从第一发生体部分外部延伸的、作为该发生体的流体压力变化接收部的部分的截面的宽度)。例如，第二部分2B的长度L2可以在该部分2B的所述宽度G的大约1.5-2倍的范围内。在L2处于G的1.7-1.9倍的范围内的情况下，尤其是在长度L2等于宽度G乘以1.8的情况下，发现了良好的结果。
另外，已经发现，在第二发生体部分2B的厚度K(在其横向测量所得)小于大约10mm的情况下，优选地小于大约5mm并且尤其是在大约1mm-2mm的范围内的情况下(参见图7)，可以取得良好的结果。
可以通过各种方式将第一发生体部分2A与第二发生体部分2B相互连接起来。例如，可以一体地制作第一发生体部分和第二发生体部分。另外，可以利用粘合、焊接、螺栓连接(如在图1-7的实施方式中利用螺栓6)、压夹、力封闭式固定、形封闭式固定、以上方式的组合和/或以不同的方式使第一发生体部分2A与第二发生体部分2B相互连接。在本实施方式中，第二发生体部分2B包括在第一发生体部分2A中延伸并由此被第一发生体部分2A所保持的内部部分，以及上述的在第一发生体部分2A之外延伸以感知涡致压力变化的外部部分(具有所述的宽度G)。优选地，如从附图看到的，第二发生体部分2B的所述外部部分(尾部)大体上是连续的，提供了大体上不间断的(连续的)压力接收表面。
优选地，第一发生体部分2A与第二发生体部分2B是这样配置的，即，相对的涡流压力变化可在发生体的特定区域(例如，与第一发生体部分2A相邻的第二发生体部分2B的外部部分)引起相对大的应变变化。
另外，各涡流发生体2都设置有光纤布拉格光栅传感器(3、7、FBG)的第一光纤布拉格光栅FBG。在工作过程中，利用与涡流发生体2的各自的第一光纤布拉格光栅FGB相关的光纤布拉格光栅传感器信号，可检测该涡流发生体2生成的涡流V的卡门涡流频率fK。优选地，第一光纤布拉格光栅FBG被附接到发生体2的经受了相对较大的表面应变变化的部分，该表面应变变化是在工作过程中由涡流压力变化引起的振动/变形而造成的。并且该第一光纤布拉格光栅FBG被配置成对这些应变变化进行检测。
另外，在另一实施方式中，相应的涡流发生体2的光纤布拉格光栅FBG被设置成特别地经由发生体2的压力变化接收部分2B的压力变化所导致的应变变化来感知所述的压力变化，并且改变相应的光纤布拉格光栅传感器信号，作为对压力变化进行感知的结果。优选地，将光纤布拉格光栅FBG安装为或靠近第二发生体部分2B的压力接收表面、或在其中延伸、或与其毗邻、或嵌入其中，从而使光纤布拉格光栅FBG对在工作过程中由该发生体部分2B的变形/振动造成的所述表面应变灵敏。
有利的是，第一光纤布拉格光栅FBG与相应的涡流发生体2的涡流分离表面(该表面含有两条涡流分离线t)分隔开来。另外，优选地，第一光纤布拉格光栅FBG的位置与第二发生体部分2B的两个横边分隔开来。
此外(根据图5)，第一光纤布拉格光栅FBG的纵向方向在工作过程中优选地与流体流动方向围成小于90°的角，例如，小于30°的角，并且优选地是小于5°的角。在本实施方式中，第一光纤布拉格光栅FBG的纵向方向与流体流动方向Y之间的角度大约是0°。
特别的是，压力变化接收部分/第二发生体部分2B一体地包括弯曲的光纤部8，该弯曲的光纤部8至少部分地沿着弯曲的路径延伸并且包含第一光纤布拉格光栅FBG(参见图4-5)。大体上在与纵向通道方向正交的方向上(参见图5)，弯曲的光纤部8的第一部分8a优选地距自由的发生体边缘E短的距离延伸，该发生体边缘E与涡流发生体2的涡流发生表面相面对并隔开。光纤部8的第二部分8b优选地设置在涡流发生体2的涡流发生表面的附近，并且大体上与纵向的通道方向平行地延伸。在本实施方式中，这个第二光纤部8b包括第一光纤布拉格光栅FBG。特别的是，设置在发生体2上或发生体2中的光纤部的弯曲路径包括第一弯曲A1以将光纤从第一发生体部分2A处的入口位置向自由发生体边缘E引导，并且具有随后的第二弯曲A2(弯曲方向与第一弯曲的弯曲方向相反)以将光纤从自由发生体边缘E引导返回第一发生体部分2A，到与入口位置分隔开来的布拉格光栅位置。
在另一实施方式中(未示出)，光纤可以更加弯曲(例如，沿和/或通过涡流发生体2成大体上完整的环形)，并且可以将其向着通道壁11引导回并且通过支撑结构9，例如，向另一涡流发生体2引导以在其它发生体2中/在其它发生体2处设置另一第一布拉格光栅。在这种情况下，光纤入口位置(点)也可以设置光纤退出位置(exit location)。
特别的是，在本实施方式中，安装结构9包括通孔15(参见图5)以使光纤7从通道C外部的区域进入涡流发生体2中。第一发生体部分2A可包括相似的孔径以接收光纤7的一部分。第二发生体部分2B可包括弯曲的凹槽5或孔以保持住包含第一光纤布拉格光栅FBG的弯曲的光纤部8。在另一实施方式中，还可以使用通孔15来将光纤7向着另一位置(例如，另一涡流发生体(未示出))再次从涡流发生体2通过通道壁11引导出通道。
例如，发生体2的光纤接收凹槽5可具有小于第二发生体部分2B的厚度K的深度，例如，小于1mm的深度，例如，大约0.4mm。例如，光纤接收凹槽5的深度可以小于第二发生体部分2B的厚度K的二分之一，从而靠近该部分2B的侧面设置光栅FBG和/或将光栅FBG设置在该部分2B的侧面中。优选地，弯曲的光纤部8大体上嵌入相应的发生体部分2B中。可以使用合适的粘合剂(例如，可热固化的树脂、环氧树脂、或其它类型的粘合剂)将具有布拉格光栅FBG的光纤部8固定到相应的凹槽5中。优选地，光纤接收凹槽5被配置成以大体上互相依靠的形式来保持相应的光纤部。在非限制性的实施方式中，凹槽5的宽度可以是大约1mm。
同样，所述组件可以具有模块式结构，其中该组件可包括多个涡流发生体2，各发生体2优选地设置有所述光纤布拉格光栅传感器的第一光纤布拉格光栅FBG。在这种情况下，可以简单地在单个光纤7上设置不同的发生体2的所有的第一光纤布拉格光栅FBG，其中光纤7可从一个发生体延伸到另一个发生体以发送传感器信号。
对于技术人员来说，对光纤布拉格光栅传感器本身的操作是已知的。在一实施方式中，各光纤布拉格光栅FBG都被配置成大体上对通过该光纤7向光栅FBG发送的一个特定波长的光学信号进行反射，并且大体上传送所有的其它波长。这里，反射的光的波长取决于光栅FBG中折射系数的变化。反射的波长被称为布拉格波长λb，其由下面等式给出：
λb＝2neff.Λ                    (2)
其中，neff是在光纤7中传播的光学模式的有效折射系数，而Λ是光栅的周期。应变、温度以及压力可改变光纤的特性，并因此改变反射的波长λb。例如，传感器信号的振幅是光栅FBG在工作过程中所经受的应变量的指标。在本实施方式中，特别的是，使用反射的波长来作为流动速度的指标，其中，可以以相对简单的方式来检测波长的变化(即，反射的传感器信号振幅的变化)，从而确定上述的卡门频率fK。
例如，光纤7可以是具有一个或更多个布拉格光栅FBG的标准光纤，其具有大约2cm到3cm的最小弯曲半径和针对各个布拉格光栅FBG的大致为2cm的光栅长度N(参见图5)。技术人员应理解的是，光纤7还可以具有更小的弯曲半径和/或更短的光栅。例如，有利的是，第一光纤布拉格光栅的长度N可以是大约1cm。
在本实施方式中，第一光栅FBG主要地用于检测涡流发生体2中/涡流发生体的变化的应变，其中，可以对各传感器信号中所产生的变化进行处理从而确定流体的流动速度U。第一光栅FBG的优选位置是在发生体2的尾部2B的开始处，紧随(截断的三角形的)第二发生体部分2A之后(见图5、7)，这是由于已经发现在工作过程中，在发生体尾部2B的这个部分，卡门涡致应变变化最大。
优选地，在工作过程中，整个第一光栅FBG可以大体上均匀地应变，这是通过与纵向的通道方向大体上平行地设置光栅FBG来实现的。然而在实践中，在本实施方式中，对于获得准确的测量结果来说，应变在整个光纤上完全恒定不是必须的。这是由于频率(即，振幅的变化，而不是振幅本身)是测出的参数，因而检测到的反射信号的振幅变化不会影响流量测量的结果。与此相反，在JP200387451中示出的装置中，由于光栅的不均匀应变，反射信号的传感器振幅信号具有相对较大的误差。
本组件可包括合适的传感器系统3(例如，包括一个或更多个合适的处理器和/或分析仪，例如，Deminsys Commercial公司的市售系统)，该传感器系统光连接到光纤7。在光栅受到预定量的应变(例如，没有应变)的影响的情况下，传感器系统3可被配置成产生光学信号并向光纤7发送该光学信号，该信号具有至少部分地被第一光纤布拉格光栅FBG反射的波长(即，上述的布拉格波长)。在组件包括具有不同布拉格波长λb的不同光纤光栅FBG的情况下，光学信号可以复用有具有这些不同的布拉格波长λb的不同的信号部分，使得传感器系统3可以同时地相互独立地使用不同的光栅FBG。
另外，传感器系统3可以被配置成对(多个)涡流发生体2的各第一光纤布拉格光栅FBG所反射的光学信号进行检测，并且对检测到的(多个)光学信号进行处理从而根据所检测到的(多个)信号的变化来确定流体流速。
在图1-7的实施方式的工作过程中，流体流动将引起在发生体2处的涡流发生，这将造成非流线形体2的尾部2B上的压力波动。由于压力波动，将引起尾部发生振荡，导致尾部2B的表面应变波动并因此导致整个第一光纤布拉格光栅FBG的应变波动(第一光纤布拉格光栅FBG优选地安装在第二发生体部分2B的相应表面上或靠近第二发生体部分2B的相应表面，从而测量表面应变)。将对作为振荡的结果的表面应变进行测量。通过传感器系统3向光纤7发送具有涡流发生体2的第一光纤布拉格光栅的布拉格波长FBG的光学信号，并且对第一光纤布拉格光栅FBG所反射的相应的光学信号进行检测，可以容易地实现这一点。之后，对检测到的光学信号进行处理以检测检测到的信号的变化(这些变化是光栅FBG所经受的变化的应变的结果)，从而使用上面的等式1根据这些变化来确定流体的流速。因此，应用单个FBG传感器在流体通道C的特定位置对流速进行检测，其中，例如，不需要对不同的光栅传感器信号执行复杂的互相干。
图8示出了按照本实施方式执行的实验而测出的发生频率fK关于相应流动速度的曲线图。在实验中，将流经通道C的流体的流动速度Uflow设定为11个不同的预定值(从0m/s到5.5m/s，步长0.25m/s)，并且对所获得的FBG传感器信号进行处理以检测卡门频率。根据图8，三个不同的测试批次全部提供了检测到的频率fK对流动速度Uflow的相同的线性曲线图。既可以从低流速(在本示例中，0.5m/s)获得可靠数据，也可从高流速(在本示例中，5.5m/s)获得可靠数据。
从以上可以看出，本申请提供了光纤光涡流流量计1，其中，在一种实施方式中，可以使用光纤布拉格光栅(FBG)传感器来测量涡流发生所导致的应变。该传感器使用标准光纤7的相对小的部分，从而由于可以直接地将传感器信号馈送至地面，因而在井下不需要电子装置。光纤流量计的优点是，流量计在本质上是安全的，并且不受电磁干扰影响。非流线形体2可大体上是T形的，包括截断的三角形部分2A，长尾部分2B固定到截断的三角形部分2A。优选地将该形体的尾部2B制作的尽可能的薄，从而增加其变形并因此增加传感器所测出的应变。流量计1可检测单相流(液体或气体)，例如，水、蒸汽、或其它流体。
已经发现，本实施方式可以针对测量的线性和信号质量提供优化的非流线形体的设计，其中，FBG可在相对大的流速速度范围向传感器信号提供可检测的应变振荡信息。因此，传感器可提供准确的流速测量值，并且对于流速变化非常灵敏。
另外，例如，大体上T形的形体(例如本实施方式)是产生应变的最适宜的非流线形体结构。非流线形体2B的矩形板状截面的偏差可以相对地高。此外，T形的形体也是仅有的可用于以一根光纤来连接一系列流量计的形状。而且，已经发现，这种形状可在工作过程中提供非常好的传感器信号信噪比。
在另一实施方式中，与涡流发生体2相连接的光纤部分可包括其它的光纤布拉格光栅以例如检测温度。在一实施方式中，涡流发生体2可设置有光纤布拉格光栅传感器系统3、7的第二光纤布拉格光栅FBG2，该第二光纤布拉格光栅FBG2被配置成对作为对温度变化进行的感知结果而改变相应的光纤布拉格光栅传感器信号。为此，第二光纤布拉格光栅FBG的纵向方向优选地与纵向的通道方向大体上垂直地延伸。
例如，额外的(第二)光栅FBG2可设置在大体上不受卡门涡流V影响的发生体的位置处。在图5中，以箭头FBG2指出了温度光栅的两个可能的位置。例如，可以将第二光纤光栅FBG2设置在所述的弯曲光纤部8的第一部分8a处，或者靠近接近通道壁11的进入点(可选地也是退出点)。
另选地，该组件可设置有另外的光纤，该光纤不包括所述的第一光栅FBG，而是包括第二光栅并且在流体流中保持第二光栅以测量流体温度。
此外，根据另一实施方式，例如根据出版物“A study of mass flow ratemeasurement based on the vortex shedding principle”(H.Zhang et al.，FlowMeasurement and Instrumentation 17(1)，2006)，利用相对于发生体2位于上游(并且与发生体2分隔开来)的压力传感器的测量结果，可将本发明用于质量流(mass flow)确定。
尽管已经参照附图对所例示的本发明的实施方式进行了非常详细的说明，但应该理解的是，本发明并不受到这些实施方式的限制。本领域的技术人员可以实现各种不同的改变或修改，而不会脱离在权利要求中所限定的本发明的范围或精神。
应该理解的是，在本申请中，术语“包括”并不排除其它部件或步骤。另外，在未使用量词的情况下不排除复数的形式。不应将权利要求中的任一(多个)标号理解为对权利要求范围的限制。
可以以不同的方式来制作发生体/非流线形体2，并且发生体/非流线形体2可具有不同的形状。例如，第一发生体部分可以具有大体上三角形的截面、截断的三角形的截面等不同的截面。
另外，例如，可以只将将非流线形体2的第一部分2A的一端固定到通道壁11，或如果需要可将两端固定到通道壁11。
此外，例如，涡流发生体2不是必须包括第二部分2B。根据一实施方式，发生体2只包括第一部分2A(特别地具有两个分离边缘t)，其中第一部分2A包括至少一个(第一)光纤布拉格光栅FBG。
技术人员应理解，在发生体2完全地延伸进入通道时，或者例如在发生体2只是部分地插入通道中的情况下(例如，通道直径/截面的大约0.25倍)，本组件可进行工作。

Claims (18)

1、一种包括流体通道与流量计的组件，所述流量计(1)包括至少一个在所述通道(C)中延伸的涡流发生体(2)，各涡流发生体(2)被设置成在工作过程中在流经所述通道(C)的流体中产生卡门涡流(V)，其中，各涡流发生体(2)设置有光纤布拉格光栅传感器(3、7、FBG)的第一光纤布拉格光栅(FBG)，其中，利用与产生所述涡流(V)的所述涡流发生体(2)的相应的光纤布拉格光栅(FBG)相关的光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号，能够检测到由所述涡流发生体(2)产生的所述涡流(V)的卡门涡流频率(fK)。
2、根据权利要求1所述的组件，其中，各涡流发生体(2)包括非流线形体(2)，该非流线形体(2)具有大体上平行的两个涡流分离边缘。
3、根据权利要求2所述的组件，其中，具有大体上平行的两个涡流分离边缘的第一发生体本体部分被固定到所述通道(C)的壁(11)。
4、根据权利要求2或3所述的组件，其中，在相对于纵向通道方向的横向上测量的所述两个涡流分离边缘(t)之间的距离(Db)大于在相同方向上测量的所述流体通道(C)的宽度(X2)的十分之一，例如，大约为所述流体通道(C)的所述宽度的四分之一，其中，所述距离(Db)优选地小于所述通道(C)的宽度(X2)的二分之一。
5、根据权利要求4所述的组件，其中，在横向的通道方向上测量的非流线形体(2)的长度大体上等于在相同方向上测量的所述通道(C)的宽度。
6、根据上述任一权利要求所述的组件，其中，所述第一光纤布拉格光栅(FBG)与所述相应的涡流发生体(2)的涡流分离表面分隔开来。
7、根据上述任一权利要求所述的组件，其中，在工作过程中，所述第一光纤布拉格光栅(FBG)的纵向方向与流体流动方向围起小于90°的角，例如小于30°的角，并且优选地是小于5°的角。
8、根据上述任一权利要求所述的组件，其中，所述涡流发生体设置有压力变化接收部(2B)，该压力变化接收部(2B)被配置成在工作过程中接收涡致压力变化，其中，所述相应的涡流发生体的所述光纤布拉格光栅(FBG)被安排成特别地经由所述发生体(2)的所述压力变化接收部(2B)的压力变化导致的表面应变变化来感知这些压力变化，并且改变作为对所述压力变化进行感知的结果的相应的光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号。
9、根据权利要求8所述的组件，其中，所述涡流发生体(2)的所述压力变化接收部(2B)是流体分割元件(2B)，该流体分割元件(2B)大体上在纵向通道方向上延伸并且具有两个流体压力接收表面，所述两个流体压力接收表面相互面对并隔开，并且被配置成在工作过程中交替地接收涡致压力变化。
10、根据权利要求8或9所述的组件，其中，所述压力变化接收部(2B)一体地包括弯曲的光纤部(8)，该弯曲的光纤部(8)至少部分地沿弯曲的路径延伸并且包含所述的第一光纤布拉格光栅(FBG)，其中，所述光纤部(8)的第一部分优选地离开与所述涡流发生体(2)的涡流发生表面相面向并隔开的发生体边缘短的距离地在大体上相对于纵向通道方向正交的方向上延伸，其中，所述光纤部(8)的第二部分优选地设置在靠近所述涡流发生体(2)的涡流发生表面的位置并且在纵向的通道方向上大体平行地延伸。
11、根据权利要求8-10中任一项所述的组件，其中，所述发生体(2)的所述压力变化接收部(2B)大体上具有矩形的形状，所述压力变化接收部(2B)包括与相对的纵向的流限制部分隔开来的两个横向侧，其中，在所述矩形涡流发生体部(2B)的各横向侧与相对的纵向的流限制部分之间的距离优选地在大约0.1mm-10mm的范围内，特别地是大约1mm-2mm。
12、根据权利要求8-11中任一项所述的组件，其中，所述压力变化接收部(2B)的厚度小于大约10mm，优选地小于大约5mm并且特别地在大约1mm-2mm的范围内。
13、根据上述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述涡流发生体(2)具有大体上T形的横截面，其中，所述涡流发生体优选地由刚性的、抗腐蚀的材料制成，特别地是由钢或硬塑料制成。
14、根据上述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述涡流发生体(2)设置有光纤布拉格光栅传感器(3、7、FBG)的第二光纤布拉格光栅(FBG)，所述第二光纤布拉格光栅被配置成作为感知温度变化的结果而改变相应的光纤布拉格光栅传感器信号，其中，所述第二光纤布拉格光栅(FBG)的纵向方向优选地相对纵向的通道方向大体上垂直地延伸。
15、根据上述权利要求中任一项所述的组件，其中，该组件包括多个分开的涡流发生体(2)，各涡流发生体(2)都设置有所述光纤布拉格光栅传感器(3、7、FBG)的所述的第一光纤布拉格光栅(FBG)，其中，单个光纤(7)设置这些第一光纤布拉格光栅(FBG)。
16、一种根据上述权利要求中任一项所述的组件的流量计，该流量计具体地适用于利用与至少一个所述涡流发生体(2)的相应的第一光纤布拉格光栅(FBG)相关的至少一个相应的光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号，通过确定由所述至少一个涡流发生体(2)在操作期间发生的涡流(V)的卡门涡流频率(fK)来测量流体通道中的流体流速。
17、一种测量流经通道(C)的流体的流体流速的方法，该方法包括以下步骤：
在所述通道(C)中设置至少一个涡流发生体(2)，各涡流发生体(2)在流经所述通道(C)的流体中从相应的涡流发生边缘产生卡门涡流(V)；
向所述涡流发生体(2)提供具有至少一个第一光纤布拉格光栅(FBG)的光纤(7)，所述光栅被配置成取决于所述光栅所承受的应变量来反射特定波长的光学信号，其中，由卡门涡流(V)产生的流体压力变化导致相应的光纤布拉格光栅(FBG)所承受的应变的变化；
向所述光纤(7)发送光学信号，所述信号具有在所述第一光纤布拉格光栅(FBG)光栅承受预定量应变、例如没有应变的情况下，至少被所述光栅部分地反射的波长；
检测所述涡流发生体(2)的所述第一光纤布拉格光栅(FBG)反射的光信号；以及
处理所检测到的光学信号以根据所述检测到的信号的变化来确定所述流体流速。
18、根据权利要求17所述的方法，该方法包括以下步骤：
利用所述光纤布拉格光栅(FBG)，测量所述涡流发生体(2)的表面部分的表面应变变化。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102128653A (zh) * 2010-12-29 2011-07-20 上海华魏光纤传感技术有限公司 分布式光纤测量流量装置及方法
CN102879042A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 克洛纳测量技术有限公司 涡旋流量测量仪、压力传感器和制造压力传感器的方法
CN103267544A (zh) * 2011-11-21 2013-08-28 克洛纳测量技术有限公司 涡流式流量测量设备和相关的光纤套管
CN108020275A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 施耐德电子系统美国股份有限公司 在严苛环境中使用的涡流流量计
CN109839211A (zh) * 2019-04-03 2019-06-04 沈银峰 一种分布式光纤水体温度及流速分布的测量装置
CN110715170A (zh) * 2018-07-12 2020-01-21 康蒂泰克Mgw有限公司 用于控制在管道中流动的流体的涡流的装置

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009109056A1 (de) * 2008-03-07 2009-09-11 Belimo Holding Ag Vorrichtung zum messen und regeln eines volumenstroms in einem lüftungsrohr
EP2141502B1 (en) 2008-07-03 2012-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Wind energy installation comprising a wind speed measuring system
PL2172654T5 (pl) * 2008-10-01 2014-04-30 Grundfos Management As Agregat z pompą wirową
US8459127B2 (en) * 2008-10-29 2013-06-11 Rosemount Inc. Flowmeter body with a groove in a flowmeter outlet surface
EP2486375B1 (en) * 2009-10-08 2016-07-20 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus configured to detect a physical quantity of a flowing fluid and a respective method
CA2791407A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Avgi Engineering, Inc. Vortex flow meter
DE102010012924B4 (de) 2010-03-26 2013-03-28 Karlsruher Institut für Technologie Massenstromsensor und Verfahren zur Bestimmung des Massenstroms in einem Rohr
DE102010044583B4 (de) * 2010-09-07 2012-05-10 Krohne Messtechnik Gmbh Auslenkungsmessgerät nach dem Interferometrieprinzip
US8139905B1 (en) 2010-10-08 2012-03-20 Michael Louis Bazzone Generator protection system
WO2012047239A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Generator Diagnostic Services, Inc. Generator protection system
US8098967B1 (en) 2010-10-08 2012-01-17 Michael Louis Bazzone Generator protection system
US8749766B1 (en) * 2012-04-24 2014-06-10 The Boeing Company Optical airflow sensor
CN102768048A (zh) * 2012-07-18 2012-11-07 昆明理工大学 一种基于三角柱型旋涡发生体的光纤Bragg光栅涡街流量计及其使用方法
EP2703797A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-05 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Pressure sensing assembly
US20140139820A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-22 Schlumberger Technology Corporation Methods for Measuring Fluid Flow in Subterranean Wells
US8966970B2 (en) * 2012-12-18 2015-03-03 General Electric Company Flow sensor assembly having a hybrid sensor response
US20140260588A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Halliburton Energy Services Flow Sensing Fiber Optic Cable and System
CN103344289B (zh) * 2013-07-03 2015-06-10 山东省科学院激光研究所 液体流量非浸入式测量装置及传感探头
US9410422B2 (en) 2013-09-13 2016-08-09 Chevron U.S.A. Inc. Alternative gauging system for production well testing and related methods
WO2015142803A1 (en) 2014-03-18 2015-09-24 Schlumberger Canada Limited Flow monitoring using distributed strain measurement
US10260921B2 (en) 2014-09-30 2019-04-16 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Thermal flow meter
JP2019521350A (ja) * 2016-07-21 2019-07-25 マイクロ・モーション・インコーポレーテッドＭｉｃｒｏ Ｍｏｔｉｏｎ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ プロセス侵入が低減された渦流量計
US10393560B2 (en) * 2017-03-03 2019-08-27 General Electric Company Mass flow meter including a flexible plate
EP3378381A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-26 Koninklijke Philips N.V. Intravascular blood flow determination based on vortex shedding
US10650931B2 (en) * 2017-03-27 2020-05-12 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Acoustic flowmeters and methods of using the same
KR101969097B1 (ko) * 2017-12-14 2019-04-15 (주)태을이피씨 센서가 설치된 관 연결부를 이용한 유량 측정 및 누수 감지시스템
BR102018011823A2 (pt) * 2018-06-11 2019-12-24 Faculdades Catolicas conjunto e método para medição da vazão de fluido em tubulações
CN112654842A (zh) * 2018-08-30 2021-04-13 微动公司 用于涡旋流量计的非侵入式传感器
RU185539U1 (ru) * 2018-09-13 2018-12-07 Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" Узел крепления сенсоров в проточной части вихревого расходомера
RU190635U1 (ru) * 2019-05-06 2019-07-05 Акционерное общество "Промышленная группа "Метран" Узел крепления сенсоров в проточной части вихревого расходомера
CN114088239B (zh) * 2020-07-31 2023-08-22 潍坊嘉腾液压技术有限公司 一种用于流体多参数测量的传感器组件的制作及封装方法
CN116772947B (zh) * 2023-06-25 2024-04-19 温州福鑫仪表有限公司 一种旋进漩涡流量计

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2408246C3 (de) * 1974-02-21 1981-10-15 Bopp & Reuther Gmbh, 6800 Mannheim Durchflußmeßgerät
JPS5115467A (en) * 1974-07-29 1976-02-06 Hokushin Electric Works Karumanuzuoryoshita daikokeiryuryokei
DD127531A1 (zh) * 1976-07-15 1977-09-28
GB2058340A (en) * 1979-09-11 1981-04-08 Standard Telephones Cables Ltd Measuring fluid flow
DE3032578C2 (de) * 1980-08-29 1983-11-03 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen und dichteunabhängigen Bestimmung des Massenstroms
JPS5833522B2 (ja) * 1980-11-04 1983-07-20 大倉電気株式会社 機械的光変調装置
US4358678A (en) * 1980-11-19 1982-11-09 Hersey Products, Inc. Fiber optic transducer and method
GB2098726B (en) * 1981-05-14 1985-05-30 Itt Ind Ltd Differential pressure/displacement sensors
GB2099147B (en) * 1981-05-14 1985-07-03 Itt Ind Ltd Relative speed measurement
GB2103795B (en) * 1981-06-15 1986-03-19 Fuji Electric Co Ltd Flow metering apparatus
US4584883A (en) * 1981-11-10 1986-04-29 Fuji Electric Company, Ltd. Karman vortex flowmeter
US4475405A (en) * 1982-03-12 1984-10-09 Rosemount Inc. Differential pressure vortex sensor
US4594504A (en) * 1983-09-08 1986-06-10 Rosemount Inc. Light modulation sensor in a vortex shedding flowmeter
US4742574A (en) * 1986-02-03 1988-05-03 The Babcock & Wilcox Company Two-wire 4-20 mA electronics for a fiber optic vortex shedding flowmeter
US4679445A (en) * 1986-02-03 1987-07-14 The Babcock & Wilcox Company On-line replacement sensor assembly for a vortex shedding flowmeter
SU1499048A1 (ru) * 1987-05-11 1989-08-07 Украинский Филиал Центрального Опытного Конструкторского Проектно-Технологического Бюро "Ремдеталь" Устройство дл присоединени отводов к трубопроводу
US4806016A (en) * 1987-05-15 1989-02-21 Rosemount Inc. Optical displacement sensor
US4864868A (en) * 1987-12-04 1989-09-12 Schlumberger Industries, Inc. Vortex flowmeter transducer
US4891990A (en) * 1987-12-04 1990-01-09 Schlumberger Industries, Inc. Vortex flowmeter transducer
DE19620655C2 (de) * 1996-05-22 1998-07-23 Kem Kueppers Elektromech Gmbh Meßwertgeber für einen Wirbeldurchflußmesser
JP3571936B2 (ja) * 1997-11-11 2004-09-29 古河電気工業株式会社 圧力測定装置
JP3736156B2 (ja) * 1998-11-27 2006-01-18 富士電機システムズ株式会社 ブラッググレーティング圧力センサ
US6691584B2 (en) 1999-07-02 2004-02-17 Weatherford/Lamb, Inc. Flow rate measurement using unsteady pressures
CA2402675A1 (fr) * 2000-03-06 2001-09-13 Fiber Optic Sensors-Fos Sa Dispositif a fibre optique pour la mesure de contraintes
JP2003287451A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Hitachi Cable Ltd 光式流速センサ

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102128653A (zh) * 2010-12-29 2011-07-20 上海华魏光纤传感技术有限公司 分布式光纤测量流量装置及方法
CN102879042A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 克洛纳测量技术有限公司 涡旋流量测量仪、压力传感器和制造压力传感器的方法
CN102879042B (zh) * 2011-07-11 2016-12-21 克洛纳测量技术有限公司 涡旋流量测量仪、压力传感器和制造压力传感器的方法
CN103267544A (zh) * 2011-11-21 2013-08-28 克洛纳测量技术有限公司 涡流式流量测量设备和相关的光纤套管
CN103267544B (zh) * 2011-11-21 2017-07-11 克洛纳测量技术有限公司 涡流式流量测量设备和相关的光纤套管
CN108020275A (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 施耐德电子系统美国股份有限公司 在严苛环境中使用的涡流流量计
CN108020275B (zh) * 2016-11-04 2021-01-12 施耐德电子系统美国股份有限公司 在严苛环境中使用的涡流流量计
CN110715170A (zh) * 2018-07-12 2020-01-21 康蒂泰克Mgw有限公司 用于控制在管道中流动的流体的涡流的装置
US11248522B2 (en) 2018-07-12 2022-02-15 Contitech Mgw Gmbh Device for controlling the swirl of a fluid flowing in a pipeline
CN110715170B (zh) * 2018-07-12 2022-02-25 康蒂泰克Mgw有限公司 用于控制在管道中流动的流体的涡流的装置
CN109839211A (zh) * 2019-04-03 2019-06-04 沈银峰 一种分布式光纤水体温度及流速分布的测量装置

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