CN105074315B - 凝结物排泄器的监控 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流动传感器和一种用于监控凝结物排泄器(20)的方法，所述方法包括下述步骤：a)设置流动传感器(1)，以检测引导介质的管和/或配件中的流动特性；b)借助于在设置在流动传感器(1)上的测量部位(8)上的振动转换器(112)来检测振动性能；c)对振动体(9)的振动性能进行电子评估，其中在测量部位(8)上记录振动体(9)的至少部分地设置在介质流中或介质流附近的第一区域(2)的振动和振动体(9)的设置在流之外的第二区域(3)的振动。

Description

凝结物排泄器的监控

技术领域

本发明涉及一种用于监控凝结物排泄器的方法、以及一种用于检测引导介质的管和/或配件、尤其凝结物排泄器中的流动特性的流动传感器、以及一种用于监控至少一个凝结物排泄器的监控装置。

背景技术

凝结物排泄器通常在化学工业、制药工业和能源技术工业的设施中使用，以便将在蒸汽管路或容器或造型工艺中形成的凝结物从设施中排泄。在此，排泄凝结物必须在特定的时间点进行，以便防止所谓的水冲击并且以便用于有效的能源使用。这种水冲击在下述情况下出现：蒸汽被引入到具有较低温的液体中或者在这种液体中出现。此外，凝结物排泄器针对不存在凝结物的情况应防止蒸汽的流出。

在这种设施中，例如由于通过磁铁矿形成造成的冲蚀，会出现磨损现象、污染和/或沉积。由此，会出现在设施中使用的凝结物排泄器的泄漏或堵塞。从外部、即从设施或设施的管和/或凝结物排泄器之外，在此不能够识别出，凝结物排泄器是否排泄。在用于监控凝结物排泄器的方法中，应检查所使用的凝结物排泄器的运行性能。在此，必须澄清的是，凝结物排泄器是否无故障地起作用或者在有故障的运行中是否出现泄漏或堵塞。这是必要的，因为例如堵塞的凝结物排泄器会引起设施的功率的明显减小并且不密封的凝结物排泄器造成蒸汽损失，所述蒸汽损失又为明显的经济损失。此外，考虑凝结物网络中的、即具有多个凝结物排泄器的系统中的压力升高。由此造成的在排泄方面的困难因此在设施中的多个凝结物排泄器处会出现。此外，附加地会出现凝结物堵塞，所述凝结物堵塞会造成水冲击并且此外会引起蒸汽凝结物系统中的明显损害。通常，在不具有规律检查或维护的设施中考虑在15％至25％的数量级中的有故障的凝结物排泄器。通过规律的要执行的检查，能够明显地减少所述故障率。

为了监控凝结物排泄器，已经已知多种方法。凝结物排泄器例如能够借助于观察窗口、通过水平测量并且借助于声测量来检查。在所述方法中不利的是，凝结物排泄器的运行性能仅能够估计。

基于声测量的方法以检测固体声为基础，所述固体声由凝结物排泄器的壳体表面放射。为了能够评定凝结物排泄器的工作方式，将所检测的固体声的强度在显示仪器上示出或者与之前记录的基准数据进行比较。

在此，通常需要对每个单独的凝结物排泄器进行手工检查，这在较大的设施中与大量耗费相关联。这可能引起相对大的检查间隔，使得凝结物排泄器系统中的故障不能够马上被识别并且消除。

为了检测固体声，通常需要与所检查的凝结物排泄器进行机械接触。测量结果因构造相对强地与测量记录器的压紧力和压紧角相关联，使得所述参数之一的每次改变都会引起不准确的测量结果。此外，接触部位必须尽可能准确地限定。

通过仅对超声范围中的声强进行评估，不能够准确地确定，凝结物排泄器是否恰好排泄或者由于损坏具有蒸汽冲透(Dampfdurchschlag)。在该情况下，不会得出对工作状态的明确的确定。

发明内容

因此，本发明的目的是，消除、至少减少上述缺点。尤其，应为此提供一种用于监控凝结物排泄器的方法或用于此的相应的设备，所述凝结物排泄器或相应的设备能够实现可靠地并且精确地确定凝结物排泄器的工作方式或介质的不同特性。

因此，根据本发明提出一种根据本发明的实施例所述的用于监控凝结物排泄器的方法。方法包括下述步骤：

a)设置流动传感器，以检测引导介质的管和/或配件中的流动特性，其中介质构成为多相流，

b)在设置在流动传感器的振动体上的测量部位上借助于振动转换器来探测振动性能，

c)对振动体的振动性能进行电子评估。

在此，在测量部位上记录振动体的至少部分地设置在介质流中的第一区域和振动体的设置在流之外的第二区域的振动。振动能够在振动体的第二区域上例如借助于压电元件或激光振动计或传声器来检测。

在下文中，将凝结物排泄器也理解成自动排放疏水器和/或调整配件，所述自动排放疏水器和/或调整配件将在蒸汽管路或容器或造型工艺中形成的凝结物排泄。为了监控这种凝结物排泄器，即检查凝结物排泄器的运行性能，设有流动传感器，以检测引导介质的管和/或配件中的流动特性。介质在此构成为蒸汽、凝结物、水和/或空气，尤其构成为多相流。在此，振动体至少部分地插入在由介质穿流的管横截面和/ 或配件横截面中。振动体在此由介质环流或者所述振动体在流附近、即设置在流表面上，使得所述振动体至少部分地接触流。通过介质流，激发振动体振动。由此得到的振动性能借助于振动转换器探测并且提供振动性能的有代表性的信号。在此，所探测的振动性能尤其包含探测振动的振幅和频率。振动的这样探测到的振幅和频率经由振动转换器的电信号输出给测量部位。振动转换器在此例如能够构成为，将振动由压电传感器、传声器或经由激光振动计来检测。

优选地，按照根据本发明的方法的一个改进形式，在测量部位上记录振动体的两个彼此耦联的区域的共模振动和差模振动。振动体的激发优选地经由振动体的至少部分地伸入到介质流中的第一区域进行，其中不仅位于流中的第一区域、而且设置在流之外的第二区域被激发而振动。由于振动体的两个区域彼此的和与流动传感器的基本体的弹性耦联，振动体的两个区域引起共模振动和差模振动，也称作为相同方向的和相反方向的振动。在此，振动体设计成，使得共模振动和差模振动同时以不同的频率出现。从振动体的两个优选沿相反的方向延伸的区域的连接区域开始，将两个区域的相同方向的振动或共模振动理解成下述振动，其中振动体的两个彼此耦联的区域沿相同的方向运动。将差模振动理解成两个区域的下述振动，其中所述振动同样从振动体的两个区域的连接区域开始沿相反的方向振动。优选地通过振动体的振动性能的也称作为频谱分析的频率分析，优选同时检测共模振动和差模振动的两个在振动体中形成的谐振频率和其振幅。

通过记录和分析振动体的振动性能，检测两个谐振部位的振幅和频率，所述振动体由两个弹性耦联的区域构成，所述区域优选处于两种不同的介质中，其中振动体的第一区域设置在多相流中并且第二区域优选设置在环境空气中。由此，可以检测多相流的质量传递过程，由此能够确定凝结物水平和其流动速度以及蒸汽的水平和其流动速度。借助于所保存的基准数据组，能够明确地确定凝结物排泄器的运行性能、压力级、凝结物量和蒸汽损耗量。不明确的结果通过两个谐振部位的振幅和频率的组合来排除。经由流动的所述组合或特性，可能的是，确定凝结物排泄器的运行性能。

优选地，流动传感器设置在管和凝结物排泄器之间，尤其借助于与管相关联的第一法兰和与凝结物排泄器相关联的第二法兰可松开地与管和凝结物排泄器连接。在将流动传感器设置在所述位置上时有利的是，在这种设施中出现的外部声例如从凝结物排泄器开始小到使得其几乎近似甚至不影响在所述部位上的测量。在此，流动传感器例如能够夹入两个法兰之间并且将两个法兰彼此拧紧，使得流动传感器固定地设置在两个法兰之间。

在一个实施方式中，为了根据步骤c)对振动性能进行评估，执行基准测量和/或由此建立数据组，所述数据组用于与在测量部位上测量的数据进行比较。数据组在此构成为，使得为不同的工作状态预设流的确定的特性，例如凝结物量、损耗量和流动速度。因此，在测量振幅和频率时并且在确定的凝结物量情况下水平和平均流动速度确定时，能够推断出对所述区域已知的工作状态并进而推断出凝结物排泄器的运行性能。通过使用这种系统，与排泄器类型无关的功能检查是可能的。因此，能够与在下游接入的排泄器类型无关地通用用作排泄器诊断系统。

优选地，在按照根据步骤c)对流动性能进行评估的一个实施例对凝结物排泄器进行监控时，基于借助于之前进行的基准测量建立的数据组，将在测量部位上测量的数据与数据组进行比较。由此，对所测量的数据的简单的并且同时快速的评估以及经由结合振动体的振动性能要确定的变量的可靠的确定是可能的，借助所述变量能够得到关于凝结物排泄器的运行性能的结论。在所测量的数据和之前建立的数据组之间的比较优选地借助于电子评估装置来进行，在电子分析装置中同时保存之前建立的数据组。

在一个优选的实施方式中，根据步骤c)的评估经由电子评估装置进行，例如人工神经元网络(KNN)、模糊逻辑、通道关系法、主成分分析(PCA)。

根据本发明的方法的另一个改进方案提出，为了借助于电子评估装置根据步骤c)对流动性能进行评估，确定振动体的优选两个区域的所检测的共模振动和差模振动的振幅和谐振频率。根据振幅的大小并且根据通过振动体上的共模振动和差模振动形成的不同的谐振频率，通过与已经确定的数据组的比较能够进行评估，经由所述评估能够得到关于确定的反映凝结物排泄器的工作状态的变量、例如凝结物排泄器的运行性能、凝结物量、压力级以及蒸汽损耗量的结论。

优选地，为了根据步骤c)对流动性能进行评估，经由频率分析、优选傅里叶分析来确定振动体的两个区域的所检测的共模振动和差模振动的振幅和其谐振频率。所述类型的频率和振幅确定引起简单可能性来描绘通过流动激发的振动体的出现的振动。借助于傅里叶分析，尤其能够有利地确定各个振动的频率和其振幅。

优选地，在根据步骤c)进行评估时，建立流动传感器上的一方面为运行性能、压力级、凝结物量和蒸汽损耗量和另一方面为谐振频率和振幅、优选两个谐振频率和其振幅之间的关联关系。通过所述关联关系，根据当前的工作状态的振动谱确定排泄器的工作状态。

在另一个实施方式中，介质的凝结物水平经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与衰减的相关性来确定。如果在对水蒸气流进行评估时识别到谐振频率和振幅的改变，那么从中能够借助于适当的评估确定凝结物水平。例如，共模振动和差模振动的谐振频率的减小和振幅的改变在假设介质的密度恒定的情况下表示作为管路中的水平升高的结果的较强的衰减。

优选地，多相流中的凝结物水平并进而介质的由此造成的衰减经由振动体上的共模振动和差模振动的谐振频率和振幅的改变的相关性来确定。在振动体的两个区域的共模振动和差模振动的谐振频率和振幅改变时，尤其能够将用于多相流中的凝结物水平和与此关联的流过配件的介质的衰减的量排泄，所述介质优选构成为多相流。介质的衰减直接地作用于振动体的至少部分地伸入到流中并进而也伸入到凝结物中的第一区域的振动性能。在耦联的根据本发明的振动体中，所述作用引起两个区域的共模振动和差模振动的振幅和频率的同时改变。

优选地，介质优选多相流的流动速度经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与流动速度和衰减或所述衰减的相关性来确定。例如如果在谐振频率恒定的情况下共模振动和差模振动的振幅升高，那么这在假设介质的密度恒定的情况下意味着流动速度并且进而还有流量升高。

在另一个实施方式中，压力级经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与衰减的相关性来确定。在压力级不同的情况下，介质改变其特性，尤其其密度。由此，又改变衰减。根据振幅和频率与衰减的相关性，能够确定相应的压力级。

在另一个实施方式中，介质的密度经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与衰减的相关性来确定。根据振幅和频率与衰减的相关性，能够确定相应的介质的密度。

优选地，按照根据本发明的方法的一个改进方案，测量优选介质的和/或在管和/或凝结物排泄器的区域中的温度。借助于温度测量，能够结合在流动传感器上记录的数据做出对凝结物排泄器的工作状态或运行性能的基本结论。借助于优选在振动测量的区域中进行的温度测量，尤其能够确定，是否存在由于排泄器上的故障造成的在凝结物排泄器上的堵塞，或者凝结物排泄器是否是关闭的。对确定排泄器的工作状态决定性的在此是下述说明，确定的温度是否下降到特定的温度范围之下，凝结物排泄器典型地在所述温度范围内工作。根据所述测量的温度和同时执行的流动测量，优选以高的可靠性确定，在凝结物排泄器上是否存在堵塞或者设施部件是否是关断的。

本发明的另一个方面提出一种用于检测引导介质的管和/或配件中的流动特性的流动传感器。流动传感器在此包括：基本体；设置在基本体之内的开口，所述开口具有准备用于介质的穿流的流动横截面；与流动横截面相邻的或伸入到流动横截面中的振动体和设置在振动体上的用于将机械振动转换成电信号的振动转换器。流动传感器的特征根据本发明在于，振动体具有至少部分地设置到构成为多相流的介质的流动横截面的第一区域和设置在流动横截面之外的第二区域，其中第一区域和第二区域构成耦联的系统并且振动体设计成，在测量部位上记录振动体的第一区域的和第二区域的振动。

基本体和振动体在此彼此连接。优选地，振动体具有至少部分地设置到流动横截面中的第一区域和设置在流动横截面之外的第二区域，其中第一区域和第二区域构成耦联的系统。通过耦联的系统，在仅一个优选设置在第二区域上的测量部位上同时检测两个区域的共模振动和差模振动的振幅和频率。由此，排除不明确的结果并进而结果的明确的关联性是可能的。

优选地，振动体构成为，使得在仅受振动体的优选至少部分地伸入到流中的第一区域激发的情况下，通过振动体的两个彼此耦联的区域产生相同方向的振动(也称作为共模振动)和相反方向的振动(也称作为差模振动)。所产生的共模振动和差模振动如在上文中针对方法详述的那样能够在流之外的第二区域上于测量部位上记录。

通过基本体的开口限定流动横截面。所述流动横截面具有仅轻微地影响介质流的横截面。通过介质流激发振动，振动转换器检测所述振动。为了产生振动，振动体至少部分地设置在流中。

优选地，振动体棒状地构成和/或基本体环状地构成。因此，棒状的振动体能够以棒的固有振动的普遍的计算理论为基础。振动体的两个区域优选地构成为具有优选圆形的横截面的横梁，所述横梁经由连接区域固定地彼此连接，所述连接区域与两个区域相比在横截面上扩宽。优选地，第一区域和第二区域设置在连接区域上，使得所述第一区域和第二区域能够不受阻碍地优选横向于其延伸方向振动。在此，振动体尤其由具有高的弹性模量的材料构成和/或制成。由此，所述振动体是刚性的并进而适合于通过流动激发以振动。在环状的基本体的情况下有利的是，所述基本体例如能够匹配于管横截面并进而能够容易地集成到任何设施中。

根据本发明的流动传感器的另一个实施方式提出，振动体具有划分其两个区域的容纳卷边或凸缘，所述容纳卷边或凸缘固定地容纳在基本体上并且设计成，将振动体的两个区域彼此并且与基本体弹性地耦联。优选地，用于振动体的容纳卷边具有圆形的横截面，所述圆形的横截面与振动体的两个区域相比在直径上扩宽。容纳卷边或凸缘构成用于振动体的第一区域和第二区域的连接区域，振动能够经由所述连接区域不受阻碍地在第一区域和第二区域之间往复传导。容纳卷边的材料厚度和其直径尤其具有与振动体的两个优选构成为柱形的横梁的区域的长度和直径的预定的关系。由此，在激发振动体的至少一个棒状的区域的情况下，尤其横向于振动体的延伸方向在容纳卷边上产生薄膜振动并且进而能够实现振动体的两个彼此连接的区域的共模振动和差模振动。

基本体具有用于振动体的穿口，优选第一区域经由所述穿口伸入到流动横截面中。穿口以阶梯孔的类型构成并且具有两个部段，所述部段具有不同大小的横截面，所述穿口的横截面基本上大于振动体的至少部分地伸入到流中的区域。具有较大的横截面的部段与基本体的外围相关联，由此在基本体上设有具有支承面的凸肩，容纳卷边仅以特定的面积份额贴靠在所述支承面上。容纳卷边的大部分是自由振动的，由此振动体上的薄膜振动并进而振动体的区域的相同方向的和相反方向的谐振是可能的。

在振动体的一个优选的改进方案中提出，振动体具有优选柱形的容纳卷边或凸缘，在所述容纳卷边或凸缘上在彼此相对置的侧上分别设置有具有优选圆形的横截面的横梁。振动体具有两个优选同轴设置的横梁，所述横梁经由容纳卷边或凸缘固定地彼此连接。横梁优选具有圆形的横截面并且设置在容纳卷边或凸缘的彼此相对置的端侧上。横梁优选地具有相同的直径。在一个优选的设计方案中，容纳卷边或凸缘的直径大约是两个横梁的直径的双倍大。柱形的容纳卷边或凸缘借助端侧贴靠在基本体的支承面上。横梁中的一个横梁以大致垂直伸出的方式设置在所述端侧上并且构成基本体的第一区域，所述第一区域至少部分地伸入到多相流中。

在另一个实施方式中，容纳卷边或凸缘的直径与容纳卷边或凸缘的材料厚度的比值在5至9的范围中、优选在6至7的范围中。此外，容纳卷边或凸缘的直径与流动传感器的相应的横梁的直径的比值在1.5至 3.5的范围中。在一个优选的设计方案中，容纳卷边或凸缘的直径与相应的横梁的直径的比值在2和3之间的范围中。优选地，相应的横梁的长度与横梁的直径的比值在2至6的范围中、特别优选在3和4之间的范围中。借助容纳卷边或凸缘和横梁的尺寸相互间的在上文中给出的比值，实现根据本发明的振动体的最佳的振动性能并进而实现要确定的测量数据的可靠的确定。

在一个优选的实施方式中，流动横截面匹配于介质穿流的横截面。通过流动横截面的匹配，在管路和流动传感器之间的过渡部位上避免附加的涡流。因此，单独地通过振动体在流动传感器中的环流激发振动。通过振动体的相应的匹配确保，排泄器的功能不受流动传感器影响。

优选地，流动传感器设计成用于执行在上文中描述的方法。借助于这种流动传感器因此能够监控凝结物排泄器的运行性能。

此外，根据本发明提出一种用于监控至少一个用于排泄凝结物的凝结物排泄器的监控装置。监控装置在此包括至少一个具有振动转换器和评估电子装置的流动传感器。流动传感器尤其根据上述实施方式中的一个实施方式可松开地与管和/或凝结物排泄器连接，尤其根据上述实施方式中的一个实施方式，所述流动传感器可松开地与管和/或凝结物排泄器连接。在此，流动传感器与管和/或凝结物排泄器相邻地设置。将相邻地在下文中理解成，流动传感器例如邻接于管和/或凝结物排泄器设置，至少但在最靠近的附近或密封地邻接。

优选地，流动传感器在管和凝结物排泄器之间设置。由此，通过振动体避免例如由凝结物排泄器产生并且开始的外部声的记录。

在另一个实施方式中，流动传感器借助于与管相关联的第一法兰和与凝结物排泄器相关联的第二法兰可松开地与管和凝结物排泄器连接。因此，流动传感器在任何时刻都能够简单地并且不复杂地例如为了维护工作或在故障的情况下更换。此外，既不需要用于将流动传感器插入到设施中的附加的连接设备，因为使用已经存在的法兰，也不必将流动传感器手动地保持在预设的位置中。

优选地，流动传感器在管和凝结物排泄器之间、优选沿上游方向在凝结物排泄器之前设置，尤其借助于与管相关联的第一法兰和与凝结物排泄器相关联的第二法兰可松开地与管和凝结物排泄器连接。在流动传感器设置在将固体声脱耦的位置上时有利的是，在这种设施中例如由于管的和/或凝结物排泄器的振动出现的外部声是小的，使得其几乎甚至不影响在所述部位上的测量。在此，流动传感器例如能够夹入两个法兰之间并且将两个法兰彼此拧紧，使得流动传感器固定地设置在两个法兰之间。

根据本发明的监控装置的另一个改进方案提出，优选在振动测量的区域中设置至少一个温度测量装置，以检测优选介质的和/或管的和/或凝结物排泄器的区域中的温度。借助于优选具有温度感测器的温度测量装置，优选在凝结物排泄器的区域中进行温度测量。经由优选连续询问的温度，能够得到关于是否由于有故障的构件在凝结物排泄器的区域中出现凝结物的不期望的堵塞或者是否凝结物排泄器是关闭的结论。借助于温度测量装置，能够简单地确定，所测量的温度是否下降到特定的温度范围之下，凝结物排泄器典型地在所述温度范围中工作。根据所测量的温度和同时执行的流动测量，优选以高的可靠性确定，在凝结物排泄器上是否存在堵塞或者所述设施部件是否是关断的。

在一个优选的实施方式中，监控装置具有电子评估装置，所述电子评估装置设计成用于对振动转换器的信号进行评估并且用于将流动传感器的振动转换器的伴随的信号与在电子评估装置中保存的数据组进行比较。

数据组在此尤其由确定的基准数据构成。根据所述数据组和伴随的信号，电子评估装置获得关于流动的特性的信息并进而示出凝结物排泄器的工作状态。优选地，将多个数据组保存在电子评估装置中，所述电子评估装置包含重要的数据，例如排泄器的优选所有工作状态的运行性能、凝结物量、蒸汽损耗量和压力级以及相关的传感器数据、例如共模振动和差模振动的振幅和频率和温度。此外，电子评估装置设计成用于，将测量的数据与保存的数据组进行比较。如果所测量的数据例如不准确地匹配于保存的数据组，那么经由评估装置执行对重要数据的内插的确定。

优选地，在根据本发明的监控装置的另一个设计方案中提出，评估装置是电子控制单元的组成部分，和/或控制单元以传导信号的方式与至少一个能量产生装置、优选热交换器和用于数据传输的通信单元连接。电子控制单元优选与能量产生装置和通信单元耦联并且经由有线的或无线的数据连接与流动传感器连接。在每个测量部位上，借助于控制单元、能量产生装置或通信单元优选地构成传感器节点。这种传感器节点经由通信单元优选无线直接地和/或经由其他的传感器节点与可携带的询问和输出仪器或固定的基站通信。经由可携带的询问和输出仪器，从不同的传感器节点对测量数据的询问和其可视化是可能的。以所述方式，对一个或多个凝结物排泄器的功能的可靠的远程监控能够确保。替代可携带的询问和输出仪器，能够将数据从不同的传感器节点也传输给位置固定的监控站，例如经由数据网络。在这种监控站上例如能够将在不同地点的不同工业设施的传感器节点的测量数据汇总。优选地，优选构成为热交换器的能量产生装置与储能器相关联，借助于所述储能器能够确保传感器节点的电子控制单元的优选恒定的能量供给。

附图说明

下面根据实施方式参考所附的附图示例性地详细阐述本发明。附图示出：

图1示出流动传感器的立体图，

图2示出图1的流动传感器的剖面图，

图3示出图1的流动传感器的另一个剖面图，

图4示出凝结物排泄器和流动传感器的布置，

图5示出监控装置的一个实施例的示意图，

图6示出另一个实施例的示意图，和

图7a、7b示出根据本发明的传感器节点的前视图和俯视图。

附图包含部分简化的示意图。部分地，为相同的但可能非一样的元件使用一样的附图标记。相同的元件的不同视图可以不同地缩放。

具体实施方式

图1示出具有振动体9和基本体5的流动传感器1，所述基本体环状地构成。振动体9在此棒状地构成并且具有第一区域2和第二区域3。在基本体5中设置穿口10，在所述穿口中设置有振动体9。基本体5具有带有预定的流动横截面的开口4。振动体9的第一区域2伸入到开口 4中。替选地，振动体9能够构成为，使得第一区域邻接于用于介质的流动横截面，即与流动横截面相邻地设置并进而至少部分地接触流动表面。介质、例如多相流、例如蒸汽和凝结物流过预定的横截面4。第二区域3在穿口10上方从基本体5伸出。

图2和图3示出流动传感器1的横截面。对图1附加地，在图2和图3中可见，第一区域2和第二区域3在连接区域7中彼此连接。连接区域7在此构成为，使得所述连接区域穿过穿口10插入到基本体5中并且贴靠在阶梯孔6的凸肩12的支承面11上。第一区域2穿过孔6伸入到开口4中。第二区域3伸出基本体5。振动体9具有两个优选同轴设置的横梁，以构成第一和第二区域2、3，所述第一和第二区域经由构成为容纳卷边或凸缘的连接区域7固定地彼此连接。横梁优选地具有圆形的横截面并且设置在容纳卷边或凸缘的彼此相对置的端侧上。横梁优选地具有相同的直径。容纳卷边或凸缘在直径上大于两个横梁。柱形的容纳卷边或凸缘借助端侧13贴靠在基本体5的支承面11上。在所述端侧13上，横梁2大致垂直伸出地设置并且构成振动体9的第一区域，所述第一区域至少部分地伸入到多相流中。

图4示出凝结物排泄器20与流动传感器1的装配。流动传感器1 与凝结物排泄器20的装配在此以分解图示出。凝结器排泄器20具有壳体23。在壳体23上设置有两个凝结物排泄器法兰21和22，所述凝结物排泄器法兰通常固定在引导介质的管上。在凝结物排泄器法兰22和设置在管上的管法兰31之间设置有流动传感器1。在流动传感器1与凝结物排泄器法兰22和管法兰31之间分别设置有密封件30。密封件30、凝结物排泄器法兰22、管法兰31和开口4具有相同大小的横截面。所述横截面在此如连接于管法兰31的管的横截面一样大。

由此，介质的流动特性在朝向凝结物排泄器20的方向穿流开口4 时不发生改变。因此，借助于振动体9产生的振动是通过环流激发的振动。在测量部位8之上由振动转换器检测所述产生的振动并且将其转发给评估装置以用于评估所获得的数据。在凝结物排泄系统中的多个流动传感器(传感器节点)中，能够将数据传输给中央控制单元(基站)并且通过所述中央控制单元传导给调度室。

图5示意地示出监控装置100。监控装置100具有两个管101、配件102和电子评估装置109。管101分别具有管法兰103，所述管法兰经由可松开的连接装置110、尤其旋拧装置与同配件102相关联的配件法兰104连接。管101分别引导介质、例如由蒸汽和水构成的多相流。沿介质的流动方向111，沿上游方向在相应的配件102之前设置有流动传感器1。流动传感器1在此夹入相应的管法兰103和配件法兰104之间。

流动传感器1检测介质的流动并且提供信号，所述信号代表流动性能。信号经由振动转换器112发送给电子评估单元109。振动转换器112 与评估电子装置109固定地有线或无线连接。电子评估装置109记录在输入区域105中所发送的信号并且将其存储。在电子评估装置109中，此外保存数据组107，所述数据组包含出自基准测量的数据。这种数据组107在此包含流动的特定的特性，例如用于不同的工作状态、即用于在没有蒸汽冲透的情况下和在具有蒸汽冲透的情况下排泄和在没有排泄的情况下的凝结物水平和流动速度。将数据组107和出自输入区域 105的数据在步骤106中处理，即彼此比较和评估。通过评估，准确地确定准确的工作状态，即运行性能、凝结物量、蒸汽损耗量和压力级。在另一个步骤中，将结果输出到手动测量仪器108。替选地，也能够将所述结果传导到基站108并且从那里引导至调度室。在此，数据能够通过无线电从传感器节点传送给手动测量仪器和/或传送给基站。由此，多个用户能够借助整个系统的后台监控每个单独在系统中存在的配件 102的运行性能并且在每个时间点准确地确定。

在图6中示出示意地示出的监控装置120的另一个实施例。监控装置120还具有两个管101、配件102和评估装置109。评估装置109是电子控制单元122的一部分，所述电子控制单元与能量产生装置124、储能单元126、通信单元128以及温度测量装置144共同构成传感器节点130。传感器节点尤其经由其评估单元109以传输数据的方式与振动转换器112和流动传感器1耦联。借助于传感器节点130，确保对配件 102的远程监控。通过远程监控，能够不仅及早地而且简单地且尤其可靠地识别配件102的可能的故障。优选地，通过流动传感器1检测的数据由评估装置109记录并且从控制单元122经由通信单元128优选无线地传送给基站108或者也传送给可携带的询问和输出单元。为了监控配件102的工作状态，此外设有与控制单元链接的温度测量装置144。温度测量装置144在本实施例中具有温度感测器146，所述温度感测器设置在配件102上。

在图7a和图7b中，示出传感器节点130的不同视图。优选构成为热交换器的能量产生装置124具有承载板132，所述承载板借助基面133 优选直接固定在加热体、例如要监控的配件102上。在承载板132的相对置的基面133’上设置有帕尔贴元件134。借助于帕尔贴元件134，通过帕尔贴元件的两侧上存在的温度差，产生少量的电能，所述少量的电能足以驱动传感器节点130。此外，具有多个冷却肋的冷却体136设置在帕尔贴元件134上，借助于所述冷却体增大帕尔贴元件上的温度差并进而改进能量产生装置124的性能。经由间隔保持件138、138’，在冷却体136上设置有壳体140，在所述壳体之内设置有储能单元126、控制单元122、温度测量装置144和通信单元128，其与能量生成装置124 共同构成传感器节点130。因此，借助于在本实施例中构成为无线电模块142的通信单元128(图6)，至可携带的询问和输出仪器108或至基站108的数据传输是可能的。从受位置约束的基站能够将检测到的测量数据传输至中央监控站，所述中央监控站并不位于监控的实际位置上。在壳体140中此外设有温度测量装置144，所述温度测量装置与设置在承载板上的温度感测器146耦联。

Claims (28)

1.一种用于监控凝结物排泄器(20)的方法，所述方法包括下述步骤：

a)设有流动传感器(1)，以检测引导介质的配件中的流动特性，其中所述介质构成为多相流；

b)在设置在所述流动传感器(1)的振动体(9)上的测量部位(8)处借助于振动转换器(112)探测振动性能；以及

c)对所述振动体(9)的振动性能进行电子评估，其中在所述测量部位(8)上记录所述振动体(9)的至少部分地设置在介质流中或与介质流相邻的第一区域(2)的振动和所述振动体(9)的设置在所述介质流之外的第二区域(3)的振动，

其中在所述测量部位上同时记录所述振动体的两个彼此耦联的区域的共模振动和差模振动，其中所述振动体的相应的区域分别具有自由摆动的端部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了根据步骤c)对流动性能进行评估，执行基准测量和/或由此建立数据组，所述数据组用于与在所述测量部位(8)处测量的数据进行比较。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了根据步骤c)对流动性能进行评估，执行基准测量和/或基于由此或借助于事先进行的基准测量建立的数据组将在所述测量部位(8)处测量的数据与所述数据组进行比较。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据步骤c)的所述评估经由电子评估装置(109)进行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了根据步骤c)对流动性能进行评估，确定所检测的共模振动和差模振动的振幅和谐振频率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了根据步骤c)对流动性能进行评估，经由频率分析来确定所检测的共模振动和差模振动的振幅和谐振频率。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据步骤c)进行评估时，建立所述流动传感器(1)处的运行性能、压力级、凝结物量以及蒸汽损耗量和谐振频率和振幅之间的关联关系。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与衰减的相关性来确定所述多相流中的凝结物水平。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，经由所述振动体上的共模振动和差模振动的谐振频率和振幅的改变的相关性，确定所述多相流中的凝结物水平和由此得出地确定所述介质的衰减。

10.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述多相流的流动速度经由共模振动和差模振动的振幅和谐振频率与流动速度和衰减或所述衰减的相关性来确定。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与衰减的相关性来确定所述压力级，和/或经由共模振动和差模振动的谐振频率和振幅与衰减的相关性来确定所述介质的密度。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，测量介质的和/或在所述配件和/或凝结物排泄器的区域中的温度。

13.一种用于检测引导介质的配件、凝结物排泄器(20)中的流动特性的流动传感器(1)，所述流动传感器包括：

-基本体(5)；

-设置在所述基本体(5)之内的开口(4)，并且所述开口具有准备用于所述介质的穿流的流动横截面；

-与所述流动横截面相邻的或伸入到所述流动横截面中的振动体(9)，和

-设置在所述振动体(9)上的振动转换器(112)，以将振动转换成电信号，

其特征在于，

所述振动体(9)具有至少部分地设置在构成为多相流的介质的所述流动横截面中的第一区域(2)和设置在所述流动横截面之外的第二区域(3)，其中所述第一区域和所述第二区域形成耦联的系统并且所述振动体设计成，在测量部位(8)上记录所述振动体(9)的所述第一区域(2)的和所述第二区域(3)的振动，其中所述振动体(9)棒状地构成并且所述振动体的端部自由地摆动使得在所述测量部位上同时记录所述振动体的两个彼此耦联的区域的共模振动和差模振动。

14.根据权利要求13所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述基本体(5)环形地构成。

15.根据权利要求13所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述振动体(9)具有划分其两个区域(2，3)的容纳卷边或凸缘，并且所述容纳卷边或凸缘固定地容纳在所述基本体上并且设计成，将所述振动体(9)的两个所述区域(2，3)彼此弹性地耦联并且与所述基本体(5)弹性地耦联。

16.根据权利要求13或15所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述振动体(9)具有柱形的容纳卷边或凸缘，在所述容纳卷边或凸缘上在彼此相对置的侧上分别设置有具有圆形的横截面的横梁。

17.根据权利要求15所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述容纳卷边或凸缘的直径与所述容纳卷边或凸缘的材料厚度的比值在5和9之间。

18.根据权利要求16所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述容纳卷边或凸缘的直径与所述容纳卷边或凸缘的材料厚度的比值在5和9之间。

19.根据权利要求16所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述容纳卷边或凸缘的直径与相应的所述横梁的直径的比值在1.5和3.5之间。

20.根据权利要求16所述的流动传感器(1)，其特征在于，相应的所述横梁的长度与所述横梁的直径的比值在2和6之间。

21.根据权利要求13或14所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述流动横截面匹配于所述介质所穿流的横截面。

22.根据权利要求13或14所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述流动传感器设计成用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

23.根据权利要求13所述的流动传感器(1)，其特征在于，所述配件是管。

24.一种用于监控至少一个用于排泄凝结物的凝结物排泄器(20)的监控装置(100)，所述监控装置包括：

-根据权利要求14至23中任一项所述的流动传感器(1)，所述流动传感器能松开地与管和/或凝结物排泄器(20)连接；

-至少一个振动转换器(112)；和

-至少一个评估装置(109)，

其中所述流动传感器(1)与所述管和/或所述凝结物排泄器(20)相邻地设置。

25.根据权利要求24所述的监控装置(100)，其特征在于，所述流动传感器(1)设置在所述管和所述凝结物排泄器(20)之间，和/或借助于与所述管相关联的第一法兰(31)和与所述凝结物排泄器(20)相关联的第二法兰(22)能松开地与所述管和所述凝结物排泄器(20)连接。

26.根据权利要求24所述的监控装置(100)，其特征在于，设有至少一个温度测量装置(144)，以检测所述介质的和/或在所述管和/或凝结物排泄器(20)的区域中的温度。

27.根据权利要求24或25所述的监控装置(100)，其特征在于，设有电子评估装置，以对所述振动转换器的信号进行评估和/或以将所述流动传感器(1)的所述振动转换器(112)的伴随的信号与在所述电子评估装置中保存的数据组进行比较。

28.根据权利要求24或25所述的监控装置(100)，其特征在于，所述评估装置是电子控制单元(122)的组成部分，和/或所述控制单元(122)以传导信号的方式与至少一个能量产生装置(124)和用于传输数据的通信单元(128)连接。