CN105675065A

CN105675065A - 分流漩涡流量计

Info

Publication number: CN105675065A
Application number: CN201511035778.7A
Authority: CN
Inventors: W·A·德赛特; W·M·马塔尔
Original assignee: Invensys Systems Inc
Current assignee: Schneider Electric Systems USA Inc
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2016-06-15
Also published as: US20160123781A1; US9599493B2; DE102015221355A1

Abstract

一种漩涡流量计，具有其中分别带计量入口和出口的第一和第二过程连接件。第一和第二过程连接件配置用于分别连接流体管线的上游和下游段。流体传送系统将流体从入口传送到出口，并且将流体分成多个流动通过各个通道的分离流体流。每个通道具有自身的漩涡计量单元，配置用于生成和检测相应流体流中的漩涡。处理系统配置用于计算通过所有流体流的流量总和。

Description

分流漩涡流量计

技术领域

本发明总体上涉及一种漩涡流量计，更具体地涉及一种适用于较大直径的管线和/或较低流量情况下的漩涡流量计。

背景技术

流量计测量管道中或其他路径中流体的流动速率。流体例如可以为气体或液体，并且可以是可压缩的或者不可压缩的。一种流量计为漩涡流量计，其测量的参数包括例如基于漩涡脱落原理的流量。漩涡脱落指的是通过阻流体(有时被称为倒流体)的流体中自然的一个过程引起沿着阻流体表面形成缓慢移动流体的边界层。阻流体背后生成低压区，并且使得边界层卷起上升，从而在阻流体相对侧生成连续漩涡。涡流引起压力变化，可以由压力传感器感测到。漩涡脱落压力变化的频率与流量相关。相应地，通过测量压力变化的频率就确定了流量。

漩涡流量计提供漩涡频率数据，可以与流量标定因子一同用于确定通过流量计的流体的速度和体积流量。采用流体密度值，也可以计算质量流量。这些测量值以及其他的测量值可以通过通讯线路例如通过标准双线制4-20毫安(“mA”)传输线发送到控制室或者其他接收器。

如果流体流量过低，漩涡流量计会遇到问题，因为流体不能具有足够大的速度以引起固定时间间隔周期漩涡的形成。对这一问题一个解决方案是使用限流措施从而增加流体流过阻流体的时候的速度，相对于阻流体上游和下游处的流体速度。例如，流管的内表面可以是锥形的，从而减少阻流体位置处流动截面区域的直径。这一方法更详细地在共同拥有的美国专利No.7,533,579中进行说明，其内容这里全部引入作为参考。尽管这一方法改善了在较低流量情况下漩涡流量计的工作能力，然而对于流体速度仍有可能降低到太低，以至于流量计无法进行流体流动的准确测量。这一问题尤其是在大型漩涡流量计(例如，那些直径范围大约在12英寸甚至更大的)情况下很麻烦。例如，相对较大量的流体可以流过该流量计，即使在很低流量的情况下，因为流动截面区域较大。

本发明者已经开发系统和方法，改善了低速流动条件下操作漩涡流量计的能力，下面进行详细说明。

发明内容

本发明的一个方面是一种漩涡流量计。第一过程连接件具有其上的流量计入口。第一过程连接件配置用于将流量计入口连接到流体管线上游管段的一端。第二过程连接件具有其上的流量计出口。第二过程连接件配置用于将流量计出口连接到流体管线下游管段的一端。流体传送系统将流体从流量计入口传送到流量计出口。流体传送系统包括多个分离段，配置用于将流量计入口接收的流体分成多个分离的流体流，并且将每个流体流中的流体传送到流量计出口。每个分离段具有阻流体，该阻流体布置成用于在相应流体流中产生漩涡。每个分离流体段具有传感器，所述传感器配置成用于检测各个流体流中的漩涡。处理系统配置用于使用传感器的信息确定通过每个流体流的流量。

本发明的另一个方面为一种用于测量通过流体管线的流体流的系统，包括第一和第二漩涡测量单元。第一漩涡测量单元配置用于测量通过第一漩涡测量单元的流体流量。第二漩涡测量单元配置用于测量通过第二漩涡测量单元的流体流量。上游过程连接件安装在每个第一和第二漩涡测量单元上，用于将第一和第二漩涡测量单元连接到流体管线上游段的一端。下游过程连接件安装在每个第一和第二漩涡测量单元上，用于将第一和第二漩涡测量单元连接到流体管线下游段的一端。

本发明的另一个方面，一种用于测量通过流体管线的流体流量的系统，包括流控系统。该流控系统配置成将通过管线流动的流体分成多个相互平行竖直布置的通道，并且将多条通道中流动的流体重新合并为一个单一流。阻流体配置用于生成阻流体下游的漩涡，其位于多条通道中的每一个。每个通道都有一个传感器，配置成用于输出代表在多条通道的每一条所产生漩涡的信号。处理系统连接到每个传感器，并且配置用于接收每个所述信号，并且计算总的流量测量值，代表通过流体管线的流体。

本发明的另一个方面是用于测量通过流体管线的流体流量的系统，具有上游过程连接件和下游过程连接件。上游过程连接件连接到流体管线上游段的下游端。上游过程连接件具有外周。下游过程连接端连接到流体管线下游段的上游端。多个流管相互平行竖直布置。这些通道布置成使得通道通过上游过程连接件与流体管线上游段流体连接，通过下游过程连接件与流体管线的下游段流体连接。配置成用于在阻流体下游产生漩涡的阻流体位于多个管段的每一个中。每个管段都有传感器，配置成用于输出代表在多个管段的每一个中所产生漩涡的信号。处理系统连接到每个传感器，并且配置用于接收每个所述信号，并计算代表通过流体管线的流量的流量测量值。多个管段共同整体限定在一个几何空间内。几何空间在上游和下游过程连接件之间延伸，并且所具有的截面区域等于上游过程连接件外周所包围的区域。

基于如下说明书和权利要求书，本发明的其他方面将更明了。

附图说明

图1为分流漩涡流量计一个实施例的示意性侧视图；

图2为附图1流量计的示意性顶视图；

图2A为分流漩涡流量计另一实施例的示意性顶视平面图，基本上与附图2的流量计相同，除了其具有一个单一的发送器，而不是多个发送器；

图3为示意图，示出了图1中流量计的内部特征；

图4-4C为框图，表示用于附图2流量计处理系统的各种可能的布置方式；

图5为图1流量计入口端示意性前视图；

图6为与图3类似的示意性截面视图，表示分流漩涡流量计的另一个实施例；

图7为图6流量计入口端的示意性前视图；

图8为与图3类似的示意性截面示意图，表示分流漩涡流量计的另一个实施例；

图9为图8流量计入口端的示意性前视图；

图10为分流漩涡流量计另一个实施例的示意性顶视图；

图11为图10流量计入口端的示意性前视图；

图12为与图3类似的示意性截面视图，表示另一个分流漩涡流量计的实施例；

图13为图12流量计入口端的示意性前视图。

相应的附图标记在整个说明书和权利要求书中表示相应的部件。

具体实施方式

现在转向附图1，分流漩涡流量计的一个实施例总体上采用10表示。正如所示的，流量计10安装在管线P内用于测量通过管线的流量。流量计10包括第一过程连接件，通常采用12表示，以及第二过程连接件，通常采用14表示。第一过程连接件12包括其中的流量计入口16(附图3)，并且第二过程连接件14包括其中的流量计出口18。第一过程连接件12配置用于将流量计入口16连接到流体管线P上游管段的下游端。第二过程连接件14类似的配置用于将流量计出口18连接到流体管线P下游管段的上游端。本领域技术人员应当理解，过程连接件12和14会提供流量计10和每个相应流体管线P管段之间的流动密封。适当的连接件包括，例如，相对的平面凸缘面的压接，如图所示，具有或者不具有密封垫或者其他密封件。然而，其他连接件(例如，掩模板式过程连接件等)也可以使用，不会偏离本发明的范围。紧固件(例如，螺栓或者其他适当的紧固件)可以用于固定过程连接件12、14和管线P之间的连接。

典型地，正如本领域技术人员熟知的，漩涡流量计安装在管线内或者其他配置用于沿特定方向输送流动流体的管道内。许多应用中，当管线所应用的系统正常地运作时，流体会沿着相同的方向持续流动。术语“上游”和“下游”这里应当理解为用于指代该期望流动的方向。可以理解的是流体会暂时或者断断续续的沿相反的方向流动(例如，入口16之外)而不会偏离本发明的保护范围。

流量计10包括流体传送系统，总体上采用20表示(附图2)。流体传送系统20将流动的流体从流量计入口16传送到流量计出口18。流体传送系统20相适应地包括一个或多个结构，用于将通过管线流动的流体流分成多个流动流体流。转向附图2和2A，所示的示意图中，流体传送系统20包括分流器22，分离的流体通道24A和24B，用于承载通过流量计10的多个流体流(例如，两个流体流)，以及流体聚合器26，配置用于在流体离开流量计之前，将多个流体流重新合并成一个单独的流体流。所示实施例中，分流器22为流体聚合器26的镜像。尽管分流器22和流体聚合器26在相反方向上可以使用相同的结构，也可以使用不同的结构而不偏离本发明的保护范围。

相适应地，分离的流体通道24A和24B将分流器22流动连接到流体聚合器26，并且运载过程连接件12和14之间的以及管线P上游部分和下游部分之间的多个分离流体流。每个流体通道24A、24B包括流体通道入口30A、30B(附图3)，与分流器22相邻放置(即，流体通道的上游端)，以及、流体通道出口32A、32B，与流体聚合器26相邻放置(即，流体通道的下游端)。参考附图5，所示分流器22为板形件，在该板形件中设置一对孔口。每个孔口均与其中一个流体通道24A、24B的入口30A、30B对准。如图所示，通道24A、24B的入口30A、30B具有长的非圆形截面的形状。平板分流器22相适应地具有孔口，其形状与入口30A、30B的形状匹配。分流器22相适应地与流体通道24A、24B分离地形成，并且安装在位于入口30A、30B处的第一过程连接件12内(例如，通过焊接或者其他适当的技术)。流体通道24A、24B的出口32A、32B以及聚合器具有相适应地形状，并且基本上与入口30A、30B和分流器22类似的方式构建。尽管分流器22和流体聚合器36相适应地独立于流量计10的其余部分形成，可以设想的是分流器22和/或流体聚合器36可以采用与流体通道和/或过程连接件相同的一块材料加工而成，而不会偏离本发明的保护范围。

现在转向附图3，流控系统20包括多个分离的通道40A、40B，配置成用于将流量计入口16接收到的流体分成多个分离的流体流，并且将流体流传送到流量计出口18。所示实施例中，流体传送系统20配置将流体仅分成两个流体流(例如，仅通过两个分离的通道40A、40B)。然而，正如如下更详细的讨论，其他实施例中流体传送系统可以配置将流体分成三个或更多个流体流。所示实施例中，流体通道40A、40B每一个所具有的截面形状基本上相互为镜像。因为流体通道40A、0B具有类似的截面形状，所以流动条件，包括雷诺数，在每条通道基本上是大致相同的。然而，一个或多个流体通道也可以具有与一个或多个其他通道不同的形状。附图1-5中所示漩涡流量计10配置成使得多个流体流中每一个都承载大致等量的流体。可替换实施例中，流体传送系统可以配置为多个流体流中的至少一个承载的流体的量基本上与多个流体流中的至少另一个流体流承载的流体的量不同。

相适应地，流体通道40A、40B平行地竖直连接，从而通过上游过程连接件12与流体管线P的上游段流体连接，通过下游过程连接件14与流体管线P的下游段流体连接。流量计10配置使得所有通过流体管线P流动的流体流动通过其中通道40A、40B中的一个，但是没有流体同时流过两个通道。过程流体通过入口16作为单一流体流进入流量计10，在分流器22处分成多个流体流(例如，两个流体流)，流经流体通道40A、40B，在流体聚合器26处重新合成单一流体流，在出口18处作为单一流体流离开流量计。所有通过多个通道40A、40B中任意一个流动的流体通过单一过程连接件12进入流量计10。另外，所有流体通过单一过程连接件14离开流量计10。相适应地在上游过程连接件12和下游过程连接件14之间的流量计10中没有过程连接件。

再次参考附图2和3，流量计10包括第一漩涡计量单元，通常采用50A表示，以及第二漩涡计量单元，通常采用50B表示。第一和第二漩涡计量单元50A、50B配置成用于共同测量流动通过管线P的流体的速量。单个上游过程连接件12将漩涡计量单元50A、50B连接到流体管线P的上游段。单个下游过程连接件14将漩涡计量单元50A、50B连接到流体管线P的下游段。漩涡计量单元50A、50B每一个安装在其中一个流管24A、24B内。用于第一和第二漩涡计量单元50A、50B的流管24A、24B相适应地并排布置，如图3中所示。

每个漩涡计量单元50A、50B相适应地包括阻流体54A、54B(有时候工业上称为“漩涡发生体(shedder)”)，布置成作为阻止流体流动通过相应的流管24A、24B的阻挡物，从而在流动通过相应流管的流体中产生漩涡。尽管所示为一个公知的T型配置，阻流体54A、54B可以为任意适于在阻流体下游的流体流中产生漩涡的形状，而不会偏离本发明的范围。正如所示的，每个通道40A、40B在每个大致相同的流体通道54A、54B中具有相同的阻流体54A、54B。然而，在本发明范围内阻流体相互之间可以是不同的(例如，尺寸和/或形状)，不管流管的通道是否相同。

每个漩涡计量单元50A、50B还包括一个或多个传感器56A、56B，布置成用于检测相应通道40A、40B中的漩涡。例如，当出现漩涡脱落时，阻流体54A、54B附近和/或下游的流动通道40A、40B的压力和速度场会以漩涡脱落的频率震荡。因此，传感器56A、56B相适应地为压力或速度传感器，用于将其中一个压力场或速度场的振荡转换为电信号。也可以使用其他类型的传感器，额外增加或者更换，从而检测多个通道中每一个阻流体下游产生的漩涡，而不偏离本发明的保护范围。

如图4所示，每个漩涡计量单元50A、50B可以包括处理系统，该处理系统配置成用于接收传感器56A、56B的输出并将其转换为流量测量值。术语“处理系统”指的是一个或多个物理模块、组件或处理器，或能够执行处理器可执行指令的处理器，以处理来自传感器56A、56B的信号并由信号确定流量。例如，流量可以是体积流量和/或质量流量。处理系统可以配置成接收多个漩涡计量单元的传感器以及一个或多个另外的传感器的输出，例如，仅通过示例性的方式，温度传感器或线形压力传感器，在这种情况下处理系统可以完成处理器可执行指令从而基于其所接收的输出联合使用以得到补偿测量值或者一些其他测量值。

漩涡计量单元50A、50B与传统漩涡流量计大致相同，除了阻流体、传感器和电子器件安装在其中一个通道40A、40B内，而不是传统的流管内。因此，漩涡计量单元可以基本上包括现成的用于制造传统漩涡流量计的组件。例如，如图2和4中，每个漩涡计量单元50A、50B包括其自身的发送器52A、52B，基本上与用于任意传统漩涡流量计的发送器相同。每个发送器52A、52B可以具有其自身的处理器53，用于提供测量值(附图4)。这种情况下，处理系统可以包括包含在传统发送器内的处理器。该实施例中，处理系统还包括另外一个处理组件(例如，在处理控制网络上运行)，其计算每个漩涡计量单元50A、503的流量测量值总和。

正如附图2A和4A中所示，漩涡计量单元50A、50B共用一个单独的发送器52′和处理器53′，配置用于提供至少表示来自各个漩涡计量单元50A、50B的流量测量值总和的测量值。单独的发送器52′和处理器53′同样相适应地可以确定、记录通过多个通道40A、40B中每一个流量和/或将通过多个通道40A、40B中每一个流量求和。如附图4B和4C所示，处理器可执行指令可以在远离漩涡计量单元50A、50B的处理器上完成(例如，分布式控制系统(附图4B)的过程控制工作站处理器53"处或者远程设备57，例如无线设备(附图4C)的处理器53□上)，从而提供测量值。那些完成处理器可执行指令从而基于漩涡计量单元的输出提供测量值的处理系统可以配置成用于同时执行其他不相关的指令，或者在其他时刻执行其他不相关的指令，而不偏离本发明的保护范围。

处理系统相适应地配置为测量通过多个流体通道每一个流动的流体流的各个流量。处理系统相适应地配置为计算通过每个单独流体流的流量总和，并由此通过计算流经各个单独计量单元50A、50B的流量总和来计算通过流动管线P的流体的流量。类似地，处理系统可以配置为计算通过过程管线P的流体的流量总和。例如，处理器53相适应地连接到每个传感器56A、56B以接收其中的每个信号并且计算代表通过流体管线P的流量的瞬时流量测量值和/或第一和第二漩涡计量单元50A、50B的流量测量值总和。可替换的，处理器53相适应地配置计算总流量和/或直接由传感器信号计算合并的总和，而无需计算每个计量单元50A、50B的相应各个流量。

正如上所述，在大直径管线中(例如，管线直径至少为10英寸的管线)，传统的漩涡流量计不会提供准确和连续的测量值，特别是当流体流量比较低的时候。如图1-5所示的流量计10有助于在大直径管线中使用漩涡测量技术。相应的，第一和第二过程连接件12、14相适应地配置成将流量计10连接到直径为D的流体管线P(附图1)，直径D至少为10英寸，或者更适当的配置为将流量计连接到直径尺寸在大约12英寸到大约72英寸范围的流体管线，并且更适当的是配置成将流量计连接到直径范围为大约12英寸到大约36英寸的流体管线。类似的，流量计10相适应地具有测量通过管线P的流体的流量和/或将流动通过管线P的流体总流量的能力，管线直径的范围从大约12英寸到大约72英寸，并且更适当的配置用于将流量计连接到直径范围从大约12英寸到大约36英寸的流体管线。

沿着长度LA的一段，每一个通道40A、40B都有固定的截面流动区域几何结构(附图3)，其中该段从漩涡发生体的上游开始延伸从而有助于稳定漩涡的生成。固定的截面几何形状也可以沿着整个管段长度L延伸。所示实施例中，固定的截面流动区域沿着通道40A、40B的长度LM延伸。多个流管或通道中至少一个的流体流动区域具有大致圆形的截面形状。转向附图5，例如，所示为流体通道40A、40B，部分为示意性的。正如所示的，多个通道40A、40B中每一个都具有沿着长度LM的圆形截面流动区域58A、58B(部分采用虚线表示)。类似的，多个通道24A、24B中每一个都有沿着长度LM大致圆形的截面形状。大致圆形截面流动区域相适应地沿着通道40A、40B的至少前漩涡发生体长度LA均匀延伸。例如，基本上圆形的截面流动区域相适应地沿着通道40A、40B的整个流量计部分的长度LM均匀延伸，如图3所示。另外，大致圆形截面的流动区域可以沿着整个通道长度L均匀延伸，而不偏离本发明的保护范围。类似的，每个大致圆形截面流动区域58A、58B可以被相应的流管24A、24B的相应流管60A、60B的内周限定。流体通道40A、40B的每个流量计段的大致圆形截面流动区域的尺寸相适应地大约为79平方英寸到大约28平方英寸之间，尽管尺寸可能会在该范围之外，但是不会脱离本发明的保护范围。

如图3所示，每个流体通道40A、40B随着它们远离上游过程连接件12延伸而适当地相互向外弯曲。在流管24A、24B的入口30A、30B处，通道40A、40B具有长的非圆形截面区域(参见附图5)，与分流器22孔口的截面区域对应。分流器22中的长的非圆形截面区域的孔口更有利于使用过程连接件12的开口中的大部分的截面区域(附图5)。另外，一段具有圆形截面形状的管件可以很容易的被制造出来从而通过按压圆形管件的一端使其变为长方形从而适应分流器22的孔口形状。流管24A、24B相适应地随着每个流管远离上游过程连接件12延伸，逐渐从入口30A、30B的长方形截面形状过渡到大致圆形截面形状。沿长度LA上游的通道40A、40B的弯曲配置为通道的宽度随着其宽度向大致圆形截面形状过渡而膨胀提供了空间。所示实施例中下游阻流体54A、54B的管道24A、24B的形状和配置相适应地基本上与上游阻流体的形状和配置对称。因此，上述对于管道24A、24B上游半部分的描述已经足够用于说明管道的下游半部分。

系统10相适应地具有相对比较紧凑的形式，这有助于将流量计10安装在沿着大致连续的过程管线P的一个单独的位置处(例如，在工业过程环境中)。例如，流量计10相适应地是可移动的和/或与其安装在其中的管线P可互换。当所示实施例的上游和下游过程连接件12、14没有被连接到任意流体管线P时，包括所有的多个漩涡计量单元50A、50B的整个系统10可以作为一个单元运输。另外，当系统10从管线P脱离，第一和第二漩涡计量单元50A、50B的组合连接在上游和下游过程连接件12、14之间，可以作为一个集成单元购买、装运、安装、去除、移动或者重新安装，而无需过度的物流耗费、组装或者拆卸。在不偏离本发明保护范围的情况下还包括其他组件。尽管期望作为一个集成系统制造和售卖整个系统10，可以认识到可以分开制造和/或售卖该系统的不同组件，而不偏离本发明的保护范围。

回到附图2，上游过程连接件12具有上游管线相邻面62，并且下游过程连接件14具有下游管线相邻面64。管线相邻面62、64相适应地布置在大致平行的平面上，定向成使得它们安装时可以大致垂直于管线P。正如附图1中所示，当流量计10安装在管线P内时，管线24A、24B在管线相邻面62、64之间轴向延伸。当流量计被安装时管道24A、24B同样相适应地与管线P大致对准。相适应地，流量计10的长轴线可以定向成大致沿着与管线P的每个管段内流动方向相同的方向，紧位于流量计的上游和下游。尽管所示实施例中过程连接件12、14为所谓的凸缘型连接件，所谓的针座型(wafer)和其他类型的连接件也可以在这里替代使用。

在使用流量计10的方法实施例中，流体通过流体管线P的上游管段流动(附图1)。流体通过流量计的入口16流入流量计10(附图3)并且进入流体传送系统20。随着流体流过流体传送系统20，分流器22将流体分成多股流体流。多个流体流中每一个流动通过相应流管24A、24B中的分离通道40A、40B。阻流体54A、54B部分地阻挡相应流体流内的流体流动，从而在阻流体下游产生一系列漩涡。通过流体聚合器26将多个流体流重新组合。重新组合的流体通过流量计的出口18流出流量计10，并且流动通过流体管线P的下游管段。传感器56A、56B感应阻流体54A、54B下游产生的漩涡，并且为处理系统53提供代表所感应漩涡的输出。处理系统53接收输出并且执行处理器可执行指令，使用所接收的输出计算通过管线P的流体的瞬时流量的测量值(例如通过分析传感器56A、56B所感应的漩涡处的频率)。流量测量值相适应地提供给过程控制网络使用来控制过程。可以检测流量测量值一段时间，从而测量通过管线P的总流量一段时间。因为多个通道40A、40B中每一个都具有小于管线P的截面流动区域的截面流动区域，漩涡计量单元50A、50B不那么容易受到潜在的不期望的影响，这些影响与包含大截面流动区域设计中使用漩涡计量技术有关。

分流漩涡流量计的另一个实施例通常在附图6-7中用110表示。流量计110与附图1-5中所示的流量计10大致相同，除非特别说明。如附图6-7中所示，每个通道140A、140B配置成用于当流体流动时由相应的阻流体154A、154B限制流体，从而增加流体在阻流体处的流量，从而有助于低速流动条件下稳定漩涡的产生。

参考附图6，流管124A、124B均具有：缩减段134A、134B，计量段136A、136B，以及扩张段138A、138B。美国专利US7,533,579转让给与本发明相同的受让人，在此全部引入作为参考，其中详细描述了缩减段可以用于增加流管124A、124B中的流量。流管124A、124B中的通道140A、140B每个都具有基本上与相应的流管124A、124B剖面相对应的剖面。每个流管124A、124B具有大致均匀的壁厚，使得流体通道140A、140B的剖面具有缩减段142A、142B、计量段144A、144B和扩张段146A、146B，与相应的流管的缩减段134A、134B、计量段136A、136B以及扩张段138A、138B的形状对应。如图7所示，所示实施例中，每个缩减段134A、134B和扩张段138A、138B具有大致锥形光滑曲面。然而，缩减段和/或扩张段可以采用其他形式(例如，圆锥形，阶梯形等)作为替代。

多个流管通道140A、140B至少一个相适应地具有流体流动区域，该流动区域具有非圆形截面形状。例如，如图7中所示，多个通道140A、140B的每一个都具有非圆形截面流动区域158A、158B。类似地，多个流管124A、124B中的每一个均具有非圆形截面形状。更具体地，每个流动截面158A，158B均具有大致长椭圆形形状。非圆形截面流动区域相适应地至少沿着通道140A、140B的前漩涡发生体长度LA均匀延伸。另外，非圆形流动截面区域相适应地沿着通道140A、140B的整个计量段长度LM均匀延伸。例如，非圆形流动截面区域相适应地沿着整个管道长度L均匀延伸。类似的，每个非圆形流动截面区域158A、158B被相应流管124A、124B的非圆形截面内圆周160A、160B限定。

参考附图7，非圆形截面流动区域158A、158B均具有主轴AM和副轴Am，主轴比副轴长。所示实施例中，阻流体154A、154B都垂直于相应的副轴Am定位。阻流体154A、154B定向成大致平行于主轴AM。所示实施例中，流体传送系统120配置成使得仅有两个通道140A、140B，并且通道大致并排布置，并且定向成使得它们的主轴AM大致平行。另外，两个通道140A、140B的主轴沿着整个相应的计量段长度LM以基本上一致的距离间隔开。多个通道140A、140B的计量段长度LM相适应地基本上一致，正如附图6和7实施例中的情况。然而，通道可以有不同的尺寸和/或形状作为替代。同样，尽管所示实施例的通道140A、140B基本上是直的，通道也可以是弯曲的，或者不是直的。另外，每个通道的计量段长度LM可以与其中一个或多个其他通道不同，均在本发明保护范围内。

参考附图7，上游过程连接件112具有限定了过程连接件的外部几何范围的周边P1。多个通道140A、140B共同限定在一个几何空间内，在上游和下游过程连接件112、114之间延伸，并且其截面区域由上游过程连接件的周边P1限定。另外，多个通道的每一个都相适应地限定在截面区域内，不起过过程连接件112的周边所限定的区域。多个流管124A、124B相适应地被充分的压缩，从而整个流体传送系统120可以通过具有固定长度的条带闭环内部，固定长度等于过程连接件112的周边。

流量计110的操作与上述流量计10类似，除了该流量计随着流体流动通过缩减段134A、134B而使流体加速。因此，阻流体154A、154B处的流体速度比起没有缩减段134A、134B的情况更快。流体速度更快有助于当通过管线P的流量较低的时候准确计量流体流量。

另一个分流漩涡流量计的实施例通常在附图8-9中采用210表示。流量计210基本上与附图6-7中所示的流量计110相同，除非特别说明。相应的特征给定相应的附图标记，再加上100。附图9表示通道240A和240B的截面流动区域。附图9中，每个通道240A和240B沿着通道的第一段具有非圆形截面形状259A、259B，特别是在每个通道的缩减段242A、242B上。另外，每个通道240A和240B沿通道的第二段具有圆形截面形状258A、258B，第二段与通道的计量段244A、244B对应。因此，如图8所示，每个通道240A、240B具有第一段242A、242B和第二段244A、244B。每个第一段242A、242B具有与第一过程连接件212相邻的第一端270A、270B以及连接到相应的第二段244A、244B的第二端272A、272B。第一段242A、242B从其第一端到其第二端向下呈锥形，从而将流体流过通道240A、240B的截面区域减小到第二段244A244B的截面区域。阻流体254A、254B安装在每个通道240A、240B的第二段244A、244B中，并且第二段相适应地沿其长度方向具有基本上一致的截面区域258A、258B。例如，如图9所示，每个通道240A、240B具有的截面258A、258B沿着第二段244A、244B的长度基本上为圆形。所示实施例提供了一种用于缩减段的适当的漏斗状缩减过渡段的一个示例。然而，可以使用具有不同形状的缩减段，而不偏离本发明的范围。

现在转向附图10-11，另一个分流漩涡流量计通常采用310表示。流量计310与附图6-7中所示流量计110相同，除非特意说明。相应的特征给定相应的参考标记，加上200。附图10-11示意性所示的实施例中，上游过程连接件312将第一、第二和第三漩涡计量单元350A、350B、350C连接到流体管线P上游段的一端。类似的，下游过程连接件314将第一、第二和第三漩涡计量单元350A、350B、350C连接到流体管线P下游段的一端。三个漩涡计量单元350A、350B、350C中每一个包括相应的具有流体通道340A、340B、340C的流管324A、324B、324C，从而输送三个分离流体流中的一个从第一过程连接件312到达第二过程连接件314。可以理解的是还可以有三个以上的流管和三个以上的漩涡计量单元包括在单一漩涡流量计中，如果期望的话。对于每个添加的流体通道，与相应的漩涡计量单元相关的单个流管的截面流动区域可以更小，同时保持所有多个通道的总截面区域相同或者更大。所示实施例中，多个通道340A、340C、340B中每一个都具有沿着通道340A、340B、340C的整个计量段长度均匀延伸的圆形截面流动区域358A、358B、358C。然而，三个或更多个通道中每一个可以具有尺寸和形状与所示实施例不同的截面流动区域。

附图12-13中示出另一个实施例，总体以410表示。流量计410基本上与附图6-7中所示流量计110相同，除非特意说明。相应的特征给定相应的附图标记，加上300。流量计410的流体传送系统420配置成使得多个流体流的至少一个承载其本上与至少另外一个流体流不同数量的流体。如上所讨论的，流量计410具有的第一流体通道440A具有与第二流体通道440B不同的截面区域。类似地，流量计410可以具有第一流管424A，其截面形状不同于第二流管424B。类似地，具有多于三个或更多个流体通道的流量计具有两个或更多不同的截面流动区域，并且那些具有三个或更多个流管的流量计也可以具有两个或更多个不同的截面形状。

当引入本发明各方面的特征或其实施例要素时，冠词“一个”，“某一个”以及“所述”的目的在于指代有一个或更多个要素。术语“包含”，“包括”以及“具有”的本意是包含性的，并且指的是除了列出的要素外还有其他要素。

并不是所述或者所说明的所有描述组件都是要求的。另外，一些实施方式和实施例包括其他组件。在不偏离这里所提出权利要求精神和保护范围的情况下可以做出布置方式和组件类型的变化。另外，提供不同或者更少的组件，并且可以合并组件。可替换的或者额外的，由若干个组件构成一个组件。

上面的说明书通过实例的方式时本发明的各个方面进行说明，而不是采用限制的方式。本说明书使得本领域技术人员可以制作和使用本发明的各个方面，并且描述若干实施例、适用性、变体、替换方式和本发明各方面的适用，包括目前相信的执行本发明多个方面最好的模式。另外，可以理解的是，本发明的多个方面并不限于其所应用的结构细节以及如下说明书中提出的或者附图中所示的组件布置方式。本发明的各个方面能够采用各种不同方式实现执行其他实施例。另外，可以理解的似乎这里所使用的惯用语和术语目的在于说明，并不能被认为是限制性的。

已经详细描述了本发明的各个方面，很明显在不偏离本发明在附加权利要求中限定范围的情况下修正和变化是可能的。可以设想的是在上述结构，产品和方法中做出不同的改变，而不偏离本发明的保护范围。前面的具体说明中，已经参考附图对各种优选实施例进行说明。然而，很明显可以对此作出各种修正和改变，可以完成其他实施例，而不偏离本发明在随后权利要求中提出的较宽的保护范围。说明书和附图相应的被认为是说明性的而不是限制性的意义。

Claims

1.一种漩涡流量计，包括：

第一过程连接件，所述第一过程连接件中具有计量入口，所述第一过程连接件配置成用于将计量入口连接到流体管线的上游管段的一端；

第二过程连接件，所述第二过程连接件中具有计量出口，所述第二过程连接件配置成用于将计量出口连接到流体管线的下游管段的一端；

流体传送系统，用于从计量入口向计量出口传送流体，所述流体传送系统包括多个分离通道，所述多个分离通道配置成用于将计量入口接收的流体分成多个分离的流体流，并且将每个流体流的流体传送到计量出口；

用于争个分离通道的阻流体，每个阻流体被安置成在相应的流体流中产生漩涡；

用于争个分离流体通道的传感器，所述传感器配置成用于检测相应流体流中的漩涡；以及

处理系统，所述处理系统配置成使用传感器的信息确定通过每个流体流的流量。

2.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述流体传送系统配置成用于将流体仅分成两个分离的流体流。

3.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述流体传送系统配置成使得流动通过的所述多个分离的流体流中的每个流体流承载大致等量的流体。

4.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述流体传送系统配置成使得所述多个流体流中的至少一个流体流承载的流体的量与所述多个流体流中的至少另一个流体流承载的流体的量不同。

5.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述处理系统配置成用于计算通过所有所述流体流的流量的和。

6.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述第一过程连接件和第二过程连接件配置成用于将所述漩涡流量计连接到直径至少为10英寸的流体管线。

7.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述流体传送系统配置成使得争个所述多个分离通道具有非圆形截面流动区域。

8.根据权利要求7所述的漩涡流量计，其中，所述非圆形截面流动区域均成型为具有主轴和副轴，所述主轴比所述副轴长。

9.根据权利要求8所述的漩涡流量计，其中，所述阻流体定向成大体上垂直于所述副轴。

10.如权利要求7所述的漩涡流量计，其中，所述流体运送系统配置成使得仅有两个通道，并且所述通道大体上并排布置，并且定向成使得所述通道的主轴大致平行。

11.根据权利要求7所述的漩涡流量计，其中，所述多个通道中的至少一个通道沿着所述至少一个通道的第一段具有所述非圆形截面流动区域，并且沿着所述至少一个通道的第二段具有圆形截面区域。

12.根据权利要求11所述的漩涡流量计，其中，用于所述至少一个通道的阻流体安装在所述第二段内。

13.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，所述多个通道中的至少一个通道具有所述通道的第一段以及所述通道的第二段，所述第一段具有与所述第一过程连接件相邻的第一端以及连接到第二段的第二端，所述第一段具有截面流动区域，所述截面流动区域从所述第一端到所述第二端呈漏斗状。

14.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，每个通道配置成使得当流体流动时流体受到相应阻流体的限制。

15.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，每个通道在其相应的阻流体处具有相同的截面流动区域。

16.根据权利要求1所述的漩涡流量计，其中，每个通道沿计量段长度具有相同的截面流动区域。

17.一种用于测量通过流体管线的流体流的系统，所述系统包括：

第一漩涡计量单元，所述第一漩涡计量单元配置成用于测量通过第一漩涡计量单元的流体的流量；

第二漩涡计量单元，所述第二漩涡计量单元配置成用于测量通过第二漩涡计量单元的流体的流量；

上游过程连接件，所述上游过程连接件安装在每个第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元上，用于将第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元连接到流体管线的上游段的一端；

下游过程连接件，所述下游过程连接件安装在每个第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元上，用于将第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元连接到流体管线的下游段的一端。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述上游过程连接件和下游过程连接件未连接到任意流体管线，从而所述系统能够作为一个单元运输。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元中的至少一个漩涡计量单元具有布置在流管中的阻流体，所述流管的流体流动区域具有非圆形截面形状。

20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元均具有流管，所述第一漩涡计量单元的流管和第二漩涡计量单元的流管并排布置。

21.根据权利要求17所述的系统，其中，每个第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元具有流管，在所述流管中布置有阻流体，每个流管在阻流体处具有截面流动区域，每个截面流动区域相同。

22.根据权利要求17所述的系统，其中，每个第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元具有流管，所述流管具有计量段长度，每个流管沿其相应的计量段长度具有固定的截面流动区域，每个固定的截面流动区域相同。

23.根据权利要求17所述的系统，还包括处理系统，所述处理系统配置成用于计算来自第一漩涡计量单元和第二漩涡计量单元的流量测量值的和。

24.如权利要求17所述的系统，还包括第三漩涡计量单元，所述上游过程连接件安装在所述第三漩涡计量单元上，用于将第三漩涡计量单元连接到流体管线的上游段的所述一端，并且下游过程连接件安装在所述第三漩涡计量单元上，用于将第三漩涡计量单元连接到流体管线的下游段的所述一端。

25.一种用于测量通过流体管线的流体流量的系统，所述系统包括：

流控系统，所述流控系统配置成用于将通过所述流体管线的流动分成相互平行竖直布置的多个通道，并且将通过多个通道的流动重新合并成单个流体流；

阻流体，所述阻流体布置在所述多个通道中的每个通道内，其中，所述阻流体配置成用于在阻流体下游产生漩涡；

用于多个通道中的每个通道的传感器，每个传感器配置成用于输出代表在多个通道中的一个通道中生成的漩涡的信号；以及

处理系统，连接到每个传感器，并且配置成用于接收每个所述信号，并且计算代表通过流体管线流动的总流动测量值。

26.一种用于测量通过流体管线的流体流量的系统，所述系统包括：

上游处理连接件，所述上游处理连接件连接到所述流体管线的上游段的下游端，所述上游过程连接件具有外周；

下游过程连接件，所述下游过程连接件连接到所述流体管线的下游段的上游端；

多个流体通道，所述多个流体通道相互平行竖直排列，所述通道布置成使得能够通过上游过程连接件流体连接到流体管线的上游段，并且通过下游过程连接件流体连接到流体管线的下游段；

阻流体，所述阻流体布置在所述多个流体通道中的每个通道内，其中，所述阻流体配置成用于在阻流体下游产生漩涡；

用于多个流体通道中的每个通道的传感器，每个传感器配置成用于输出代表在多个流体通道中的一个通道中生成的漩涡的信号；以及

处理系统，所述处理系统连接到每个传感器，并且配置成用于接收每个所述信号，并且计算代表通过流体管线的流量的流量测量值，

其中多个流体通道共同整体限定在一个几何空间内，所述几何空间在上游过程连接件和下游过程连接件之间延伸，并且具有的截面区域等于上游过程连接件的外周所包围的区域。