CN105874305A - 操作测量装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作测量装置(1)的方法，该方法包括如下步骤：判定流速，将判定的流速与阈值比较，其中阈值与临界应力对应，特别是与所述测量装置(1)的沉浸元件(3)的谐振频率对应，所述元件突出到流体中；以及输出消息，该消息用信号通知已达到临界的流量和/或频率。

Description

操作测量装置的方法

技术领域

本发明涉及一种操作测量装置的方法。另外，本发明涉及用于执行该方法的测量装置。

背景技术

由专利公开WO2011028220A2中例示的现有技术获知一种用于监测保护管的设备。直接应用于所述保护管的测量变换器用于记录振动。然而，这要求一个相应的单独的或者另外的与保护管连接的测量变换器。从而，这就导致了额外的花费以及测量装置的特殊结构，特别是保护管和连接头或发送器电子器件之间的另外的连接。

通常，在沉浸体突出到流体中的情况下，存在一个问题，即流体引起的振动在最坏的情况下会导致沉浸体被扯掉。例如，在沉浸体诸如在热流量测量的情况下使用或者用于PH值判定的情况下，这不仅对于温度计的保护管如此，对其它设备也如此，。

沉浸体中的扯掉或者泄漏可导致测量装置的失效，甚至会关闭在车间中正在运行的工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于监测或者操作的具有沉浸体的测量装置。

根据本发明通过方法或测量装置实现该目的。

关于该方法，通过用于操作测量装置的方法获得该目的，该方法包括如下步骤：确定流速，将确定的流速与阈值相比较，阈值例如与临界载荷对应，特别是与突出到流体中的测量装置沉浸体的谐振频率对应，并且输出报告，该报告用信号通知达到临界的流量和/或频率。

因此，可以使用安装在流体内的类似的测量设备，尤其是用于记录流体或者流速或者其它特征量，其用作阈值或者与阈值的比较值。根据该比较，然后可以输出报告，特别是警报。作为流速和谐振频率之间的关系使用的例如可以是斯德鲁哈尔数St，或斯德鲁哈尔关系式，St＝f*L/v，其中f为漩涡脱落频率，L为障碍物的长度，并且v为流速。斯德鲁哈尔数继而可由雷诺数判定。

因此，为此目的，测量装置包括例如沉浸体，其用于容纳测量插入物。测量插入物则例如可以为测量变换器，用于确定插入有沉浸体的容器中所测量的材料的温度。

流速例如还可以由容纳在沉浸体中的传感器确定，例如在热流量测量设备的情况下，该装置具有至少一个沉浸体，传感器被布置在沉浸体中。

所提供的与沉浸体的临界载荷对应的阈值此后可被使用，从而与所确定的流速或者从所确定的流逝推导的值进行比较。

此后，可以例如通过相应的诊断报告用信号向用户通知超过阈值。类似的，有可能直接在测量系统现场输出报告，例如采用视觉信号或声学信号的形式。另一方面，例如通过数字的形式，特别是通过现场总线的方式，将相应的诊断报告通信到控制室或者一些其它的数据处理单元。

在该方法的实施例的一种形式中，沉浸体上的漩涡脱落频率由所确定的流速判定。这可以例如在已经解释过的通过例如斯德鲁哈尔关系式来发生(参见上面)。

因此，例如，沉浸体的制造商或者其他一些人此后可以提供一种计算方法或表格或其它装置，其使得基于所判定的流速能够判定沉浸体上的漩涡脱落频率。该漩涡脱落频率此后可以与相应的阈值比较，一旦达到该阈值，例如根据经验，则产生沉浸体的临界载荷。

自然地，该阈值还可以选择为与对应于临界载荷的频率具有足够大的间隔，从而提供足够可以对抗威胁到保护管完整性的缓冲。

然而，除了这里提到的谐振频率，还可以是另外的临界载荷，优选为机械载荷，然而，也可以是另外的载荷，诸如，例如由沉浸体上的空穴引起的载荷。

在本发明方法的实施例的另一形式中，沉浸体为用于判定温度的测量装置的保护管。困扰保护管，特别是温度测量装置的保护管的一组问题已经在上面的背景技术介绍中并且特别在现有技术，即WO2011/028220中进行了解释。这里所解释的实施例形式相比之下使得能够检测临界载荷，不需要在保护管上有另外的测量变换器。

在本发明方法的实施例的另一形式中，通过流量测量装置确定流速。例如，流量测量装置的测量信号或测量值，或者从其推导的值可以考虑在内，从而与阈值进行比较。因此，一方面，第一测量变换器可以布置在沉浸体内，用于判定第一物理和/或化学变量，并且另一方面，第二测量变换器可以位于流体中，诸如，例如流量测量设备的测量变换器可以布置在流体中，并且用于确定流量或流速。

在本发明方法的实施例的另一形式中，沉浸体和流量测量装置布置在同一管道段中。优选的，同一管道段意味着具有基本上相同的流动特性，或者由此第一测量变换器或沉浸体所在的位置处的流动特性可以被判定的管道段。

在本发明方法的实施例的另一形式中，测量装置具有第一测量发送器，通过第一测量发送器将所确定的流速与阈值进行比较。

在本发明方法的实施例的另一形式中，与所确定的流速对应的测量值被传送到第一测量发送器。

在本发明方法的实施例的另一形式中，与所确定的流速对应的测量值被从第二测量发送器发送到第一测量发送器。

可替换地，同样可以提供仅一个测量发送器或者相应的测量值处理单元，第一测量变换器(例如，用于判定温度)和第二测量变换器与其连接，其中第一测量变换器被插入到沉浸体中，第二测量变换器例如用于判定流量或流速等。

在本发明方法的实施例的另一形式中，谐振频率为沉浸体的本征频率。

在本发明方法的实施例的另一形式中，在测量装置操作期间至少不时地执行该方法。一方面，关于沉浸体的载荷的经验值自然能够为了试验目的在测试中被确定。然而，根据所提出发明的该实施例形式，该方法在测量装置的期望操作期间被执行，由此是在车间内现场执行。

在本发明方法的实施例的另一形式中，沉浸体的本征频率在第一测量发送器中被提供。这里本征频率指的是第一谐振模式或者同样是沉浸体的更高谐振模式。

在本发明方法的实施例的另一形式中，沉浸体设有识别装置，能够从该识别装置得知沉浸体的本征频率。例如，通过沉浸体上的(激光)雕刻，例如，相应的信息可以放置在保护管上。

在本发明方法的实施例的另一形式中，基于照相图片，优选通过积分计算方法，例如，利兹法，特别是瑞利-利兹法，确定沉浸体的本征频率。

在本发明方法的实施例的另一形式中，第一测量发送器通过通信连接与上级单元连接，其中沉浸体的识别装置和/或照相图片被发送到上级单元，并且由上级单元执行沉浸体的本征频率的确定，其中本征频率或从其推导的阈值被发送到第一测量发送器。

关于测量装置，通过用于执行根据实施例的前述形式中的一种形式的测量装置实现该目的。

附图说明

将基于附图更详细的解释本发明，其中的唯一附图示出如下：

图1是根据所提出发明的实施例的一种形式的测量系统的示意性表示。

具体实施方式

测量装置1包括保护管形式的沉浸体3，测量插入物可插入在该沉浸体3中。测量插入物(未示出)在这种情况下例如包括至少用于判定物理和/或化学变量的第一测量变换器。

另外，提供流量测量装置6，其包括至少第二测量变换器，用于判定容器11中所测量的材料的流速。流量测量装置6可以例如为根据超声测量原理、磁感应测量原理、热测量原理、涡流测量原理或科里奥利测量原理工作的装置。

如图1所示，第一和第二测量变换器通过相应的测量发送器2或7与评估单元8连接。然而，这两个测量变换器还可以与它们各自的、例如采用测量发送器的形式的评估单元连接。可替换地，还可以将单个评估单元容纳在测量发送器2、7中的一个中。评估单元8例如通过在两个测量发送器2、7中的一个中的软件实施。

基于所确定的流速，可以确定沉浸体5的载荷。例如，基于评估单元8中提供的阈值，这可以发生。为此目的例如在评估单元8的存储器单元中提供阈值。

阈值可以与流速比较。例如通过判定与沉浸体临界载荷对应的流速并此后判定流速的阈值，这可以发生。

沉浸体3的载荷为机械载荷，特别是组成沉浸体3的材料的机械载荷。该载荷可能引起材料疲劳、材料移除等。

载荷的原因例如可以是在沉浸体3上例如以沉浸体3的谐振频率发生的漩涡脱落10。谐振频率在这种情况下与沉浸体3的本征频率对应。

在沉浸体3的标定或测试期间，例如流速可以通过试验判定，这种情况下由于沉浸体3的几何形状，在沉浸体3上以沉浸体3的本征频率发生漩涡脱落10。相应的，流速阈值可以设定。阈值例如落在相应流速附近或之下或之上。

类似的，基于所确定的流速，可以基于例如提供的公式或映射判定漩涡脱落频率。所判定的漩涡脱落频率此后与漩涡脱落频率的阈值比较。漩涡脱落频率的阈值可以根据沉浸体的谐振频率或本征频率设定，优选地使得阈值落在沉浸体谐振频率之下。

为了判定沉浸体3的谐振频率或本征频率，继而，例如通过计算机单元可以执行沉浸体3(在这种情况下优选为保护管)的模型分析，例如该计算机单元能够集成到测量发送器2、7中的一个或者评估单元8中。模型分析还可以通过上级单元执行，即，例如通过布置成远离车间的计算单元执行。模型分析的结果，例如沉浸体3的本征频率此后被发送到测量装置1。

模型分析基于沉浸体3的照相图片或者另一种类型的记录发生。还可以通过测量发送器2执行本征频率计算，测量发送器也被称为过程发送器。

同样地，图1所示为通过安装在例如温度测量设备的沉浸体3和/或连接头或连接头发送器2上的识别装置，用于读取沉浸体3的本征频率、阈值或流速的机会。识别装置可以例如为标记5，例如，条形码或QR码。识别装置可以设置在沉浸体3上或者与其连接的部件上，诸如，例如测量发送器(壳体)4上。

通过用于图片采集的装置9，此后该识别装置可以通过照相方式记录。通过图片处理方法，此后可以提取关于谐振频率、阈值或流速的信息，并将它们发送至评估单元或输入到那里。

可替换地，同样是沉浸体3的照相图片或者同一沉浸体3的一部分用作识别装置。同样，基于整个沉浸体3的照相图片，例如可以确定沉浸体的谐振频率。关于此，例如，可以使用利兹法或者瑞利-利兹法判定沉浸体3的本征振动。

谐振频率优选为沉浸体3的弯曲振动。例如，同样通过沉浸体3的一个或多个几何和/或材料参数可以计算该沉浸体的本征频率，。

尤其还在流速超过阈值的情况下，可以执行抑制谐振，在给定情况下是提高谐振的补救措施。同样，在测量点处或者在上级单元，诸如，例如控制室或者评估单元中现场输出报警信号。在这种情况下，通过直接安装在沉浸体3上的用于记录沉浸体3振荡的传感器，也可以进行对沉浸体3振荡频率的记录。

因此，所提出的发明可以增加沉浸体3(诸如，例如保护管)的操作安全性。

对于例如通过流量传感器6判定流速，可替换的是，同样也可将容器11的两个位置上的压力差考虑在内，用于基于与阈值的比较判定沉浸体3的临界载荷。

Claims (15)

1.一种用于操作测量装置(1)的方法，所述方法包括如下步骤：

确定流速，

将所确定的流速与阈值比较，其中阈值与临界载荷对应，特别是与突出到流体中的测量装置沉浸体(3)的谐振频率对应，以及

输出报告，所述报告用信号通知达到临界的流量和/或频率。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中由所确定的流速判定所述沉浸体(3)上的漩涡脱落频率。

3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述沉浸体(3)为用于判定温度的所述测量装置(1)的保护管。

4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述流速通过流量测量装置(6，7)确定。

5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述沉浸体(3)以及所述流量测量装置(6，7)被布置同一管道段或容器(11)中。

6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述测量装置(1)具有第一测量发送器(2，8)，通过该第一测量发送器(2，8)，将所确定的流速与所述阈值比较。

7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中与所确定的流速对应的测量值被发送到所述第一测量发送器(2，8)。

8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中与所确定的流速对应的所述测量值被从第二测量发送器(7)发送到所述第一测量发送器(2，8)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述谐振频率为所述沉浸体(3)的本征频率。

10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中在所述测量装置(1)的操作期间至少不时地执行所述方法。

11.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中在所述第一测量发送器(2，8)中提供所述沉浸体的所述本征频率。

12.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述沉浸体(3)设有识别设备(4，5)，能够从所述识别设备(4，5)得知所述沉浸体(3)的所述本征频率。

13.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中基于照相图片，优选地通过积分计算方法，诸如例如利兹法，确定所述沉浸体(3)的所述本征频率。

14.根据前述权利要求中的一项所述的方法，

其中所述第一测量发送器(2，8)通过通信连接与上级单元连接，并且其中所述沉浸体(3)的所述识别设备和/或所述照相图片被发送到所述上级单元，

通过所述上级单元执行所述沉浸体的所述本征频率的确定，并且

所述本征频率或从所述本征频率推导的阈值被发送到所述第一测量发送器(2，8)。

15.一种测量装置(1)，用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法。