CN112088290A - 流体流量测量器 - Google Patents
流体流量测量器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112088290A CN112088290A CN201980030700.6A CN201980030700A CN112088290A CN 112088290 A CN112088290 A CN 112088290A CN 201980030700 A CN201980030700 A CN 201980030700A CN 112088290 A CN112088290 A CN 112088290A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flow
- monitor
- fluid
- fluid flow
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000005111 flow chemistry technique Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/662—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/14—Casings, e.g. of special material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/18—Supports or connecting means for meters
- G01F15/185—Connecting means, e.g. bypass conduits
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F7/00—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本发明涉及一种流体流量测量器,其具有用于流动监控器的测量路段,所述流动监控器利用用于流速和流体流量的不同测量方法,所述流体流量测量器具有壳体,所述壳体在其中具有进入通道、排出通道和至少一个流动监控器,其中,壳体内部空间具有与所述流动监控器的几何形状互补的形状、至少部分地限界所述内部空间的两个底部以及拱曲的部分,所述拱曲的部分具有确保流动形成的几何形状,至少一个超声波流动监控器布置成使得其测量路段穿过具有其他作用方式的另外的流动监控器的内部部分,并且所述流体流量测量器具有匹配单元,用于匹配所述流动监控器的流出开口和所述流体流量测量器的排出通道的不同直径。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的流体流量测量器。这样的流量测量器/计数器设置成用于在宽的流量范围内对流经其内部空间的流体进行流量测量和/或流体速度测量。
背景技术
已知的流体测量方法具有受限的流量范围。通常,可变压力降的方法与科里奥利(Coriolis)方法之间的流量范围比例为1:10。在热丝测量方法中最小-最大-流量比例为1:15。在涡轮和涡流流量测量方法中该比例为1:20,在旋转方法中该比例为1:100。在超声波方法中,该比例可以是1:150。
如果要在更大的测量范围内测量液体流量和气体流量,则必须应用不同结构尺寸的并且具有不同流动测量曲线的多个流量测量器。这显著增加了检测组件的结构的复杂性、增大了其尺寸并且需要大量时间来维护和改换装备。
已知的用于测量范围扩大的设备是计数器,其壳体包含一个或者多个质量测量器,如例如在文献EP2824432 A2和CN104061973A中说明的那样。在这样的计数器中的总流动的流量范围取决于安装在壳体中的质量测量器的数量和结构尺寸。然而,该技术解决方案具有极其复杂的构造方式,并且由于流动监控器数量多而在技术方面是费事的。为了测量大的流量,流动监控器是必需的。因此,该技术解决方案在作为小型(家用)计数器的应用方面具有一定的限制。已知的设备的另一个缺陷是,流动监控器的“内部可扩展性(innereSkalierbarkeit)”有限。其必须针对每个单独的流量测量器类别进行开发和制造。这种解决方案的另一缺点在于,总流动的流量测量的不可靠性不仅包含该总流动与单独的能够进行测量的流动监控器的关联误差,还包含该单独的流动监控器的不可靠性的总和。
在CN102183274A和CN102735300A中说明了一种流量测量器,其具有呈截入式组件(Einschnittbaugruppe)(集成式(eingebundener)管区段)的形式的壳体。该截入式组件接收有流动监控器,所述流动监控器根据不同测量方法(例如根据涡流测量方法和超声波测量方法)工作。所述测量方法中的一种测量方法(超声波测量)负责具有低速(0.3m/s-10m/s)的流动测量。另一种方法(涡流测量方法)测量在5m/s与45m/s之间的范围内的流速。该解决方案具有的缺点在于,流动监控器后续地安装在截入式组件的相对的端部处。这导致其长度尺寸增大并且造成占据空间的结构。因此,这些测量器具不能用作家用计数器。流动监控器中的一个流动监控器(涡流监控器)在截入式组件的中部布置在超声波流动监控器之间,这虽然引起减小结构的长度尺寸,却在测量路段中引入了附加的流动干扰。这导致计数器在测量技术方面的性能变差。
WO 2008/033035 A1说明一种流体速度测量设备,其安装在管路区段的两个对置的错位布置的开口中、以彼此间并且相对于流动流成确定的角度的方式安装以及基本上安装在该流动流外部。在此,该设备在每个开口中具有压力测量器和声学发送器/接收器,其中,计算单元基于两个压力测量器和声学发送器/接收器的测量结果计算流体速度。看起来不利的是,开口布置在管路中并且必要时布置在其中的测量装置中,并且由此产生影响均匀流动曲线、进而影响测量的涡流。由于结构条件,该设备可匹配于所述条件的使用显得困难并且昂贵。
发明内容
基于上述现有技术,本发明基于的任务是,在这里提出补救办法。
该任务通过具有权利要求1的特征的流体流量测量器解决。
通过本发明,提供紧凑的、小型的大范围流体流量测量器,其除了能够匹配于确定的测量范围之外还能够覆盖比迄今为止的流量测量器更大的测量范围。
可见,本发明至少在以下情况下得到实现:其涉及一种流体流量测量器,该流体流量测量器具有用于流动监控器的共同的测量路段并且利用用于流速和流体流量的不同测量方法,该流体流量测量器具有以下特征:
-壳体内部空间,其具有与流动监控器的几何形状互补的形状、至少部分地限界内部空间的两个底部以及拱曲的部分,所述拱曲的部分具有确保流动形成的几何形状,
-至少一个超声波流动监控器,该至少一个超声波流动监控器布置成使得其测量路段穿过具有其他作用方式的另外的流动监控器的内部部分,和
-匹配单元,其用于匹配流动监控器的流出开口和流体流量测量器的排出通道的不同直径。
紧凑的大范围流体流量测量器具有用于流动形成的配置并且具有用于利用不同测量方法的流动监控器的共同的测量路段,该紧凑的大范围流体流量测量器设置成用于在大流量范围内测量流速和流体流量,该大流量范围具有可测量流量的为1:1000及以上的最小-最大-比例。该流量测量器兼有以下优点:其结构确保对在入口处的流体干扰不敏感计数器的优点和具有显著超过已知现有技术的测量范围的测量范围的流量测量器的优点。
其他改进方案由从属权利要求的特征得出。
在具有权利要求2的特征的、对于该设备的功能而言有利的第一构型方案中,壳体的内部空间具有柱形的、椭圆形的或者长方体形的外形,该外形具有倒圆的底部。在此,壳体内部空间的横截面积大于流量测量器的进入通道和流动监控器的流出开口的横截面积数倍(最佳地至少10倍)。由此,所构造的、稳定且均匀的流体流沿排出通道的方向流动并且实现层流的流体流。
在具有权利要求3的特征的、对于该设备的功能而言有利的第二构型方案中,在被倒圆的底部的中部,内部空间或者具有钟形状的、在底部向内拱曲的部分,或者具有球形的、布置在底部附近的拱曲的部分。由此,流体在穿过内部空间时绕过拱曲的部分相应于其几何形状(配置)流动,并且在内部空间的中部朝向流动监控器的进入开口汇流。在此,所形成的流体流动穿流流动监控器的内部并且经由流量测量器的排出通道流出,由此在整体上实现层流的流体流。
在具有权利要求4的特征的、对于扩大该设备的测量范围而言有利的第三构型方案中,第一超声波流动监控器布置在拱曲的部分内部和/或第二超声波流动监控器在内部空间的下部位于流动监控器的流出开口下游。在此,这些超声波流动监控器布置成使得声学通道在流动监控器的中心轴线上延伸,其中,这些流动监控器的测量路段重叠,并且由此保持不干扰流体流并且扩大了测量范围。
在具有权利要求5的特征的、对于该设备的功能和配置而言有利的第四构型方案中,流动监控器处理与流速成比例的信号,该流动监控器沿着内部空间的中轴线布置,使得层流的流动穿流该流动监控器并且从流量测量器的排出通道中流出。在此,作为流动监控器可以使用用于任意作用方式的流量测量或者速度测量的任意已知的排量测量器或者质量测量器,其结构尺寸对应于内部空间的结构尺寸。由此,实现层流的流体流和本发明的基本测量原理,以及在生产或者说实际应用中根据实际测量目的简化流量测量器的配置。
在具有权利要求6的特征的、对于扩大该设备的测量范围而言有利的第五构型方案中,该流量测量器的作用方式基于对两种不同测量方法的应用。在此,测量方法中的一种测量方法在流量测量范围的下部特别有效,另一种测量方法在流量测量范围的上部特别有效。由此实现大测量范围,该大测量范围具有可测量流量的为1:1000及以上的最小-最大-比例,其中,应用两种测量方法也使得能够检查流量测量器的功能。为此,在根据不同的方法获得的测量结果所重合的范围的中部比较这两种方法。
在具有权利要求7的特征的、对于扩大或者移动该设备的测量范围而言有利的第六构型方案中,管形成附加的穿流循环通道,该附加的穿流循环通道形成在流动监控器的外表面与附加的管的内表面之间。由此,待测量流体的流动被分开,其中,该流动的一部分穿流流动监控器的内部,另一流动部分经过穿流循环通道。
在具有权利要求8的特征的、对于该设备的功能和配置而言有利的第七构型方案中,匹配单元在内部空间中布置在壳体的与被倒圆的底部相对的底部的中部。由此,实现层流的流体流,以及在生产或者说实际应用中根据实际测量目的简化流量测量器的配置。
在具有权利要求9的特征的、对于该设备的功能而言有利的第八构型方案中,在内部空间的底部处布置有流动处理装置,该流动处理装置具有格栅的形状。在此,格栅在内部空间的底部布置成使得待测量流体穿流进入通道并且流经流动处理装置并且到达流量测量器的壳体的内部空间中。在此,流动处理装置将待测量流体的总流动分割成多个单个流动,并且实现层流的流体流。
在具有权利要求10的特征的、对于该设备的可靠性而言有利的第九构型方案中,壳体具有流体泄漏识别传感器,该流体泄漏识别传感器与电子器件模块和/或截止阀电连接。
在具有权利要求11的特征的、对于该设备的功能而言有利的第十构型方案中,流动监控器的入口具有漏斗形形状并且与拱曲的部分以形成流体流的方式连接。
在具有权利要求12的特征的、对于该设备的功能而言有利的第十一构型方案中,流动监控器和匹配单元能够匹配,其中,匹配单元能够相应于所使用的流动监控器来匹配。
在具有权利要求13的特征的、对于该设备的功能而言有利的第十二构型方案中,在进入通道中布置有粗过滤器。
附图说明
在下文中,根据实施例参考附图更详细地阐述本发明。
附图示出:
图1示出第一实施方式中的流体流量测量器的剖视图,该流体流量测量器具有用于流动形成的配置并且具有利用不同测量方法的流动监控器,
图2示出共同的测量路段的简化图和超声波流动监控器的声学通道的路径,
图3示出第二实施方式中的流体流量测量器的作为截入式组件的构型方案,
图4示出具有用于待测量的介质的附加的穿流循环通道的流体流量测量器的构型方案。
具体实施方式
利用不同测量方法的紧凑的大范围流体流量测量器具有用于流动形成的配置并且具有用于流动监控器的共同测量路段,该紧凑的大范围流体流量测量器是能够具有下述部件的设备(图1):
-具有内部空间2和向内拱曲的部分3的壳体1,该向内拱曲的部分具有确保流动形成的配置;
-一个或者两个超声波流动监控器4、5,其安装在流量测量器的壳体中并且设置成用于测量流体的流速;
-具有其他作用方式(例如根据热丝测量方法)的流动监控器6,其安装在流量测量器的壳体1中并且设置成用于测量流体的流速,其中,流量测量器4具有漏斗形入口;
-匹配单元7,以便使流动监控器6的流出开口和流量测量器的排出通道10的不同直径相互匹配;
-流动处理装置8,以便切开和平缓(稳定)可测量流体的流动;
-用于流到流量测量器中的流动和待测量流体的流动的进入通道9;
-用于从流量测量器中流出的流体的流动的排出通道10;
-电子器件模块;
-在进入通道9中的粗过滤器;
-在进入通道9中的截止阀;
-流体泄漏识别传感器。
流量测量器的壳体1是一容器2,该容器形成流体不能穿过的(流体密封的)流动空间。该内部空间(内腔)2设置成用于形成流体流动并且测量其速度。壳体1的内部空间2具有与流动监控器6的几何形状互补的形状。该内部空间能够例如以柱体的形状、椭圆管的形状、长方体的形状或者任意的其他形状构造,其中,其底部之一被倒圆。如图1中的第一实施例所示,柱体底部中的一个具有向内拱曲的部分3。壳体1具有主进入通道9和主排出通道10。主进入通道9将流体流动输送到内部空间2中。主排出通道10设置成用于从内部空间2中流出的流体流动。在壳体1中固定地安装有流动处理装置8。该流动处理装置设置成用于切开并且平缓(稳定)可测量流体的流动。另外,壳体1还接收有一个或者两个超声波流动监控器4、5和具有其他作用方式的流动监控器6。超声波流动监控器中的一个位于向内拱曲的部分3内部的接收位置处。第二超声波流动监控器安装在匹配单元7内部的内部空间2的下部的接收位置处。具有其他作用方式的流动监控器6位于流量测量器的所述壳体1的中部。在图1中未示出用于评估测量信号的电子器件模块、用于清洁流体的粗过滤器、用于中断流体流的截止阀以及用于识别危险情况的流体泄漏识别传感器。
流量测量器具有下述功能方式:
-可测量流体首先进到进入通道9中、穿流粗过滤器、穿流流动处理装置8并且被分成多个流动;
-这些流动分布在内部空间2的整个体积上、沿着该内部空间的中心轴线从一底部朝向另一底部流经由壳体1的壁的内表面和流动监控器6的外表面形成的空间。然后,这些流动绕过向内拱曲的部分3流动,其方式是,这些流动遵循该向内拱曲的部分的几何形状(配置)。在流动监控器6的漏斗形入口处,这些流动汇流成平缓的均匀单位流动这确保了实现高精度的速度测量的最有利的条件;
-此后,该流动由流动监控器6的漏斗形入口进一步束集,由此也提高其流速并且降低在流动监控器4中的测量的易受干扰性;
-随后,该流动穿流流动监控器6的内部并且经由流量测量器的排出通道10流出;
-在流体流动穿流流动监控器6的内部期间,流动监控器6处理与流速成比例的信号。
本发明的特征性特点在于超声波流动监控器4、5的应用。其中的超声波流动监控器4安装在向内拱曲的部分3内部。第二超声波流动监控器5布置在流动监控器6下游,即布置在该流动监控器的流出开口处。与常规流量测量器的主要区别是,流动监控器4、5布置有共同的测量路段,该共同的测量路段穿过流动监控器6的内部,而不影响该流动监控器6的功能(图2)。因此,实现超声波流动监控器4、5的测量通道和流动监控器6的测量通道在空间上的重叠,从而产生共同的测量路段。
上述区别确保流动监控器4、5、6在内部空间2中的紧凑布置。因此,也实现真正的流量测量器的小尺寸,其中,其在测量技术方面的特性也被保持。
通过流量测量器的电子器件模块来接收和评估来自流动监控器4、5的测量信号。然后产生与流体流成比例的信号。
壳体1可以基本上由两个部分组成(图1):
-固定部分(承载体),进入通道9、粗过滤器、截止阀、排出通道10、流动处理装置8、匹配单元7和流动监控器4、5、6位于该固定部分中;
-柱体(罩)形式的部分,该部分具有柱体底部中的一个被倒圆的底部。柱体能够是可动的,然后能够围绕其中心轴线旋转。电子器件模块能够紧固在壳体1的外侧的可动部分上,该电子器件模块的前部同样能够围绕其中心轴线旋转。
流动处理装置8可以是格栅。在这种情况下,该格栅在内部空间2的柱形下部中布置成使得可测量流体经由进入通道9穿流流动处理装置8并且进入流量测量器的壳体1的内部空间2中。流动处理装置8的格栅可以是一组(优选21个)叶片,其具有的尺寸使得其最高覆盖内部空间2的整个横截面积的23%。流动处理装置8负责切开可测量流体的流动、为产生平缓的均匀流动创造条件并且因此显著地降低由于在流动监控器6的入口处的湍流的高能量而引起的效应。结合内部空间2的所述配置应用流动处理装置8,保证了流动的平缓(稳定)和其速度特征曲线的均衡。因此,能够省去必要时设置成用于产生不受干扰的流体流动的外部装置(适配器)。
流量测量器的另一个表征特征是在壳体的下方的内部部分中的匹配单元7(在流动监控器6的流出开口的下游)。匹配单元7用于使流动监控器6的流出开口的直径和流量测量器的排出通道10的直径相互匹配。该匹配单元视流量测量器中的可测量流量的所需范围而定允许应用具有不同直径的流动监控器6,其中,匹配单元能够匹配于流动监控器。
用于流体流动的进入通道9是开口、通道,其将流体流动输送到流量测量器的壳体1的内部空间2中。
排出通道10设置成用于将从流量测量器的壳体1的内部空间2中流出的流体流动导出。
电子器件模块用于确定、处理并且存储值或者说由流动监控器4、5、6传送的值的处理结果,并且用于电子控制。电子器件模块的类型能够根据对实现的需求而变化,并且不对本发明产生显著影响。电子器件模块通过物理数据线路与流动监控器4、5、6连接。在这里,术语“物理数据线路”表示借助于一个或者多个固体连接器(例如插头、布线)的连接或者借助于无线电(例如WLAN、蓝牙)的无线连接。电子器件模块能够位于计数器的壳体1的外侧或者位于壳体中。
粗过滤器可以位于计数器的进入通道9中,该粗过滤器用于对流体清洁异物,所述异物会污染或者损坏流量测量器4、5、6或者流动处理装置8。
另外,截止阀能够位于进入通道9中,该截止阀基于信号负责流体流的关闭(截止),该信号来源于电子器件模块。
同样可选的流体泄漏识别传感器用于由计数器可靠地确定流体泄漏,用以触发截止阀并且进而中断到计数器中的流体供应。该传感器对于确保可燃烧介质的运行安全性而言非常重要,所述可燃烧介质的泄漏可能导致具有严重后果的事故。但是,也可以与流体流量测量器无关地确定泄漏并且截止流体流。
流动监控器6可以是根据任意功能方式构造的、用于测量体积流或者流速的测量器具(测量传感器、流量测量器小管)。流动监控器布置在流量测量器的壳体1的柱形内部空间2的中部,使得可测量流体流经进入通道6并且穿流流动处理装置8并且被分割成多个流动。然后,该流动穿流内部空间2、绕过向内拱曲的部分3流动并且汇流成平缓的均匀单位流动。此后,该流体流动穿流流动监控器6、穿流排出通道10并且从流量测量器中流出。作为流动监控器6能够使用用于流量测量或者流速测量的任意已知的排量测量器或者质量测量器(涡轮计数器、旋转计数器、测定风力测量器具等等),其结构尺寸对应于流量测量器的壳体1的内部空间2的结构尺寸。因此,这样的流动监控器6不需要进一步的详细说明。在任何情况下,流动监控器6都识别直接地或者间接地指示流经管路或者说穿流流量测量器的流体的量的特征参量。
在测量穿流流动监控器6的流动的同时,根据超声波方法测量该流动。超声波流动监控器4、5布置成使得其声学通道在流动监控器6的中心轴线上延伸,而不影响该流动监控器的功能(图2)。超声波流动监控器4、5和流动监控器6的这种布置确保了一系列优点:根据超声波方法的测量的最有利的条件、流动监控器在流量测量器的壳体中的紧凑布置和进而真正的流量测量器的小尺寸。在此,确保该流量测量器的在测量技术方面的特性。
实施两种测量方法使得能够在大流量范围内实现对流速和流体流量的测量。因此,例如热丝测量方法负责在0.03m/s至0.5m/s之间的流速范围内进行高精度的测量。超声波方法能够确保在0.1m/s至30m/s之间的速度范围中进行流量测量。因此,能够实现可测量流量的直至1:1000的最小-最大-比例。实施两种方法的另一优点在于,能够比较根据这些不同方法求取的测量数据。这发生在两种方法都有效的范围的中部。
由流量测量器的电子器件模块接收并且评估来自于利用不同测量方法的流动监控器的测量信号。此后,产生与流体流成比例的信号。在流量测量器的电子器件模块中,根据存储在其中的算法,在流量测量器工作期间视流速而定选择测量方法,以及评估和接收(存储)测量结果。
图3以截入式组件示出大范围流量测量器的第二构型方案,其中,在从进入通道9到内部空间2或者说从内部空间2到排出通道10的过渡部中未示出电子器件模块、粗过滤器、截止阀、流体泄漏识别传感器以及流动处理装置8和匹配单元7。在这种构型方案中,截入式组件(具有法兰的管路段)被用作壳体1。该截入式组件形成内部空间2。球形的拱曲的部分3位于内部空间2的中部,超声波流动监控器4布置在该球形的拱曲的部分中。第二超声波流动监控器5布置在流动监控器6下游(在流动方向的意义上),即布置在该流动监控器的流出开口处。流量测量器的这种构型方案的作用方式与根据图1的构型方案完全相同。可测量的流动经由进入通道9流到内部空间2中,该内部空间的直径超过进入通道9的直径数倍。在此,该可测量的流动被流动处理装置8分割。然后,该流动绕过向内拱曲的部分3流动、经由流动监控器6并且经由匹配单元7穿过排出通道10从流量测量器中流出。视流速而定,能够根据所述方法中的一种方法进行流体流量测量。
图4示出大范围流量测量器的一种构型方案,其中,流量监控器6布置在附加的管11内。管11用作用于可测量流体的穿流循环通道。流量测量器的这种构型方案的作用方式及其基本结构在其他方面与根据图1的构型方案完全相同。管11具有漏斗形开口,该开口与流动监控器6的开口类似。
在测量器的这种构型方案中,可测量流体首先来到进入通道9中。此后,该流体进入内部空间2中,该内部空间的直径大于进入通道9的直径数倍,该流体穿流流动处理装置8、然后沿着由壳体1的壁的内表面和流动监控器6的外表面形成的空间流动并且绕过向内拱曲的部分3流动,其方式是,该流体遵循该向内拱曲的部分3的几何形状(形状)。然后,流体流动分裂开。如在前述构型方案中那样,该流动的一部分也穿流流动监控器5的内部并且经由流量测量器的排出通道10流出。该流动的另一部分流经附加的循环通道。该循环通道是形成在流动监控器6的外表面与附加的管11的内表面之间的空间。如果必须在不改变流动监控器6的结构尺寸和穿流管的结构的情况下,或者大大地扩展、或者推移待测量的流动的范围,则这个附加的循环通道是有利的。
作为大范围流体流量测量器的附加的替代构型方案可能的是下述实施方案:
-流量测量器,在该流量测量器中使用两种相同的流量测量方法;
-具有仅一种用于测量流速的方法的简化的实施方案。在这种情况下,安装具有与在流动监控器6的情况下相同的形状(配置)的空心管。
如果用户不需要大的流量测量范围,则这样的简化的构型方案也是可能的。
本发明具有以下优点:
-不管是在底部中的一个底部的中部存在向内拱曲的部分3,还是在流量计数器的内部空间2内部存在布置在底部中的一个底部附近的球形的拱曲的部分3,由于其几何形状(钟形、球形或者水滴形),都确保在内部空间2的中央区域内在流量测量器6的入口处形成均匀的流动以及确保提高流动的运动速度;
-匹配单元7的存在使得能够将具有任意作用方式的和具有不同连接尺寸的任意产品类型的体积流测量器或者速度测量器用作流量测量器6;
-应用根据不同测量方法(作用方式)正常工作的流量测量器6使得能够选择流量测量器6的这样的结构尺寸,该结构尺寸确保内部空间2的大横截面积;
-内部空间2的大横截面积确保计数器中的流体压力损失可忽略;
-因为流量测量器的内部空间2的横截面积超过计数器的进入通道9和流量测量器6的进入开口的横截面积数倍,所以待测量的介质的流动在经由进入通道9到达内部空间2中之后显著降低其运动速度。最终,流动更均匀并且更平缓。此后,该流动穿流流量测量器并且提高其运动速度,该流量测量器的直径小于内部空间2的直径数倍。这为流速的高精度测量提供了更有利的条件并且附加地降低了外部干扰因素的影响。由此,流动监控器变得对管路中的由局部阻力产生的流动干扰几乎完全不敏感;
-因为要求保护的流量测量器具有流动监控器4、5、6,这些流动监控器利用两种不同的流体流量测量方法、带有共同的测量路段并且紧凑地布置在内部空间2内,所以实现了可测量流量的大测量范围,该大测量范围具有1:1000或以上的最小-最大-比例。
因此,本发明的结果是用于液体和气体的具有显著扩大的测量范围的流量测量器。该流量测量器确保在测量技术方面的特性。在此,流量测量器设计得紧凑、具有小尺寸并且对在入口处的可测量流体干扰不敏感。应用两种测量方法(测量原理)也能够检查流量测量器的功能。为此,在根据这些不同方法获得的测量结果重合的范围的中部比较这两种方法。这确保测量数据的更高的可靠性。
Claims (13)
1.一种流体流量测量器,其具有用于流动监控器(4、5、6)的测量路段,所述流动监控器利用用于流速和流体流量的不同测量方法,所述流体流量测量器具有壳体(1),所述壳体在其中具有进入通道(9)、排出通道(10)和至少一个流动监控器(4、5、6),
其特征在于,
壳体内部空间(2)具有与所述流动监控器(6)的几何形状互补的形状、至少部分地限界所述内部空间(2)的两个底部以及拱曲的部分(3),所述拱曲的部分具有确保流动形成的几何形状,
至少一个超声波流动监控器(4、5)布置成使得其测量路段穿过具有其他作用方式的另外的流动监控器(6)的内部部分,并且
所述流体流量测量器具有匹配单元(7),用于匹配所述流动监控器(6)的流出开口和所述流体流量测量器的排出通道(10)的不同直径。
2.根据权利要求1所述的流体流量测量器,
其特征在于,
所述壳体(1)的内部空间(2)具有柱体的形状、椭圆管的形状或者长方体的形状,其底部之一被倒圆,并且
所述内部空间(2)的横截面积在此大于所述流量测量器的进入通道(9)和所述流动监控器(6)的流出开口的横截面积数倍。
3.根据权利要求2所述的流体流量测量器,
其特征在于,
在被倒圆的底部的中部,所述内部空间(2)或者具有钟形状的、在所述底部中向内拱曲的部分(3),或者具有球形的、布置在所述底部附近的拱曲的部分(3)。
4.根据权利要求1所述的流体流量测量器,
其特征在于,
第一超声波流动监控器(4)布置在所述拱曲的部分(3)内部和/或第二超声波流动监控器(5)在所述内部空间(2)的下部位于所述流动监控器(6)的流出开口下游,并且
所述超声波流动监控器(4、5)在此布置成使得声学通道在所述流动监控器(6)的中心轴线上延伸。
5.根据权利要求1所述的流体流量测量器,
其特征在于,
所述流动监控器(6)处理与流速成比例的信号,
所述流动监控器(6)沿着所述内部空间(2)的中轴线布置,并且
作为流动监控器(6)能够使用用于任意功能方式的流量测量或者流速测量的任意已知的排量测量器或者质量测量器,其结构尺寸对应于所述内部空间(2)的结构尺寸。
6.根据权利要求1所述的流体流量测量器,
其特征在于,
该流体流量测量器的作用方式基于对两种不同测量方法的应用,其中,所述测量方法中的一种测量方法在流量测量范围的下部特别有效,并且另一种测量方法在所述流量测量范围的上部特别有效,
由此实现可测量流量的大测量范围,所述大测量范围具有1:1000及以上的最小-最大-比例,并且
应用两种测量方法也使得能够检查所述流量测量器的功能,为此,在根据这些不同方法获得的测量结果所重合的范围的中部比较这两种方法。
7.根据权利要求1所述的流体流量测量器,
其特征在于,
管(11)形成附加的穿流循环通道,所述附加的穿流循环通道形成在所述流动监控器(6)的外表面与附加的管(11)的内表面之间,由此,待测量流体的流动被分开,其中,该流动的一部分穿流所述流动监控器(6)的内部,并且另一流动部分经过所述穿流循环通道。
8.根据权利要求2所述的流体流量测量器,
其特征在于,
所述匹配单元(7)在所述内部空间(2)中布置在所述壳体(1)的与被倒圆的底部相对的底部的中部。
9.根据权利要求1所述的流体流量测量器,
其特征在于,
在所述内部空间(2)的底部布置有流动处理装置(8),并且
所述流动处理装置(8)具有格栅的形状。
10.根据上述权利要求中任一项所述的流体流量测量器,
其特征在于,
所述壳体(1)具有流体泄漏识别传感器,所述流体泄漏识别传感器与电子器件模块和/或截止阀电连接。
11.根据上述权利要求中任一项所述的流体流量测量器,
其特征在于,
所述流动监控器(6)的入口具有漏斗形形状并且与所述拱曲的部分(3)以形成流体流的方式连接。
12.根据上述权利要求中任一项所述的流体流量测量器,
其特征在于,
所述流动监控器(6)和所述匹配单元(7)能够匹配,其中,所述匹配单元(7)能够相应于所使用的流动监控器(6)来匹配。
13.根据上述权利要求中任一项所述的流体流量测量器,
其特征在于,
在所述进入通道(9)中布置有粗过滤器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18160630.2A EP3537112A1 (de) | 2018-03-08 | 2018-03-08 | Fluiddurchflussmesser |
EP18160630.2 | 2018-03-08 | ||
PCT/EP2019/055600 WO2019170767A1 (de) | 2018-03-08 | 2019-03-06 | Fluiddurchflussmesser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112088290A true CN112088290A (zh) | 2020-12-15 |
CN112088290B CN112088290B (zh) | 2024-10-01 |
Family
ID=61599013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201980030700.6A Active CN112088290B (zh) | 2018-03-08 | 2019-03-06 | 流体流量测量器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11555721B2 (zh) |
EP (2) | EP3537112A1 (zh) |
CN (1) | CN112088290B (zh) |
EA (1) | EA202092134A1 (zh) |
WO (1) | WO2019170767A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117405188A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-01-16 | 益都智能技术(北京)股份有限公司 | 一种基于物联网远传超声波水表 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107505016B (zh) * | 2017-09-13 | 2022-02-08 | 湖北锐意自控系统有限公司 | 气体流量计量气室及气体流量计量表 |
US12018975B2 (en) * | 2021-03-11 | 2024-06-25 | Honeywell International Inc. | Ultrasound and thermal massflow in one flow channel |
US11846531B2 (en) | 2021-08-27 | 2023-12-19 | Sensia Llc | Ultrasonic flow meter with inner and outer flow channels |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0580099A2 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-26 | G. Kromschröder AG | Ultraschall-Gaszähler |
JP2001059756A (ja) * | 1999-08-23 | 2001-03-06 | Kansai Gas Meter Co Ltd | 計測装置 |
CN101084415A (zh) * | 2004-12-21 | 2007-12-05 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有压力传感器的超声波流量计 |
NO20064106L (no) * | 2006-09-13 | 2008-03-14 | Fluenta As | Arrangement for a male fluidhastighet |
CN102348959A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 用于监测和/或测量分布的颗粒和/或液滴流的涡流测量装置 |
CN102348958A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 用于监测和/或测量在管线内流动的两相或多相介质的壁流的方法和涡流测量装置 |
CN202869565U (zh) * | 2011-08-31 | 2013-04-10 | 液体比重计有限公司 | 超声波测量仪 |
US20140111328A1 (en) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Daniel Measurement And Control, Inc. | Condition monitoring with alarm confidence levels for flow metering systems |
CN104061973A (zh) * | 2013-03-18 | 2014-09-24 | 北京堀场汇博隆精密仪器有限公司 | 流量计 |
EP2824432A2 (en) * | 2014-08-21 | 2015-01-14 | Sensirion AG | Housing for flow measurements |
CN104729602A (zh) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | 西克股份公司 | 用于确定流速的超声波测量装置和方法 |
CN105387898A (zh) * | 2014-08-20 | 2016-03-09 | 兰吉尔有限公司 | 具有插入到壳体中的测量插件的流量计 |
CN105593648A (zh) * | 2013-07-12 | 2016-05-18 | 约翰·C·卡拉马诺斯 | 流体控制测量装置 |
EP3063508A1 (en) * | 2013-10-28 | 2016-09-07 | Technical University of Denmark | A flow meter for ultrasonically measuring the flow velocity of fluids |
CN107110680A (zh) * | 2014-12-09 | 2017-08-29 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 超声流量测量设备 |
CN107735652A (zh) * | 2015-06-24 | 2018-02-23 | 代傲表计有限公司 | 包括测量通道和副通道的流量计 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1135366C (zh) * | 1997-12-15 | 2004-01-21 | 东京瓦斯株式会社 | 流量计 |
US6895813B2 (en) * | 2000-04-25 | 2005-05-24 | Fox Boro Company | Low-flow extension for flow measurement device |
DE102010040396A1 (de) * | 2010-09-08 | 2012-03-08 | Robert Bosch Gmbh | Durchflussmesser zur Erfassung einer Eigenschaft eines fluiden Mediums |
CN102183274B (zh) | 2011-05-17 | 2012-05-23 | 重庆梅安森科技股份有限公司 | 宽量程双涡街流量计 |
CN102735300B (zh) | 2012-05-31 | 2014-07-09 | 卓度仪表(控股)有限公司 | 气体流量计及气体流量测量方法 |
JP5914870B2 (ja) * | 2012-06-28 | 2016-05-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 流体計測装置 |
DE102012109237A1 (de) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Durchflussmessgerät, sowie Verwendung dieses Durchflussgerätes und Verfahren zur Ermittlung der Fließgeschwindigkeit |
EP2824428A1 (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-14 | Itron France | Coaxial flow meter |
RU2544256C1 (ru) * | 2013-11-15 | 2015-03-20 | Александр Михайлович Деревягин | Устройство для измерения скорости потока текучей среды |
EP3296704A1 (de) * | 2016-09-16 | 2018-03-21 | Energoflow AG | Fluidzähler |
-
2018
- 2018-03-08 EP EP18160630.2A patent/EP3537112A1/de not_active Withdrawn
-
2019
- 2019-03-06 US US16/979,136 patent/US11555721B2/en active Active
- 2019-03-06 EP EP19712907.5A patent/EP3762686B1/de active Active
- 2019-03-06 EA EA202092134A patent/EA202092134A1/ru unknown
- 2019-03-06 WO PCT/EP2019/055600 patent/WO2019170767A1/de active Application Filing
- 2019-03-06 CN CN201980030700.6A patent/CN112088290B/zh active Active
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0580099A2 (de) * | 1992-07-23 | 1994-01-26 | G. Kromschröder AG | Ultraschall-Gaszähler |
JP2001059756A (ja) * | 1999-08-23 | 2001-03-06 | Kansai Gas Meter Co Ltd | 計測装置 |
CN101084415A (zh) * | 2004-12-21 | 2007-12-05 | 罗伯特·博世有限公司 | 具有压力传感器的超声波流量计 |
NO20064106L (no) * | 2006-09-13 | 2008-03-14 | Fluenta As | Arrangement for a male fluidhastighet |
CN102348959A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 用于监测和/或测量分布的颗粒和/或液滴流的涡流测量装置 |
CN102348958A (zh) * | 2009-03-12 | 2012-02-08 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 用于监测和/或测量在管线内流动的两相或多相介质的壁流的方法和涡流测量装置 |
CN202869565U (zh) * | 2011-08-31 | 2013-04-10 | 液体比重计有限公司 | 超声波测量仪 |
US20140111328A1 (en) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Daniel Measurement And Control, Inc. | Condition monitoring with alarm confidence levels for flow metering systems |
CN104061973A (zh) * | 2013-03-18 | 2014-09-24 | 北京堀场汇博隆精密仪器有限公司 | 流量计 |
CN105593648A (zh) * | 2013-07-12 | 2016-05-18 | 约翰·C·卡拉马诺斯 | 流体控制测量装置 |
EP3063508A1 (en) * | 2013-10-28 | 2016-09-07 | Technical University of Denmark | A flow meter for ultrasonically measuring the flow velocity of fluids |
CN104729602A (zh) * | 2013-12-19 | 2015-06-24 | 西克股份公司 | 用于确定流速的超声波测量装置和方法 |
CN105387898A (zh) * | 2014-08-20 | 2016-03-09 | 兰吉尔有限公司 | 具有插入到壳体中的测量插件的流量计 |
EP2824432A2 (en) * | 2014-08-21 | 2015-01-14 | Sensirion AG | Housing for flow measurements |
CN107110680A (zh) * | 2014-12-09 | 2017-08-29 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 超声流量测量设备 |
CN107735652A (zh) * | 2015-06-24 | 2018-02-23 | 代傲表计有限公司 | 包括测量通道和副通道的流量计 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117405188A (zh) * | 2023-12-14 | 2024-01-16 | 益都智能技术(北京)股份有限公司 | 一种基于物联网远传超声波水表 |
CN117405188B (zh) * | 2023-12-14 | 2024-03-12 | 益都智能技术(北京)股份有限公司 | 一种基于物联网远传超声波水表 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11555721B2 (en) | 2023-01-17 |
EP3762686A1 (de) | 2021-01-13 |
WO2019170767A1 (de) | 2019-09-12 |
US20200400473A1 (en) | 2020-12-24 |
CN112088290B (zh) | 2024-10-01 |
EA202092134A1 (ru) | 2020-12-04 |
EP3537112A1 (de) | 2019-09-11 |
EP3762686B1 (de) | 2022-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112088290B (zh) | 流体流量测量器 | |
RU2706521C1 (ru) | Счетчик текучей среды | |
CN101430025B (zh) | 流量检测阀 | |
CN102959364B (zh) | 流量测量结构及流量测量装置 | |
CN207298000U (zh) | 平衡阀 | |
CN105067049B (zh) | 一种基于旋流原理的差压式流量测量装置及方法 | |
RU2491513C2 (ru) | Усредняющая диафрагма с отверстиями, расположенными рядом с внутренней стенкой трубы | |
CN104061973B (zh) | 流量计 | |
US7404337B2 (en) | Mass flow meter with fluid lens | |
CN103837215B (zh) | 换向阀式p.V.T.t法气体流量装置 | |
US9422953B2 (en) | Flow measuring device for measuring a parameter of a flow formed from a fluid | |
CN102192767A (zh) | 用于测量流体流动速度的超声波测量装置和方法 | |
US8701497B2 (en) | Fluid flow testing system | |
CN105403266B (zh) | 一种自动校正的大口径超声水表及其校正方法 | |
CN106323533A (zh) | 用于测量流体流总压的装置 | |
RU2015129011A (ru) | Поворотная измерительная диафрагма для непосредственного измерения расхода | |
KR101592146B1 (ko) | 일체형 압력 유량계 | |
US20040244498A1 (en) | Fluid flow meter with fluid flow sensor and oscillation sensor | |
US8505378B2 (en) | Orbital ball flowmeter for gas and fluid | |
CN207570638U (zh) | 一种气体校准标准装置 | |
KR100436972B1 (ko) | 유량계의 표준화 교정용 기체유량측정장치 | |
EP3063507A1 (en) | Flow meter | |
EA044306B1 (ru) | Расходомер текучей среды | |
Morrison et al. | Evaluation of a close coupled slotted orifice, electric impedance, and swirl flow meters for multiphase flow | |
RU2337319C1 (ru) | Тангенциальный турбинный расходомер |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |