CN116134299A - 用于查明待测物质的温度的方法以及用于此目的测量系统 - Google Patents

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Abstract

在根据本发明的方法中,待测物质(FL)被允许沿指定流向流过管线,并且查明壁温度值XTw,其表示壁温度Tw,即包封管的管腔的壁的温度。此外,表示在管线中流动的待测物质的密度p的密度值Xp、表示在管线中流动的待测物质的粘度μ的粘度值Xμ、表示待测物质的温度传导率λ的温度传导率值Xλ、表示待测物质的比热容cp的热容值Xcp、以及表示在沿流向在管线中流动的待测物质内产生的压差Δρ的压差值XΔρ被查明并且然后用于查明待测物质的特征数V的特征数值XV,所述特征数表征作为耗散的结果在管线中流动的待测物质的加热,其中,待测物质的特征数V对应于计算公式:V=f(Δp,p,μ,λ,cp)=Pra·ecb·ζc,该计算公式由在管线中流动的待测物质的埃克特数Ec、在管线中流动的待测物质的普朗特数Pr和管线的压力损失系数ζ以及由管线特定的第一指数a、管线特定的第二指数b和管线特定的第三指数c确定。最后,使用特征数值XV和壁温度值XTw来查明表示待测物质的温度TM的温度值XTM。出于此目的,根据本发明的测量系统另外包括:温度传感器,其热耦合到壁的侧向表面,以用于产生温度测量信号,该温度测量信号对应于随至少一个信号参数的变化的壁的温度Tw的变化;以及测量和操作电子系统,其电连接到温度传感器。

Description

用于查明待测物质的温度的方法以及用于此目的测量系统
技术领域
本发明涉及一种用于查明待测物质的温度,即在管线中传导的被测物质的温度的方法,并且涉及一种对应的测量系统。
背景技术
US-A 2017/0074701、US-A 2017/0074730、WO-A 2017/131546或WO-A 2015/099933公开了用于查明被测物质温度,即在管线(例如,管)中流动的被测物质(例如,气体、液体或分散体)的温度的测量系统或方法,其中,借助于一个或多个温度传感器在背对着管腔的表面(侧向表面)上检测围绕管线的管腔的典型金属壁的温度(壁温度),并且在由此产生的温度测量信号的基础上产生(例如,即计算)表示被测物质温度的被测物质温度值。
特定测量系统的至少一个温度传感器是借助于温度传感器而形成的,这些温度传感器布置在管线外部,并且因此在运行期间不被在管线中的管腔中流动的被测物质接触,并且可选地也不被例如由热粘合剂构成的耦合体接触,该耦合体以导热方式将所述温度传感器连接到壁。温度传感器还被配置成将与借助于特别是温度传感器而形成的温度测量点处的温度相对应的壁温度转换成对应的温度测量信号,即表示特定壁温度的电测量信号,例如,具有取决于所述壁温度的电信号电压和/或取决于所述壁温度的电信号电流。温度传感器因此能够是例如铂测量电阻器、热敏电阻或热电偶,或者也可以是借助于若干这种温度敏感的电或电子组件而形成的电路。
上述测量系统中的每一个进一步包括测量系统电子装置,这些测量系统电子装置被配置成接收至少一个温度测量信号并且使用所述温度测量信号来产生被测物质温度值。出于此目的,测量系统电子装置通常借助于对应的连接线直接地电连接到至少一个温度传感器。在工业测量和自动化技术中使用的测量系统的情况下,测量系统电子装置通常是借助于一个或多个微处理器而实现的,可选地也被设计为数字信号处理器(DSP),使得测量系统电子装置通过在数值上计算从测量信号尤其是至少一个温度测量信号获得的数字采样值来确定特定温度测量值,并且以对应的数字值的形式提供它们。另外,测量系统电子装置也通常被容纳在至少一个比较坚固的、特别是抗冲击、抗压和/或防风雨的电子装置壳体中。电子装置壳体能够例如与管线分开布置,或者也能够布置在其邻近,并且也能够被固定在管线上。特定测量系统电子装置也能够经由对应电线电连接到上级电子数据处理系统,该上级电子数据处理系统在空间上远离特定测量系统布置并且也在空间上分布,而且借助于合适地承载这些测量值的至少一个测量值信号将由特定测量系统产生的测量值以及时方式(例如,也实时地)传递给该上级电子数据处理系统。数据处理系统能够是例如借助于安装在控制室中的可编程逻辑控制器(PLC)和/或过程控制计算机并且借助于对应的数据传输网络——例如,现场总线系统和/或无线电网络而形成的。尤其在EP A 919 793、US-A2008/0127745、US-A 2008/0115577、US-A 2011/0113896、US-A 47 68 384、US-B 70 40179、WO-A 95/08758、WO-A 01/02816、WO-A 2009/051588、WO-A 2009/134268、WO-A2012/018323、WO-A 2012/033504、WO-A 2012/067608或WO-A2012/115639中公开了用于借助于布置在传导被测物质的管线上外部的温度传感器来查明被测物质温度的测量系统的另外的示例。
如在US-A 2017/0074701、US-A 2017/0074730、EP-A 919 793、US-A 2008/0127745、US-A 2008/0115577、US-A 2011/0113896、US-A 4768 384、US-B 70 40 179、WO-A95/08758、WO-A 01/02816、WO-A2009/051588、WO-A 2009/134268、WO-A 2012/018323、WO-A2012/033504、WO-A 2012/067608或WO-A 2012/115639中,所涉及类型的测量系统此外也能够被配置成确定在管线中流动的被测物质的至少一个另外的被测变量,该至少一个另外的被测变量偏离被测物质温度,特别地,即以产生表示此变量的测量值。例如,这样的测量系统也能够是电子振动测量系统,该电子振动测量系统可用于测量被测物质的一个或多个物质参数,诸如密度和/或粘度,和/或被测物质的一个或多个流量参数的测量结果,例如,质量和/或体积流量和/或流速,并且因此在运行期间产生对应的密度测量值、粘度测量值、质量流量测量值、体积流量测量值和/或流速。借助于通常被设计为(金属)管并且包括管线的前述振动式测量换能器而形成的这种电子振动测量系统——例如,也设计为科里奥利质量流量测量装置或者也设计为科里奥利质量流量测量系统的结构和运行模式是本领域的技术人员和本身所已知的,并且例如,在US-B 65 133 393、US-B 66 51 513、US-B 7017242、US-B 74 06 878、US-B 87 57 007、US-B 86 71 776或US-B 89 24 165中或者也在所提及的US-A 2017/0074701、US-A 2017/0074730、EP-A919 793、US-A 2008/0127745、US-A 2008/0115577、US-A 2011/0113896、US-A 47 68 384、US-B 70 40 179、WO-A 01/02816、WO-A 2009/051588、WO-A 2009/134268、WO-A 2012/018323、WO-A 2012/033504、WO-A2012/067608或WO-A 2012/115639中被广泛地且详细地描述。利用这种电子振动测量系统,管线也被特别地配置成出于在运行期间测量材料和/或流量参数的目的而在使被测物质流过时至少暂时振动。通常,出于此目的,管线借助于以机电方式作用于其的测量换能器的至少一个振动激励器(例如,借助于附到管线外部的永久磁铁而形成)并且借助于与其相互作用的激励器线圈被主动地激励为与特定管线相关联的静态静止位置周围的有用振动,即机械振动,尤其是如下的这种机械振动:适合于在流动的被测物质中引发取决于其质量流量的科里奥利力,和/或适合于在流动的被测物质中引发取决于其粘度的摩擦力,和/或适合在流动的被测物质中引发取决于其密度的惯性力。为了检测管线的机械振动,尤其是它们的有用振动,特定(电子振动)测量系统进一步包括至少一个例如电动振动传感器,该至少一个电动振动传感器被配置成转换至少一个振动信号,即表示管线的振动移动的电振动测量信号——例如,具有取决于管线的振动移动的速度的电信号电压。这种电子振动测量系统的测量系统电子装置——尤其是针对能够在其中产生表示被测物质的密度的密度测量值和/或表示被测物质的粘度的粘度测量值的上述情况——被进一步配置成也使用至少一个温度测量信号和至少一个振动信号两者来产生测量值,例如,使得测量系统电子装置基于通过振动信号测量的有用频率,即取决于待测材料参数的有用振动的振动频率来确定密度测量值和/或粘度测量值,并且出于此目的,还在计量上补偿有用频率对瞬间测量流体温度的任何依赖。除了评估温度测量信号和至少一个振动信号之外,这种电子振动测量系统的测量系统电子装置还通常也用于为至少一个机电振动激励器产生至少一个例如谐波和/或定时驱动器信号。例如,能够关于电流强度和/或电压水平调节所述驱动信号。
进一步的调查已经表明,借助于前述方法或测量系统确定的被测物质温度值能够与真实或实际被测物质温度大大地不同,甚至在管线中以约0.1m·s-1流动的被测物质的比较低的流速下和/或给定在管线中流动的被测物质的约100的比较低的雷诺数时也如此,例如,使得表示与被测物质在管腔中心的部分体积的温度相对应的被测物质的核心温度的被测物质温度值与所述核心温度的偏差能够超过4K;这特别是在考虑到借助于壁内和/或包封管线的大气内的两个或更多个温度传感器检测到的热流时也如此——例如,根据所引用US-A 2017/0074701、US-A 2017/0074730、US-A 2008/0127745、US-B 70 40 179、WO-A2017/131546或WO-A 2015/099933。
发明内容
为此目的,本发明的目的是指定一种方法,该方法允许基于测量壁温度精确地确定在管线中流动的被测物质的被测物质温度,尤其是具体地被测物质的核心温度;这特别是在管线中流动的被测物质的流速超过0.1m·s-1的情况下或在管线中流动的被测物质的雷诺数超过100的情况下也如此和/或也使得所确定的被测物质温度或表示这个的被测物质温度值与真实被测物质温度的偏差小于3K,尤其也小于1K。此外,本发明的另一个目的是为了指定适合于执行这种方法的测量系统。
为了实现所述目的,本发明包括一种用于查明被测物质温度TM,即在管线特别是管中传导的被测物质的温度特别是核心温度的方法,其中,管线具有由尤其金属壁包封的管腔,该方法包括:
·让被测物质沿预先确定的流向——例如,以超过0.1m/s的流速U流过管线;
·查明至少一个壁温度Tw,即,表示壁的温度——例如,在壁的背对着管腔的表面(侧向表面)上、在壁的面向管腔的表面(内表面)上、或在壁内的温度的壁温度值XTw
·查明表示在管线中流动的被测物质的密度值Xρ的至少一个密度ρ;
·查明例如表示粘度μ——例如,在管线中流动的被测物质的有效动态粘度的至少一个粘度值Xμ
·查明表示被测物质的热导率λ的至少一个热导率值Xλ
·查明表示被测物质的比热容cp的至少一个热容值Xcp
·查明表示在沿流向在管线中流动的被测物质内建立的压差Δp的至少一个压差XΔp,例如,即在流动的被测物质中建立的第一静压力p1与在流动的被测物质中在第一静压力p1下游建立的第二静压力p2之间的差;
·将至少一个密度值Xρ、至少一个粘度值Xμ、至少一个压差值XΔp、至少一个热导率值Xλ和至少一个热容值Xcp用于查明被测物质特征数V的至少一个特征数值XV,该被测物质特征数V表征例如在流动的被测物质的靠近壁定位的部分体积中,通过耗散引起的在管线中流动的被测物质的加热,其中,被测物质特征数V对应于既由在管线中流动的被测物质的埃克特数Ec、在管线中流动的被测物质的普朗特数Pr和管线的压力损失系数ζ,以及又由管线特定的第一指数a、管线特定的第二指数b和管线特定的第三指数c确定的计算公式:
V=f(Δp,ρ,μ,λ,cp)=Pra·Ecb·ζc
·并且将至少一个特征数值XV和至少一个壁温度值XTw用于查明表示被测物质温度TM(例如,被测物质的核心温度)的至少一个被测物质温度值XTM,使得该被测物质温度值XTM满足计算规则:
XTM=XTW-(k1·XV+k2)=XTW-XΔT
另外,本发明还包括一种测量系统,例如,一种电子振动测量系统,该测量系统被配置成实现根据本发明的方法,其中,该测量系统包括:温度传感器,该温度传感器热耦合到壁的侧向表面,以用于产生温度测量信号,其遵循随至少一个信号参数的变化的壁的温度Tw,例如,即壁的中空圆柱段的表面温度,的变化,例如,即电温度测量信号;以及测量和操作电子装置,该测量和操作电子装置电连接到温度传感器——例如,也借助于至少一个微处理器而形成。
按照根据本发明的方法的第一实施例,进一步规定,被测物质温度值XTM满足取决于特征数值XV以及壁温度值XTw两者并且通过管线特定的第一系数k1和管线特定的第二系数k2参数化的计算规则:
XTM=XTW-(k1·XV+k2)=XTW-XΔT
在进一步发展本发明的此实施例时,第一系数k1和第二系数k2是先前确定的(校准)常数,和/或第一系数k1不小于0.5K(开尔文)并且不超过1.5K;和/或第二系数k2不小于-0.2K并且不超过0.2K——例如,等于0。
按照根据本发明的方法的第二实施例,进一步规定,第一指数a超过0.1并且小于0.5——例如,0.3。
按照根据本发明的方法的第三实施例,进一步规定,第二指数b超过0.8并且小于1.2——例如,1。
按照根据本发明的方法的第四实施例,进一步规定,第三指数c超过0.8并且小于1.2——例如,1。
按照根据本发明的方法的第五实施例,进一步规定,第二指数b等于第三指数c——例如,即等于一。
按照根据本发明的方法的第六实施例,进一步规定,参数值XV满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000071
在进一步发展本发明的此实施例时,第二指数b等于一。
按照根据本发明的方法的第七实施例,进一步规定,被测物质的比热容cp不小于1kJ·kg-1·K-1并且不超过5kJ·kg-1·K-1
按照根据本发明的方法的第八实施例,被测物质的热导率λ不小于0.1W·m-1·K-1并且不超过1W·m-1·K-1
按照根据本发明的方法的第九实施例,进一步规定,被测物质的粘度μ大于1mPa·s——例如,大于10mPa·s。
按照根据本发明的方法的第十实施例,进一步规定,被测物质的密度ρ大于500kg·m-3和/或小于2000kg·m-3
按照根据本发明的方法的第十一实施例,进一步规定,在管线中流动的被测物质具有大于0.1m·s-1——例如,大于1m·s-1的流速U,例如,平均的或最大的。
按照根据本发明的方法的第十二实施例,进一步规定,在管线中流动的被测物质具有大于0.01kg·s-1——例如,大于0.1kg·s-1的质量流量
Figure BDA0004113769300000072
按照根据本发明的方法的第十三实施例,进一步规定,在管线中流动的被测物质具有大于100——例如,大于1000的雷诺数Re。
按照根据本发明的方法的第十四实施例,进一步规定,密度值Xρ与被测物质的(真实)密度ρ的偏差不超过密度ρ的0.5%(fρ<0.5%)——例如,超过密度ρ的0.1%(fρ>0.1%)。
按照根据本发明的方法的第十五实施例,进一步规定,压差值XΔp与(真实)压差Δp的偏差不超过压差Δp的15%(fΔp<15%)——例如,超过压差Δp的5%(fΔp>5%)。
按照根据本发明的方法的第十六实施例,进一步规定,粘度值Xμ与被测物质的(真实)粘度μ的偏差不超过粘度μ的15%(fμ<15%)——例如,超过粘度μ的2%(fμ>2%)。
按照根据本发明的方法的第十七实施例,进一步规定,热导率值Xλ与被测物质的(真实)热导率λ的偏差不超过热导率λ的50%(fλ<50%)——例如,超过热导率λ的5%(fλ>5%)。
按照根据本发明的方法的第十八实施例,进一步规定,热容值Xcp与被测物质的(真实)比热容cp的偏差不超过比热容cp的50%(fcp<50%)——例如,超过比热容cp的5%(fcp>5%)。
按照根据本发明的方法的第十九实施例,进一步规定,被测物质温度值XTM与被测物质的(真实)温度TM(例如,即核心温度)的偏差小于2K——例如,小于1K。
按照根据本发明的方法的第二十实施例,进一步规定,壁温度Tw(TM<Tw)比被测物质的温度TM——例如,即被测物质的核心温度高,例如超过1K。
按照根据本发明的方法的第二十一实施例,进一步规定,被测物质温度值XTM小于壁温度值XTw(XTM<XTw)。
按照根据本发明的方法的第二十二实施例,进一步规定,被测物质温度值XTM表示被测物质的核心温度。
按照根据本发明的方法的第二十三实施例,进一步规定,壁温度值XTw表示壁的中空圆柱段的温度Tw,例如,表面温度。
按照根据本发明的方法的第二十四实施例,进一步规定,为了查明至少壁温度值XTw,壁的表面温度,例如,即在壁的中空圆柱段上,的温度被查明。
按照根据本发明的方法的第二十五实施例,进一步规定,管线的壁包括金属——例如,钢、钛合金、钽合金或锆合金。
按照根据本发明的方法的第二十六实施例,进一步规定,管线的壁的壁厚度不小于0.5mm,例如,超过1mm,和/或不超过5mm——例如,小于3mm。
按照根据本发明的方法的第二十七实施例,进一步规定,用于查明密度值和/或用于查明粘度值和/或用于查明压差值XΔp的管线被使得振动,例如,即借助于科里奥利质量流量/密度测量装置的机电振动激励器被主动地激励以机械地振动。
按照根据本发明的测量系统的第一实施例,测量和操作电子装置被进一步配置成查明至少一个被测物质温度值XTM。此外,测量和操作电子装置还能够被配置成查明至少一个壁温度值XTw和/或被测物质特征数V的至少一个特征数值XV
根据本发明的第一发展,该方法进一步包括:查明在管线中流动的被测物质的流动指数n。
根据本发明的第二发展,该方法进一步包括:查明表示在管线中流动的被测物质的雷诺数Re的至少一个雷诺数值XRe。此外,因此能够计算压力损失系数值Xζ,使得它满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000101
根据本发明的第三发展,该方法进一步包括:查明表示在管线中流动的被测物质的质量流量
Figure BDA0004113769300000102
的至少一个质量流量值
Figure BDA0004113769300000103
根据本发明的第四发展,该方法进一步包括:查明表示在管线中流动的被测物质的雷诺数Re的至少一个雷诺数值XRe;以及查明表示在管线中流动的被测物质的质量流量
Figure BDA0004113769300000104
的至少一个质量流量值
Figure BDA0004113769300000105
并且另外规定,压差值XΔp满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000106
并且/或者雷诺数值XRe满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000107
根据本发明的第五发展,该方法进一步包括:查明表示在管线中流动的被测物质的例如平均或最大流速U的至少一个速率值XU。此外,因此能够计算压力损失系数值Xζ,使得它满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000108
并且/或者能够计算特征数值XV,使得它满足计算公式:
Figure BDA0004113769300000109
根据本发明的第六发展,该方法进一步包括:将科里奥利质量流量/密度测量装置用于查明密度值Xρ,和/或用于查明粘度值Xμ,和/或用于查明压差值XΔp。例如,管线因此也能够是科里奥利质量流量/密度测量装置的组件。
根据本发明的第七发展,该方法进一步包括:将压差测量装置用于查明压差值XΔp。例如,管线因此也能够是压差测量装置的组件。
根据本发明的第八发展,该方法进一步包括:既查明在流动的被测物质中建立的第一静压力又查明在流动的被测物质中在其下游方向上建立的第二静压力;以及基于所查明的第一静压力和所查明的第二静压力来查明压差值XΔp
根据本发明的第九发展,该方法进一步包括:既查明壁的温度Tw,尤其是壁的中空圆柱段的表面温度,以及又产生特别是电温度测量信号,其遵循随至少一个信号参数的变化的所述温度Tw的变化。
根据本发明的第十发展,该方法进一步包括:将热耦合到壁的侧向表面的温度传感器用于产生温度测量信号。
根据本发明的第十一发展,该方法进一步包括:将温度测量信号用于查明至少一个壁温度值XTw
在本发明的第十二发展中,该测量系统包括:振动激励器,其用于激励管线的机械振动;以及至少两个振动传感器,其用于查明管线的机械振动并且用于将所述振动转换成振动信号。此外,振动激励器以及第一振动传感器和第二振动传感器都能够电连接到测量系统电子装置,并且该测量系统电子装置能够被配置成:借助于可用于引起管线的机械振动的电激励信号将电力馈送到振动激励器中,以及接收和评估振动传感器的振动信号,例如,即在振动信号的基础上或者在振动信号以及电激励信号的基础上数字化和/或查明密度值、和/或粘度值Xμ、和/或压差值XΔp、和/或质量流量值
Figure BDA0004113769300000121
和/或雷诺数值XRe
根据本发明的第十三发展,该测量系统包括:第一压力传感器和第二压力传感器,其用于查明在流向上彼此相隔一定距离在管线的壁中插入的压差。此外,第一压力传感器和第二压力传感器都能够电连接到测量系统电子装置,并且该测量系统电子装置能够被配置成通过使用借助于前述压力传感器产生的压力测量信号(包括例如数字压力测量信号)来查明压差值XΔp,例如,即粘度值Xμ和/或速率值XU
本发明的基本思想是为了通过借助于被测物质的另外的材料和流量参数(即,其密度、其粘度、其热导率、其热容以及压差)将流动的被测物质的动能转换成由于在流过管线的被测物质内或在流动的被测物质与管线的壁之间的摩擦过程而导致的热能来查明在管线中流动的被测物质的(附加的)加热,并且当在壁温度的基础上查明被测物质温度时相应地考虑到它。
附图说明
在下面基于附图的各图中示出的示例性实施例更详细地说明本发明以及其有利的实施例。在所有图中,相同或相同地行动的或相同地起作用的部分设有相同的附图标记;出于清楚的原因,或者如果由于其他原因似乎为明智的,之前提及的附图标记在后续图中被省略。进一步有利的实施例或发展,尤其是本发明的最初仅单独地说明的部分方面的组合,此外从附图的各图和/或从权利要求本身出现。
特别地:
图1示意性地示出根据本发明的用于测量在管线中传导的流体被测物质的温度的测量系统的示例性实施例;
图2和图3示意性地示出根据图1的根据本发明的测量系统的变体;以及
图4示意性地示出根据本发明的测量装置的附加变体。
具体实施例
图1、图2、图3和图4各自示意性地示出具有(流体)管线或对应的(测量)布置的测量系统,该测量系统服务于查明被测物质温度TM,即在管线111中传导的流体被测物质FL——例如,气体、液体或分散体的温度。管线111具有由例如金属壁包封的管腔并且能够被例如设计为(金属)管。例如,待确定的被测物质温度TM能够是位于管腔的纵轴上或者位于其附近的所述被测物质的核心温度。根据本发明的一个实施例,管线的壁包括金属,例如,钢、钛合金、钽合金或锆合金,和/或管线的壁的壁厚度不小于0.5mm,例如,也超过1mm,和/或不超过5mm——例如,也小于3mm。例如,管线还能够是(管)线系统的组件,和/或能够是可用于查明温度TM的测量系统——例如,也为电子振动测量系统和/或能够在管线的长度内使用的测量系统的组件。因此,如图2或图3另外所示,该测量系统也能够例如由前述EP-A919 793、US-A 2008/0127745、US-A 2008/0115577、US-A 2011/0113896、US-A 2017/0074701、US-A 2017/0074730、US-A 47 68 384、US-B 65 133393、US-B 66 51 513、US-B70 17 242、US-B 70 40 179、US-B 74 06 878、US-B 87 57 007、US-B 86 71 776、US-B 8924 165、WO-A 95/08758、WO-A 01/02816、WO-A 2009/051588、WO-A 2009/134268、WO-A2012/018323、WO-A 2012/033504、WO-A 2012/067608、WO-A2012/115639、WO-A 2015/099933或WO-A 2017/131546中公开的工业测量系统之一而被形成,或者也被设计为紧凑测量装置和/或电子振动测量系统,该紧凑测量装置和/或电子振动测量系统进而被对应地配置成在运行期间传导被测物质或其部分体积,或者管线能够是压差测量装置和/或科里奥利质量流量测量装置的组件,尤其是科里奥利质量流量/密度测量装置、科里奥利质量流量/密度/粘度测量装置、科里奥利质量流量/密封/压差测量装置、或科里奥利质量流量/密封/粘度/压差测量装置。
为了查明被测物质温度TM,根据本发明,被测物质由管线沿预先确定的流向提供,例如,以超过0.1m/s的流速U和/或以大于0.01kg·s-1的质量流量
Figure BDA0004113769300000141
提供,并且,如图1中示意性地示出的,查明了例如也是数字的并且表示至少一个壁温度Tw,即壁的温度的壁温度值XTw。例如,待查明的壁温度Tw能够是表面温度,即壁的在所述壁的背对着管腔的表面(侧向表面)上的温度,或例如在壁内的温度,或在壁的面向管腔的表面(内表面)上的温度。替代地或另外,待查明的壁温度Tw例如也能够是管线的壁的中空圆柱段的(壁)温度。因此,根据本发明的另一实施例,壁温度值XTw表示壁的中空圆柱段的壁温度Tw(例如,即表面温度),和/或为了根据本发明的另一实施例查明至少壁温度值XTw,壁的表面温度被查明。根据本发明的另一实施例,此外规定,壁温度Tw(例如,即壁的表面温度和/或壁的中空圆柱段处的温度)是借助于温度传感器21而查明的,并且被转换成例如电温度测量信号θ1,其遵循随至少一个信号参数的变化的所述(壁)温度的变化,尤其同样,即还将所述温度测量信号θ1用于查明至少一个壁温度值XTw。特别地,出于此目的进一步规定,热耦合到壁的侧向表面,例如即通过材料接合或摩擦接合附接到壁的温度传感器被用于产生温度测量信号θ1。
在流过管线的被测物质内或在流动的被测物质与管线的壁之间不可避免的摩擦过程导致如下事实:流动的被测物质的动能被转换成热能,并且因此,通过耗散,在管线中流动的被测物质中,例如,即在流动的被测物质的靠近壁定位的部分体积中产生了(附加的)加热;并且这有规则地发生使得在壁温度与被测物质温度之间沿着管线的同一半径建立温度差,和/或壁温度Tw高于实际上待测量的被测物质温度TM(TM<Tw)。尤其是对于待查明的被测物质温度TM为被测物质的核心温度的上述情况,前述耗散能够使这实际上比(被测)壁温度Tw低1K以上。前述摩擦过程也能够特别明显,尤其是,当在管线中流动的被测物质具有大于0.1m·s-1尤其大于1m·s-1的流速U时如此,和/或当在管线中流动的被测物质具有大于0.01kg·s-1例如也大于0.1kg·s-1的质量流量
Figure BDA0004113769300000151
时如此,和/或当在管线中流动的被测物质FL具有大于100尤其即也大于1000的雷诺数Re时如此。在管线中流动的被测物质的雷诺数Re是用于流体的无量纲参数,其已知被定义为流动的流体中的惯性力和韧性力之间的比率,该比率尤其也对应于取决于特征长度L或A的计算公式:
Figure BDA0004113769300000152
此外,也可能特别地在如下的这种被测物质情况下观察到前述摩擦过程:其中比热容cp不小于1kJ·kg-1·K-1,和/或其中热导率λ不小于0.1W·m-1·K-1,和/或其中粘度μ大于1mPa·s,尤其即大于10mPa·s,和/或其中密度ρ大于500kg·m-3
为了根据本发明查明被测物质温度TM,考虑到前述摩擦过程或相关耗散,另外查明了表示在管线中流动的被测物质的密度ρ的至少一个密度值Xρ,连同表示在管线中流动的被测物质的粘度μ尤其是有效动态粘度的至少一个粘度值Xμ、表示被测物质的热导率λ的至少一个热导率值Xλ、表示被测物质的比热容cp的至少一个热容值Xcp,以及表示在沿流向在管线中流动的被测物质内建立的压差Δp的至少一个压差值XΔp,尤其是,即在流动的被测物质中建立的第一静压力p1与在流动的介质中在第一静压力p1下游建立的第二静压力p2之间的差。被测物质的粘度μ通常也能够例如作为有效粘度μ被定义或查明,使得它对应于取决于在管线中流动的被测物质的稠度K、在管线中流动的被测物质的剪切速率
Figure BDA0004113769300000153
以及在管线中流动的被测物质的流动指数n的计算公式:
Figure BDA0004113769300000154
其中,在管线中流动的被测物质的稠度K被进而定义为被测物质中的剪切应力τ与被测物质中的剪切速率
Figure BDA0004113769300000155
之间的比率,并且因此对应于计算规则:
Figure BDA0004113769300000156
前述密度值Xρ、粘度值Xμ、热导率值Xλ、热容值Xcp和/或压差值XΔp例如也能够是数字值或数字测量值。对于测量系统由科里奥利质量流量测量装置形成或者被设计为这样的科里奥利质量流量测量装置的组件的前述情况,所述科里奥利质量流量测量装置也能够被配置成查明前述密度值Xρ,和/或科里奥利质量流量测量装置能够被配置成查明前述粘度值Xμ,和/或科里奥利质量流量测量装置能够被配置成查明前述压差值XΔp。使用这种测量系统还尤其具有如下优点:密度值Xρ能够被精确地确定,使得其与被测物质的(真实或实际)密度ρ的偏差不超过密度ρ的0.5%(fρ<0.5%),或者压差值XΔp能够被精确地查明,使得其与(真实或实际)压差Δp的偏差不超过压差Δp的15%(fΔp<15%),和/或粘度值Xμ与被测物质的(真实或实际)粘度μ的偏差不超过粘度μ的15%(fμ<15%)。对于测量系统是借助于压差测量装置而形成的或者被设计为这样的压差测量装置的组件的其他引用情况,也能够使用所述压差测量装置,例如,作为用于查明压差值XΔp的前述科里奥利质量流量测量装置的替代或补充。使用这样的测量系统也尤其具有如下优点:压差值XΔp能够被精确地确定,使得其与(真实或实际)压差Δp的偏差不超过压差Δp的5%(fΔp<5%)。例如,也能够根据比热导率值(Xλ)或热容值(Xcp)提前和/或在了解现有被测物质的情况下对应地确定特定于特定被测物质的热导率值Xλ和/或热容值Xcp以及可选地还有前述流动指数n,并且该流动指数(n)也能够可选地从指配给特定被测物质的(值)表读出,也可选地复现,例如,有规律地和/或由于管线中的被测物质的变化或替换而复现。
根据本发明,密度值Xρ、粘度值Xμ、压差值XΔp、热导率值和热容值进一步也被用于查明被测物质特征数V的至少一个特征数值XV,该被测物质特征数V表征通过耗散引起的对在管线中流动的被测物质的加热——例如,在流动的被测物质的靠近壁定位的部分体积中。为了处理密度值Xρ、粘度值Xμ、压差值XΔp、热导率值和热容值Xcp,或者用于计算特征数值XV,测量系统能够进一步包括对应的(测量系统)电子装置20,该对应的(测量系统)电子装置20例如产生数字测量值和/或借助于微处理器而形成,进而能够被容纳在单独的(电子装置)保护壳体200中。例如,所述(电子装置)保护壳体200能够被设计为抗冲击和/或防爆的,和/或能够被配置成保护(测量系统)电子装置免受灰尘和/或飞溅水影响。根据本发明的另一实施例,(测量系统)电子装置20被特别地设计成查明至少一个被测物质温度值XTM
例如,(测量系统)电子装置20也能够具有用于存储数字数据尤其是数字(测量)值的非易失性数据存储器(EEPROM)。在本发明的另一实施例中,所述数据存储器被配置成保存至少一个热导率值Xλ和/或至少一个热容值Xcp。因此,用于比热导率值和/或比热容值的前述(值)表和/或用于流动指数的(值)表也能够被存储在数据存储器中,使得至少一个比热导率值(Xλ)和/或至少一个特定比热容值(Xcp)和/或特定流动指数(n)能够被指配给特定被测物质的条目并被读出以用于计算特征数值XV。此外,至少一个壁温度值XTw、至少一个密度值Xρ、至少一个粘度值Xμ和/或至少一个压差值XΔp也能够被存储在非易失性数据存储器中,并且/或者至少一个特征数值XV和/或至少一个被测物质温度值XTM也能够被(立即)保存在非易失性数据存储器中。对于提供温度传感器21用于获取壁温度Tw并用于产生表示它的温度测量信号θ1的前述情况,(测量系统)电子装置20也能够例如借助于电连接线电连接到温度传感器,并且(测量系统)电子装置20也能够被配置成接收和评估所述温度测量信号θ1,例如,即基于温度测量信号θ1来数字化和/或查明壁温度值XTw。对于测量系统由科里奥利质量流量测量装置形成的另一前述情况,(测量系统)电子装置20能够就像管线一样,也是所述科里奥利质量流量测量装置的组件,或者,对于测量系统由压差测量装置形成的引用情况,(测量系统)电子装置20也能够是所述压差测量装置的部分。
根据本发明,前述被测物质特征数V对应于由在管线中流动的被测物质的埃克特数Ec、在管线中流动的被测物质的普朗特数Pr和管线的压力损失系数ζ以及由管线特定的第一指数a、管线特定的第二指数b和管线特定的第三指数c确定的计算公式:
V=f(Δp,ρ,μ,λ,cp)=Pra·Ecb·ζc (4)
通常,指数a超过0.1且小于0.5,尤其是即0.3。指数b和指数c进而能够各自超过0.8且小于1.2,例如,即相同,和/或能够各自是1。
使用前述壁温度值XTw以及所查明的特征数值XV,已经根据本发明查明了表示被测物质温度TM(例如,即其核心温度)的至少一个被测物质温度值XTM;这例如,使得被测物质温度值XTM满足尤其取决于特征数值XV以及壁温度值XTw两者的计算规则:
XTM=XTW-(k1·XV+k2)=XTW-XΔT (5)
能够进一步通过管线特定的第一系数k1和管线特定的第二系数k2来参数化用于壁温度值XTw的前述计算规则。对于特定测量系统,所述系数k1、k2能够是例如在参考条件下校准的过程中提前查明的(校准)常数,其中,系数k1通常不小于0.5K(开尔文)且不超过1.5K,和/或其中,系数k2通常不小于-0.2K且不超过0.2K,也能够可选地即若期望而被设置为零。根据本发明的另一实施例,特征数值XV以及管线特定的第一系数k1和管线特定的第二系数k2被标出大小,使得尤其在流动的被测物质的情况下和/或在被测物质温度值XTM表示被测物质的核心温度的情况下,被测物质温度值XTM小于壁温度值XTw(XTM<XTw)。
在管线中流动的被测物质的普朗特数Pr是用于流体的无量纲参数,其已知被定义为粘度μ与热导率λ之间的比率,因此对应于计算公式:
Figure BDA0004113769300000181
或者,当使用有效粘度时,相应地对应于计算公式:
Figure BDA0004113769300000182
在管线中流动的被测物质的埃克特数Ec也是用于流体的无量纲参数,其被定义为流动的被测物质的动能与在所述被测物质和壁之间建立的焓差的比率,或者对应于计算公式:
Figure BDA0004113769300000191
其中,在根据本发明确定被测物质温度TM时,能够容易地将待用于其的温度差ΔT假定为常数,例如,设置为1K,使得埃克特数Ec也能够对应于简化的计算公式:
Figure BDA0004113769300000192
例如,其中k3=1K-1。同样地,在管线中流动的被测物质的前述压力损失系数ζ也是无量纲的。在目前情况下,这是流量通过的管线中或沿着的压力损失的量度,其中,压力损失系数ζ(偶尔也称为压力损失或阻力系数)对应于计算公式:
Figure BDA0004113769300000193
因此,被测物质特征数V也能够由以下计算公式定义:
Figure BDA0004113769300000194
为了确定特征数值XV,根据本发明的另一实施例,还确定至少一个速率值XU,其表示例如在管线中流动的被测物质的平均或最大流速U,并且基于前述计算公式(11)查明参数值XV,使得特征数值XV满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000195
其中管线特定的第三系数k3与前述温度差ΔT相对应(k3=ΔT-1=kEc)。
对于能够将指数b设置为等于指数c的前述典型情况,被测物质关键值V相应地也对应于与计算公式(11)相比被简化,尤其即与流速U无关的计算公式:
Figure BDA0004113769300000196
例如,即,也对应于进一步简化的计算公式:
Figure BDA0004113769300000197
或者被测物质特征数V能够由经简化的计算公式(13)或(14)之一定义。基于此,因此也能够查明特征数值XV,使得它满足与前述计算规则(12)相比更简单的计算规则:
Figure BDA0004113769300000201
Figure BDA0004113769300000202
例如,即,
Figure BDA0004113769300000203
根据本发明的另一实施例,进一步规定,查明了在管线111中流动的被测物质FL中建立的第一静压力p1与在流动的被测物质中在其下游沿流向建立的第二静压力p2,并且另外,在所检测到的第一静压力和第二静压力的基础上查明了至少压差值XΔp,例如,还有粘度值Xμ和/或前述速率值XU。能够例如借助于两个压力传感器51、52查明如图4中另外指示的第一静压力p1和第二静压力p2或压差Δp(Δp=p1-p2),该两个传感器在管线的壁中沿流向彼此间隔开并且例如能够电连接到前述(测量系统)电子装置20,和/或也能够是前述压差测量装置的部分。因此,(测量系统)电子装置20也此外能够被配置成通过使用借助于前述压力传感器(可能还有数字压力传感器)产生的压力测量信号来查明压差值XΔp,例如,还有粘度值Xμ和/或前述速率值XU
如尤其在以上提及的US-B 8757007、US-B 8671776或US-B 8924165中提及的,在管线中流动的被测物质的前述压力损失系数ζ也能够对应于计算公式:
ζ=k41+k42·Rek43 (18)或者压差Δp也对应于计算公式:
Figure BDA0004113769300000211
或者,考虑到前述计算公式(1),例如,也对应于计算公式:
Figure BDA0004113769300000212
此外,能够基于流动的被测物质的质量流量
Figure BDA0004113769300000213
密度ρ以及粘度μ和/或雷诺数Re来查明压差值XΔp,或者被测物质特征数V因此也能够由以下计算公式定义:
Figure BDA0004113769300000214
或者,利用相同的指数b和c,也能够由以下计算公式定义:
Figure BDA0004113769300000215
结果,因此也能够在这种被测变量的基础上查明压力损失系数ζ以及压差Δp两者,被测变量例如也能够借助于电子振动测量系统——例如,即还有(常规)科里奥利质量流量测量装置来测量。
因此,根据本发明的另一实施例,进一步规定,查明了表示在管线中流动的被测物质的质量流量
Figure BDA0004113769300000216
的至少一个质量流量值
Figure BDA0004113769300000217
和/或表示在管线中流动的被测物质的雷诺数Re的至少一个雷诺数值XRe。根据计算公式(1),能够查明雷诺数值XRe,例如,使得它满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000218
或计算公式:
Figure BDA0004113769300000219
其中,系数k61与前述特征长度L相对应,或者系数k62与前述特征长度A相对应。与密度值Xρ一起使用至少一个雷诺数值XRe以及前述质量流量值
Figure BDA0004113769300000221
然后能够计算压力损失系数值Xζ以及压差值XΔp两者,例如,使得压力损失系数值Xζ满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000222
和/或压差值XΔp满足计算规则:
Figure BDA0004113769300000223
必要时,也能够使用至少一个质量流量值
Figure BDA0004113769300000224
和至少一个密度值Xρ基于该计算规则查明速率值XU
Figure BDA0004113769300000225
前述系数k41、k42、k43、k51、k52、k61、k62和k7在每种情况下也是管线特定的或测量系统特定的(校准)常数,它们就像前述系数k1、k2一样,能够针对特定测量系统被提前查明,例如,通过在参考条件下对测量系统进行校准,例如,即在制造商处对测量系统进行校准和/或在现场对测量系统进行(重新)校准的过程中进行校准。
根据本发明的另一实施例,进一步规定,用于查明密度值Xρ和/或用于查明粘度值Xμ和/或用于查明压差值XΔp和/或前述质量流量值Xm和/或预先指定的雷诺数值XRe的管线被使得振动;这例如使得管线111被主动地激励为有用振动,即具有至少一个振动频率的围绕相关静态静止位置的机械振动,该至少一个振动频率对应于或仅略微偏离共振频率,该共振频率对管线来说是固有的——例如,也即取决于在管线111中流动的被测材料FL的密度ρ。管线111的机械振动的主动激励以及因此有用振动的激励能够发生,如图3另外所示,例如,借助于至少一个机电振动激励器31发生,该至少一个机电振动激励器31作用于管线111并且被设计为将电能转换成在管线111的振动中作用的机械驱动力并将所述驱动力引入到管线111中和/或在测量系统是借助于科里奥利质量流量计而形成的前述情况下,像管线111一样能够是所述科里奥利质量流量计的组件。替代地或另外,至少一个振动激励器31能够进一步例如借助于电连接线电连接到前述(测量系统)电子装置20,并且(测量系统)电子装置能够被配置成借助于电激励信号e1将引起管线的机械振荡所需要的电力馈送到振动激励器31中。此外,还规定了管线的前述机械振动被检测,并且如图3中指示的,被转换成振动信号s1、s2,例如,即表示管线的振动移动的电振动测量信号,其中在每种情况下,电信号电压取决于管线的振动移动的速率;并且这特别使得,在振动信号s1、s2之间,建立了取决于在管线111中流动的被测物质FL的质量流量
Figure BDA0004113769300000231
的相位差,和/或振动信号s1、s2中的每一者具有取决于在管线111中流动的被测物质FL的密度ρ的信号频率。根据本发明的另一实施例,借助于在流向上相距一定距离分别布置在管线上或其附近的两个振动传感器41、42,例如电动的或光学的,管线的机械振动特别是,即前述有用振动被检测,并且所述振动被转换成对应的振动信号,在测量系统是借助于科里奥利质量流量测量装置而形成的前述情况下,两个振动传感器能够像管线一样,也例如是所述科里奥利质量流量测量装置的部分。替代地或另外,振动传感器能够进一步例如借助于电连接线电连接到前述(测量系统)电子装置20,并且(测量系统)电子装置20能够被配置成接收和评估振动传感器41、42的振动信号,例如,即在振动信号s1、s2的基础上或者在振动信号s1、s2连同前述电激励信号的基础上数字化和/或查明密度值Xρ和/或粘度值Xμ和/或压差值XΔp和/或前述质量流量值
Figure BDA0004113769300000232
和/或前述雷诺数值XRe
如已经提及的,本发明的特定目标是尤其也是——或者说根据本发明的测量系统是合适的使得——与常规测量系统或测量方法相比,能够关于查明被测物质温度TM实现更大的测量准确度;并且这特别使得根据本发明查明的被测物质温度值XTM与实际或真实被测物质温度TM的偏差小于3K,尤其小于1K,尤其是在所述被测物质温度值XTM表示核心温度的情况下。根据本发明的方法还尤其具有如下优点:如果密度值Xρ与被测物质的(真实或实际)密度ρ的偏差不超过密度ρ的0.5%(fρ<0.5%)和/或如果压差值XΔp与(真实或实际)压差Δp的偏差不超过压差Δp的15%(fΔp<15%),和/或如果粘度值Xμ与被测物质的(真实或实际)粘度μ的偏差不超过粘度μ的15%(fμ<15%),和/或如果热导率值Xλ与被测物质的(真实或实际)热导率λ的偏差不超过热导率λ的50%(fλ<50%),和/或如果热容值Xcp与被测物质的(真实或实际)比热容cp的偏差不超过比热容cp的50%(fcp<50%),则也能够实现在查明被测物质温度TM时期望的高测量准确度;并且这尤其在如下情况下也如此:密度值Xρ与被测物质的(真实或实际)密度ρ的偏差超过密度ρ的0.1%(fρ>0.1%),和/或粘度值Xμ与被测物质的(真实或实际)粘度μ的偏差超过粘度μ的2%(fμ>2%),和/或压差值XΔp与(真实或实际)压差Δp的偏差超过压差Δp的5%(fΔp>5%),和/或热导率值Xλ与被测物质的(真实或实际)热导率λ的偏差超过热导率λ的5%(fλ>5%),和/或热容值Xcp与被测物质的(真实或实际)比热容cp的偏差超过比热容cp的5%(fcp>5%)。在根据本发明查明被测物质温度TM时,在这种情况下,并且尤其是在前述核心温度有问题的情况下,使比热容cp不超过5kJ·kg-1·K-1和/或使被测物质的热导率λ不超过1W·m-1·K-1和/或使被测物质的密度ρ小于2000kg·m-3也能够是有利的。

Claims (37)

1.一种用于查明被测物质温度TM,即在管线(111),特别是管,中传导的被测物质(FL)的温度,特别是核心温度的方法,其中,所述管线具有由尤其金属壁包封的管腔,所述方法包括:
-让所述被测物质沿预先确定的流向——例如,以超过0.1m/s的流速U流过所述管线;
-查明至少一个壁温度Tw,即,表示所述壁的温度——例如,在所述壁的背对着所述管腔的表面上、在所述壁的面向所述管腔的表面上、或在所述壁内的温度的壁温度值XTw
-查明表示在所述管线中流动的所述被测物质的密度值Xρ的至少一个密度ρ;
-查明表示在所述管线中流动的所述被测物质的粘度μ,尤其是有效动态粘度,的至少一个粘度值Xμ
-查明表示所述被测物质的热导率λ的至少一个热导率值Xλ
-查明表示所述被测物质的比热容cp的至少一个热容值Xcp
-查明表示在沿所述流向在所述管线中流动的所述被测物质中建立的压差Δp的至少一个压差XΔp,特别是,即在流动的被测物质中建立的第一静压力p1与在所述流动的被测物质中在所述第一静压力p1下游建立的第二静压力p2之间的差;
-将所述至少一个密度值、所述至少一个粘度值Xμ、所述至少一个压差值XΔp、所述至少一个热导率值Xλ和所述至少一个热容值Xcp用于查明被测物质特征数V的至少一个特征数值XV,所述被测物质特征数V表征,尤其在所述流动的被测物质的靠近所述壁定位的部分体积中,通过耗散引起的在所述管线中流动的所述被测物质的加热,其中,所述被测物质特征数V对应于既由在所述管线中流动的所述被测物质的埃克特数Ec、在所述管线中流动的所述被测物质的普朗特数Pr和所述管线的压力损失系数ζ,以及又由管线特定的第一指数a、管线特定的第二指数b和管线特定的第三指数c确定的以下计算公式:
V=f(Δp,ρ,μ,λ,cp)=Pra·Ecb·ζc
-并且将所述至少一个特征数值XV和所述至少一个壁温度值XTw用于查明表示所述被测物质温度TM,尤其是所述被测物质的所述核心温度的至少一个被测物质温度值XTM,尤其使得所述被测物质温度值XTM满足以下计算规则:
XTM=XTW-(k1·XV+k2)=XTW-XΔT
2.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中,所述被测物质温度值XTM满足取决于所述特征数值XV以及所述壁温度值XTw两者并且通过管线特定的第一系数k1和管线特定的第二系数k2参数化的以下计算规则:
XTM=XTW-(k1·XV+k2)=XTW-XΔT
3.根据前一权利要求所述的方法,
-其中,所述第一系数k1和所述第二系数k2是预先确定的(校准)常数;和/或
-其中,所述第一系数k1不小于0.5K(开尔文)并且不超过1.5K;和/或
-其中,所述第二系数k2不小于-0.2K并且不超过0.2K,并且尤其等于0。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法,
-其中,所述第一指数a超过0.1并且小于0.5,尤其是0.3,和/或
-其中,所述第二指数b超过0.8并且小于1.2,尤其是1,和/或
-其中,所述第三指数c超过0.8并且小于1.2,尤其是1。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中,所述第二指数b等于所述第三指数c,尤其即等于一。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中,所述特征数值XV满足以下计算公式:
Figure FDA0004113768510000031
7.根据前一权利要求所述的方法,其中,所述第二指数b等于一。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法,
-其中,所述被测物质的所述比热容cp不小于1kJ·kg-1·K-1并且不超过5kJ·kg-1·K-1;和/或
-其中,所述被测物质的所述热导率λ不小于0.1W·m-1·K-1并且不超过1W·m-1·K-1;和/或
-其中,所述被测物质的所述粘度μ大于1mPa·s,尤其大于10mPa·s;和/或
-其中,所述被测物质的所述密度ρ大于500kg·m-3和/或小于2000kg·m-3;和/或
-其中,在所述管线中流动的所述被测物质具有大于0.1m·s-1尤其大于1m·s-1的流速U,尤其是平均的或最大的;和/或
-其中,在所述管线中流动的所述被测物质具有大于0.01kg·s-1尤其大于0.1kg·s-1的质量流量
Figure FDA0004113768510000032
和/或
-其中,在所述管线中流动的所述被测物质具有大于100尤其大于1000的雷诺数Re。
9.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:查明表示在所述管线中流动的所述被测物质的雷诺数Re的至少一个雷诺数值XRe
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:查明表示在所述管线中流动的所述被测物质的质量流量
Figure FDA0004113768510000033
的至少一个质量流量值
Figure FDA0004113768510000034
11.根据权利要求9和10所述的方法,
-其中,所述压差值XΔp满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000041
和/或
-其中,所述雷诺数值XRe满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000042
12.根据权利要求9或11所述的方法,其中,压力损失系数值Xζ满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000043
13.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:查明表示在所述管线中流动的所述被测物质的,尤其是平均或最大流速U的,至少一个速率值XU
14.根据权利要求13所述的方法,
-其中,压力损失系数值Xζ满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000044
和/或
-其中,所述特征数值XV满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000045
15.根据权利要求9和13所述的方法,其中,所述雷诺数值XRe满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000046
16.根据权利要求10和13所述的方法,其中,所述速率值XU满足以下计算规则:
Figure FDA0004113768510000051
17.根据前述权利要求中的一项所述的方法,
-其中,所述密度值Xρ与所述被测物质的(真实)密度ρ的偏差不超过密度ρ的0.5%(fρ<0.5%),尤其超过密度ρ的0.1%(fρ>0.1%);和/或
-其中,所述压差值XΔp与(真实)压差Δp的偏差不超过所述压差Δp的15%(fΔp<15%),尤其超过所述压差Δp的5%(fΔp>5%);和/或
-其中,所述粘度值Xμ与所述被测物质的(真实)粘度μ的偏差不超过所述粘度μ的15%(fμ<15%),尤其超过所述粘度μ的2%(fμ>2%);和/或
-其中,所述热导率值Xλ与所述被测物质的(真实)热导率λ的偏差不超过所述热导率λ的50%(fλ<50%),尤其超过所述热导率λ的5%(fλ>5%);和/或
-其中,所述热容值Xcp与所述被测物质的(真实)比热容cp的偏差不超过所述比热容cp的50%(fcp<50%),尤其超过所述比热容cp的5%(fcp>5%)。
18.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中,所述被测物质温度值XTM与所述被测物质的(真实)温度TM,尤其是即所述核心温度,的偏差小于2K,尤其小于1K。
19.根据前述权利要求中的一项所述的方法,
-其中,所述壁温度Tw(TM<Tw)比所述被测物质的所述温度TM,尤其是即所述被测物质的核心温度大,尤其超过1K;和/或
-其中,所述被测物质温度值XTM小于所述壁温度值XTw(XTM<XTw);和/或
-其中,所述被测物质温度值XTM表示所述被测物质的核心温度。
20.根据前述权利要求中的一项所述的方法,
-其中,所述壁温度值XTw表示所述壁的中空圆柱段的温度Tw,尤其是表面温度;和/或
-其中,为了查明所述至少一个壁温度值XTw,所述壁的表面温度,尤其是即在所述壁的中空圆柱段上的表面温度,被查明。
21.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:查明在所述管线中流动的所述被测物质的流动指数n。
22.根据前述权利要求中的一项所述的方法,
-其中,所述管线的所述壁包括金属,尤其是钢、钛合金、钽合金或锆合金;和/或
-其中,所述管线的所述壁的壁厚度不小于0.5mm,尤其超过1mm,和/或不超过5mm,尤其小于3mm。
23.根据前述权利要求中的一项所述的方法,其中,用于查明所述密度值和/或用于查明所述粘度值和/或用于查明所述压差值XΔp的所述管线被使得振动,尤其是即借助于科里奥利质量流量/密度测量装置的机电振动激励器被主动地激励以机械地振动。
24.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:将所述科里奥利质量流量/密度测量装置用于查明所述密度值Xρ,和/或用于查明所述粘度值Xμ,和/或用于查明所述压差值XΔp
25.根据前述权利要求所述的方法,其中,所述管线是所述科里奥利质量流量/密度测量装置的组件。
26.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:将压差测量装置用于查明所述压差值XΔp
27.根据前述权利要求所述的方法,其中,所述管线是所述压差测量装置的组件。
28.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:
-查明在所述流动的被测物中建立的第一静压力,以及在所述流动的被测物质中在其下游沿所述流向建立的第二静压力,
-以及基于所查明的第一静压力和所查明的第二静压力来查明所述压差值XΔp
29.根据前述权利要求中的一项所述的方法,进一步包括:
-查明所述壁的温度Tw,尤其是所述壁的中空圆柱段的表面温度,
-以及遵循随至少一个信号参数的变化的所述温度Tw的变化,产生温度测量信号,特别是电信号。
30.根据前一权利要求所述的方法,进一步包括:
-将热耦合到所述壁的侧向表面的温度传感器用于产生所述温度测量信号;和/或
-将所述温度测量信号用于查明所述至少一个壁温度值XTw
31.一种测量系统,尤其是电子振动测量系统,被配置成实现根据权利要求30所述的方法,所述测量系统包括:测量和操作电子装置,所述测量和操作电子装置电连接到所述温度传感器并且尤其借助于至少一个微处理器而形成。
32.根据前一权利要求所述的测量系统,其中,所述测量和操作电子装置被配置成查明所述至少一个被测物质温度值XTM
33.根据前一权利要求所述的测量系统,
-其中,所述测量和操作电子装置被配置成查明所述至少一个壁温度值XTw;和/或
-其中,所述测量和操作电子装置被配置成查明所述被测物质特征数V的所述至少一个特征数值XV
34.根据权利要求1至31中的一项所述的测量系统,进一步包括:
-振动激励器(31),所述振动激励器(31)用于激励所述管线(111)的机械振动,
-以及第一振动传感器和第二振动传感器(41、42),所述第一振动传感器和第二振动传感器(41、42)用于查明所述管线(111)的机械振动并且用于将所述振动转换成第一振动信号或第二振动信号(s1;s2)。
35.根据前一权利要求所述的测量系统,
-其中,所述振动激励器(31)以及所述第一振动传感器和所述第二振动传感器(41、42)都电连接到所述测量系统电子装置,
-并且其中,所述测量系统电子装置被配置成
--借助于电激励信号(e1),向所述振动发射器(31)馈送可用于引起所述管线的机械振动的电力,
--以及接收和评估所述振动传感器(41、42)的所述振动信号(s1、s2),尤其是即在所述振动信号(s1、s2)的基础上或者在所述振动信号(s1、s2)以及所述电激励信号(e1)的基础上数字化和/或查明所述密度值Xρ、和/或所述粘度值Xμ、和/或所述压差值XΔp、和/或所述质量流量值
Figure FDA0004113768510000081
和/或所述雷诺数值XRe
36.根据权利要求3至31中的一项所述的测量系统,进一步包括:第一压力传感器和第二压力传感器,所述第一压力传感器和第二压力传感器用于查明在所述流向上彼此相隔一定距离在所述管线的所述壁中插入的所述压差。
37.根据前一权利要求所述的测量系统,其中,所述第一压力传感器和所述第二压力传感器都电连接到所述测量系统电子装置(200),并且其中,所述测量系统电子装置(200)被配置成通过使用借助于前述压力传感器产生的压力测量信号,尤其是数字压力测量信号,来查明所述压差值XΔp,尤其是即还有所述粘度值Xμ和/或所述速率值XU
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