CN117999464A - 用于测量流体的设备 - Google Patents

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Abstract

用于测量流体的设备(1)，优选为气体，特别是适用于测量在管道内循环并通过设备本身的气体或液体的流量，包括：外壳结构(7)，设有供流体流入内部的第一开口(9)和用于流体出口的第二开口(11)；外壳结构(7)被配置为在其内部为第一开口(9)和第二开口(11)之间的流体限定通路(2)；通路(2)包括：内部管状部分(4)，其沿纵向轴线X以基本直线发展，并与用于流体入口的第一开口(9)或用于流体出口的第二开口(11)流体连通；至少一个外部腔室(3)，其围绕管状部分(4)定位并与用于流体出口的第二开口(11)或用于流体入口的第一开口(9)流体连通；至少一个外部腔室(3)与内部管状部分(4)流体连通，该连通与内部管状部分(4)的一区域相对应，该区域与管状部分和用于流体入口的第一开口(9)或用于流体出口的第二开口(11)流体连通的区域相对；传感器装置(5)，配置为检测通过内部管状部分(4)的流体的流量；该设备的特征在于，外壳结构(7)包括第一主体(30)，其中包括第一开口(9)和第二开口(11)，并被配置为机械连接在该设备(1)外部的上游管道和下游管道之间；第二主体(31)，其中安装有传感器装置(5)；并且，沿纵向轴线X基本直线延伸的内部管状部分(4)部分地在第一主体(30)中限定和/或形成并且部分地在第二主体(31)中限定和/或形成，该至少一个外部腔室(3)至少部分地限定和/或形成在第二主体(31)中。

Description

用于测量流体的设备
技术领域
本发明涉及一种用于测量流体(优选为气体)的设备，特别是适用于测量存在于管道内并在管道内循环的气体或液体的流量的设备，所述管道例如是天然气或以分散方式产生的其他气体(例如生物甲烷或氢气)的分配网络中的管道。因此，本发明在用于测量流体(特别是气体)的仪器和设备的生产和销售的技术领域中具有有利的用途，并且有利地适用于气体(特别是天然气、氢气、和/或氢气/天然气混合物，或其他分散气体，如生物甲烷)的运输和分配装置中。
在这些装置中的测量设备，特别是气体流量的测量设备，用于测量和/或监控并计算气体消耗量。
方便的是，根据本发明的设备可以用于测量液体(例如水)的流量。
背景技术
在参考技术领域中已知许多类型的测量设备，其中有超声波、涡轮、旋转和校准孔设备。
特别是，已知的用于测量气体的设备配备有通道管，该通道管被配置为允许待测量的气体通过，并且包括至少一个与通道管相关联的传感器，用于测量和检测气体本身的量。
用于测量气体的设备，特别是用于测量流量的设备，通常根据其公称内径(即设备将安装在其中的管道的公称直径)进行分类，在该领域的技术术语中缩写为“DN”。
众所周知，每种类型的测量设备都需要在设备本身前后设置相应长度的直管部分，这是为了确保管内流动的均匀性，从而确保最佳精度。测量不受设备前后可能出现的流动条件的影响，例如，由于管道中的弯曲或管道本身的变化。
特别是，这种需求在通常适用的参考法规中有所预见，如MID(指令2014/32/EU)和OIML R137。
通常，在测量设备之前和之后提供的直线段长度被编目为上述公称内径DN的倍数。
通常，在上述用于测量分配网络中天然气流量的设备中使用的长度在设备之前(即上游)为10DN，在设备之后(即下游)为5DN。就气体输送网络内的总体尺寸而言，这些直线段的长度非常重要，因此通常用于空间和管线本身配置允许的应用中。
此外，前述长度的直线段用于给定大流量和相应大体积的输送气体的应用，其测量精度要求甚至低于0.5％。更详细地说，这种高精度只有在管道内的流量完美分布的情况下才有可能实现，现在，前述直线段可以保证这一点，直线段可能并且通常与特定的流量调节器(即安装在管道内部的插件)相关联，以便在管道本身内均匀分布流量。
因此，很明显，已知的气体测量设备已被证明在实践中存在弊端，并且特别是不适于安装在气体分配网络中，特别是与最终减压单元(也称为“GRF”)相对应的地方，当考虑到对测量精度的要求不如对运输网络所要求的那样严格时。
已知设备的主要缺点在于，为了安装，上游和下游管道需要长的直线段，这些直线段在分配网络中并不总是可用的，特别是在与最终减压单元(也称为“GRF”)相对应的位置，因此不可避免地需要改变分配单元的几何形状。
另一个缺点在于，在分配网络的几何形状不允许安装已知类型的设备并且甚至不可能改变它的情况下(例如，考虑在混凝土建筑物附近布置的地下分配网络，其几何形状受到限制)，就必须放弃安装该设备，以搜索可以安装这种设备的网络段。
EP2146189描述了一种超声波测量设备，包括具有两个法兰的第一部件，和具有外壁和内壁的第二双管部件，两个法兰用于分别连接到上游和下游的管道部分，外壁和内壁从内部圆柱形流出区域定义外部环形流入区域。在第一部件和第二部件之间的连接部分中，存在拱形壁，该拱形壁使进入设备的流体转向，并且也使离开设备的流体转向。带有超声波传感器的超声波测量区域设置在内部圆柱形流出区域的终端部分，紧邻流出气流从拱形壁转向的部分的上游。
US4140012描述了一种超声波流量计，该流量计包括矩形壳体，该壳体制成单件，并设有两个相对的端部以及两个相对的开口，分别用于待测流体的入口和出口。内管安装在壳体内部，该壳体由相对于管本身倾斜45°的无孔壁支撑，该无孔壁限定了两个区域，这两个区域分别与入口开口和出口开口相连，且这两个区域仅通过内管内部限定的通道相互连通。超声波传感器安装在壳体的所述两端，因此相对于由内管限定的通道分别安装在上游和下游，从而沿着所述内管的轴向发展方向定向发射超声波信号。
EP3296704描述了一种流量计，其包括具有分别用于流体入口开口和出口开口的连接基座，以及外壳盖和传统的流量传感器，它们彼此分开且独立地安装在连接基座上。入口开口与限定在盖和管状部分的外壁之间的外部环形腔室连通，而出口开口与限定在流量传感器内部的内部管状腔室连通。进入入口开口的流体流首先通过整个外部环形腔室上升，然后通过整个内部管状腔室下降，然后通过出口开口流出。
US2016/282164描述了一种用于测量通过导管的流体流量的解决方案。特别地，该解决方案使用了一种用于使流动转向的单元，该单元包括密封箱，该密封箱具有连接到入口导管的入口部分、连接到出口导管的出口部分以及包括内部管状元件的转向部分，该内部管状元件设置有流量传感器装置，并且还设置有用于将管状元件连接到出口导管的部分。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于测量气体的设备，该设备允许至少部分克服上述现有技术的解决方案中存在的上述缺点。
本发明的另一个目的是提出一种设备，该设备可以安装在气体分配网络的任何部分中，特别是安装在与最终减压单元(final reduction unit)相对应的地方。
本发明的另一个目的是提出一种设备，该设备消除了为安装该设备而修改分配网络几何形状的需要。
本发明的另一个目的是提出一种设备，该设备满足对测量精度的法规要求，特别是气体流量测量精度的法规要求。
本发明的另一个目的是提出一种结构和功能完全可靠的设备。
本发明的另一个目的是提出一种改进和/或替代传统设备的设备。
本发明的另一个目的是提出一种具有高安全性和可操作性标准的设备。
本发明的另一个目的是提出一种可以简单、快速且低成本制造的设备。
本发明的另一个目的是提出一种可以简单、快速且低成本地进行维护的设备。
本发明的另一个目的是提出一种能够以简单且快速的方式组装的设备。
本发明的另一个目的是提出一种设备，与传统设备相比，该设备在结构和功能方面都具有替代特征。
根据本发明，用权利要求1所限定的设备可以单独或以任意组合方式实现本文所提及的所有目的，以及从以下描述中得出的其他目的。
附图说明
在下文中，参考附图表，以一些优选实施例对本发明作进一步阐明，这些实施例纯粹出于说明性和非限制性目的而报告，其中：
图1示出了根据本发明的用于测量气体的设备的纵向截面正视图；
图2示出了该设备的纵向截面的前透视图；
图3示出了该设备的纵向截面的第二前透视图；
图4示出了该设备的侧视图；
图5示出了该设备的侧透视图；
图6示出了根据本发明的气体测量设备的纵向截面侧视图；
图7示出了根据本发明的气体测量设备的纵向截面侧透视图；
图8示出了沿着水平剖面线截成的第二设备的截面透视图；
图9所示为图8截面图中的设备的俯视图；
图10示出了根据本发明的设备的透视图；
图11示出了根据本发明的用于测量气体的设备的第一实施例的纵向截面前视图；
图12示出了根据本发明的设备的第二实施例的纵向截面前视图；
图13示出了根据本发明的用于测量气体的设备的第三实施例的透视图；
图14示出了图13的设备；
图15根据不同的正视图示出了图13的设备，并移除了覆盖传感器装置的座的元件；
图16示出了根据图15的XVI-XVI截面的设备；和
图17示出了根据图16的XVII-XVII截面的设备。
具体实施方式
本发明涉及一种用于测量气体的设备，该设备在附图中整体用附图标记1表示。
有利的是，根据本发明的设备1适用于在气体分配网络中，特别是在天然气或以分散方式产生的其他气体(例如生物甲烷或氢气)的分配网络中安装和使用，以便检测通过设备本身的气体流量。
优选地，根据本发明的设备1适于与设置在气体分配网络中的最终减压单元(GRF)相对应地安装和使用。
方便地，设备1的用于测量气体的用途将在下面描述，然而应当理解的是，根据本发明的设备1也可以用于测量液体，例如水。
从图中可以看出，根据本发明的设备1是被配置为对通过所述设备的气体执行一系列测量的类型。优选地，设备1可以是通常用作气流的仪表或测量设备的类型，气流通过安装有所述设备的管道部分。
特别是，根据本发明的设备1被配置为被气流穿过。
方便地，设备1可以与气体入口(例如由设备上游的管道部分限定)和气体出口(例如由所述设备下游的管道部分限定)相关联。
方便地，设备1设有外壳结构7，其包括：
第一开口9，其与入口流体连通，从而允许气体进入所述结构内部，以及
第二开口11，其与出口流体连通，以允许已经进入所述结构/在所述结构中循环的气体从出口排出。
优选地，与第一开口9和/或第二开口11相对应，可以提供机械连接装置，例如带有法兰部分，其具有在设备1外部的上游和下游管道(未示出)。
优选地，外壳结构7是水密的，以防止气体泄漏到外部。优选地，外壳结构7由两个或多个部件以保证整个结构气密性的方式连接在一起而形成。优选地，外壳结构7由金属制成。
根据本发明的用于测量气体的设备1特别是适用于测量管道内存在和循环的气流的类型。
方便地，所述外壳结构7在内部为所述气体限定了通路2，该通路2包括：
内部管状部分4，其沿着纵向轴线X延伸并且与用于气体入口的所述第一开口9(见图12)或与用于气体出口的所述第二开口11流体连通(见图11)，
至少一个外部腔室3，优选为至少两个外部腔室3，其围绕所述管状部分4定位并且与用于气体出口的所述第二开口11(见图12)或与用于气体入口的所述第一开口9流体连通(见图11)。
方便地，所述至少一个外部腔室3与内部管状部分4流体连通，该连通与内部管状部分4的一个区域相对应，该区域与管状部分自身和用于气体入口的第一开口9流体连通的区域相对，或与管状部分自身和用于气体出口的第二开口11流体连通的区域相对。
方便地，外壳结构7沿着主要发展轴线(prevalent development axis)延伸，该发展轴线与内部管状部分4的纵向发展轴线X相对应。
显然，设备1可以以这样的方式安装在管道中，即第二开口11被配置用于气体入口，第一开口9被配置用于气体出口，而不会因此脱离本专利的保护范围。
为了描述优选实施例的解决方案，本专利文本已经按照惯例假定气体以示例性和非限制性的方式从第一开口9通过设备1到达第二开口11，然而应当理解的是，气体可以通过设备进入第二开口11并从第一开口9离开。
方便地，在未示出的可能实施例中，设备1可以包括单个腔室3，优选地具有基本上环形的横截面，该腔室3围绕内部管状部分4布置，优选地具有基本上圆形的横截面。
有利的是，设备1可以包括两个或多个腔室3，这些腔室3围绕同一管状部分4在外部发展(develop)，并且都与管状部分4流体连通。方便地，这允许进入或离开管状部分4的气流分配到各个腔室3中。有利的是，外部腔室3围绕用于所述气体的所述通路2的相同且唯一的管状部分4延伸。方便地，所述至少一个外部腔室3围绕内部管状部分4同心布置。方便地，所述至少两个或多个腔室3周向并排布置，并围绕相同的单一管状部分4布置。
优选地，结构7内部的气体通路2的每个外部腔室3至少部分平行于内部管状部分4延伸。
优选地，结构7内部的气体通路2的内部管状部分4基本上是直的，并且沿着外壳结构本身的主要发展轴线发展。
优选地，每个外部腔室3相对于通路2的管状部分4在外部发展。
方便地，外壳结构7被配置为使得气体通过内部管状部分4时的行进方向V2与气体通过所述至少一个腔室3时的方向距离V1基本相反。
优选地，管状部分4具有基本上圆形的横截面。优选地，内部管状部分4的横截面沿着其整个纵向延伸保持不变。
有利的是，设备1包括安装在结构7内部的传感器装置5，以便检测穿过管状部分4的气体流量。优选地，为此目的，传感器装置5可操作地与所述管状部分4相关联。
这样，进入设备1的气流被迫穿过气体通路2的内部管状部分4，相对于穿过的外部腔室3的上游(见图12)或下游(见图11)，气体通路2是直的并且允许气体驱散在设备1的入口期间产生的任何不均匀性，因此允许传感器装置检测可靠且高度准确的流量值。
因此，根据本发明的设备1消除了在设备1本身的上游和/或下游提供长直线距离的网络和管道的已知需求，因为在结构7内提供的通路2允许标准化和均质化流动，而无论设备1本身附近的网络的几何形状如何。
优选地，传感器装置5包括超声波类型的传感器，尤其用于检测气体流量。优选地，传感器装置5包括静态型、超声波型或热敏型传感器。
优选地，外壳结构7包括第一主体30和第二主体31，所述第一开口9和所述第二开口11形成在第一主体30中，第二主体31中安装了传感器装置5，从而限定或包含了测量模块。
优选地，外壳结构7由所述第一主体30和所述第二主体31构成，所述第一主体30在一端由第一盖32封闭，所述第二主体31在一端由第二盖33封闭。
优选地，第一主体30制成单件(第一件)，第二主体31制成单件(第二件)。
优选地，第一主体30和第二主体31由金属材料制成。
方便地，第一主体30和第二主体31可以由相应的金属材料件(例如通过模制获得)构成，在该金属材料件内部有气体通道(以管状部分或腔室的形式)和一系列用于容纳各种功能部件，特别是传感器装置5的空腔或孔。
优选地，其中形成有所述第一开口9和所述第二开口11的第一主体30限定了设备1与设备1外部的上游和下游管道(未示出)的连接模块。
优选地，安装有传感器装置5的第二主体31限定了设备1的测量模块。
方便地，包括用于与设备1外部的上游和下游管道(未示出)连接的所述第一开口9和所述第二开口11的第一主体30叠加在包括传感器装置5的第二主体31上(从而限定或包含测量模块)。优选地，第二主体31沿着发展轴线X与第一主体30重叠/对齐，发展轴线X垂直于穿过第一开口9和第二开口11的轴线Y。方便地，第二主体31没有容纳在第一主体30内，特别是没有完全容纳在第一主体30内。
优选地，限定或包含测量模块的第二主体31可拆卸地与第一主体30相关联，第一主体30设有第一开口9和第二开口11，并且第一主体30旨在与设备1外部的上游和下游管道(未示出)机械连接。优选地，限定或包含测量模块的所述第二主体31通过可拆卸类型的机械固定装置(例如螺钉等)与第一主体30相关联，该机械固定装置有利地可以从设备1的外部接近或激活/启动。该结果是有利的，因为它允许测量模块被拆卸以执行其校准(或重新校准)，而不必将第一主体30从上游和下游管道分离(特别是对应于法兰部分的分离)，后者特别长且耗时费力，尤其是在重新组装阶段。因此，以这种方式，仅拆卸带有测量模块的第二主体避免了拆卸第一主体然后在上游和下游管道之间重新插入第一主体的需要。此外，有利的是，在对已经拆卸的第二主体的测量模块进行重新校准的同时，可以在第一主体上安装另一个具有其自身/进一步测量模块的第二主体，从而允许避免设备1的正常运转操作的长时间中断。
方便地，具有测量模块的第二主体31可以螺纹连接到第一主体30，或者反之亦然，和/或它们可以通过传统的机械紧固构件(例如螺钉或螺栓)将彼此机械连接，该机械紧固构件穿过所述主体中的一个，接合在另一个主体中获得的相应座中。
有利的是，在两个主体之间相互接触的区域中，可以设置密封装置。
方便地，内部管状部分4和所述至少一个外部腔室3可以在第一主体30和第二主体31二者中获得。方便地，外壳结构7可以包括两个相应的盖32和33，它们分别与第一主体30和第二主体31接合，以在顶部封闭第二主体31，从而限定第一歧管12和第二歧管14，如下面更详细描述的。
优选地，所述外壳结构7沿着所述主要发展轴线X在第一端7'和第二端7"之间延伸，有利地该第二端7"与第一端7'相对。
有利的是，限定在外壳结构7内部的气体通路2以这样的方式配置，即在所述外部腔室3中，气体在所述第一端7'和所述第二端7"之间沿第一行进方向V1移动，而在所述管状部分4中，所述气体沿与所述第一行进方向V1基本相反的第二行进方向V2移动。
根据一个可能的实施例(见图7)，外部腔室3中的气体的第一方向V1从外壳结构7的第一端7'朝向第二端7"，而管状部分4中的气体的第二行进方向V2从第二端7"朝向第一端7'。
有利的是，所述第一开口9形成在所述外壳结构7的所述第一端7'附近，并且所述通路2的腔室3在所述第一开口9和设置在所述第二端7"附近的底壁6之间延伸。
有利的是，所述外壳结构7包括内壁8，该内壁8基本上为管状，其沿着纵向发展轴线X延伸，并在内部限定了用于所述气体的所述通路2的所述管状部分4。
优选地，所述内壁8围绕穿过管状部分4中心的纵向发展轴线X延伸。
有利的是，所述通路2的所述管状部分4在所述内壁8的第三开口4'和所述内壁8的第四开口4"之间延伸，第三开口4'面向所述底壁6设置，第四开口4"与所述第三开口4'相对并与所述第二开口11流体连通。
有利的是，管状部分4仍被限定在内壁8的第三开口4'和第四开口4"之间。
有利的是，设备1在外壳结构7内包括用于调节气体沿外壳结构7内限定的通路2流动的装置29。
方便地，所述用于调节流量的装置29包括至少一个上游流量调节器25和/或至少一个下游流量调节器26，分别位于传感器装置5的上游和下游。
有利的是，设备1包括至少一个上游流量调节器25，该上游流量调节器25相对于传感器装置5与上游管状部分4(根据气体在管状部分4内的流动方向)相对应地定位。优选地，所述至少一个上游流量调节器25可以安装在管状部分4的入口处。
优选地，所述至少一个上游流量调节器25(其相对于传感器装置5精确定位在上游)可以安装在内部管状部分4的内部和/或安装在内部管状部分4的外部周围。
优选地，所述至少一个上游流量调节器25(其相对于传感器装置5精确定位在上游)可以安装在内部管状部分4内，与所述内部管状部分元件4的入口相对应和/或与相对于所述管状部分的入口更内部的位置相对应(但相对于传感器装置5始终在上游)。
有利的是，在图16和图17所示的实施例中，提供了三个上游流量调节器25(都相对于传感器装置5位于上游)，特别是，第一上游流量调节器25'设置在内部管状部分4的外部周围，第二上游流量调节器25"安装在内部管状部分4内部的入口处，第三上游流量调节器25"安装在内部管状部分4内部相对于该部分本身的入口更内部的位置。
优选地，安装在管状部分4外部周围的第一上游流量调节器25'和安装在管状部分4内部的第二上游流量调节器25"(两者都与入口相对应)可以制成单件，有利地，该单件可以配置为保持在管状部分4的入口和限定主体30和/或盖32的内部通道/腔室的壁之间。
优选地，所述上游流量调节器25可以与第三开口4'相对应地设置，并且特别是可以被放置为拦截穿过第三开口4'的气体，并且特别是位于通路2的管状部分4的入口处。
有利的是，设备1包括至少一个下游流量调节器26，该下游流量调节器26相对于传感器装置5与下游管状部分4(根据气体在管状部分4内的流动方向)相对应地定位。优选地，所述至少一个下游流量调节器26安装在管状部分4的出口处。
优选地，设备1在第四开口4"处包括下游流量调节器26，该下游流量调节器26被放置为拦截穿过第四开口4"的气体，并且特别是从通路2的管状部分4流出的气体。
有利的是，上游流量调节器25和/或下游流量调节器26包括多个通孔，这些通孔设计成允许所述气体通过，同时分别在通路2的管状部分4的入口和/或出口处使流量均匀。
可以设置流量调节器(例如上游流量调节器25”')，该流量调节器位于管状部分4的内部，与管状部分4的中心区域相对应，特别是与管状部分本身的入口和出口之间的区域相对应。
因此，有利的是，用于气体的通路2的管状部分4的线性和设置的至少一个流量调节器25和/或26的共同作用下，允许确保在管状部分4中(即在传感器装置5前面)通过的气流的均匀性和一致性，从而确保高测量精度，特别是流量的高测量精度。
方便地，第一歧管12保持限定在底壁6和第三开口4'之间，第一歧管12配置为接收离开通路2的每个腔室3的气体，并将其引向通路本身的管状部分4。
有利的是，第一歧管12被配置为在每个腔室3和内部管状部分2之间的通道中引起大约180°的气流偏转。
方便地，至少一个腔室3围绕内部管状部分4的直的纵向轴线X的同心布置，允许将穿过腔室3的流动与穿过直的内部管状部分4的流动分离/分开，并且这不需要使用U形管状配件，也消除了由弯曲部分引起的干扰。在传统解决方案中，弯曲部分位于测量设备的上游。
方便地，两个或多个腔室3围绕内部管状部分4的直的纵向轴线X的同心布置，允许在所述内部管状部分4的上游或下游分开气流。
方便地，在设置在外壳结构7的第一端7'处的第二底壁13和第四开口4"之间限定了第二歧管14，该第二歧管14被配置为接收离开通路2的管状部分4的气体，并将其引向外壳结构7的第二开口11，并从这里引向安装有设备1的下游管道。
有利的是，每个腔室3保持限定在所述内壁8和所述外壳结构7的内表面之间。优选地，所述外壳结构7的内表面有利地基本为圆柱形。
方便地，内壁8在外部配备有肋15，肋15朝向外壳结构7的内表面突出，从而限定两个或多个腔室3，这些腔室3相互平行发展且平行于主要发展轴线X发展。因此，通路2的每个腔室3保持限定在肋15和外壳结构7的内表面之间。
有利的是，在一个可能的实施例中，设备1内部的气体通路2，特别是外壳结构7内部的气体通路2，可以首先预见将入口气流细分成穿过相应外部腔室3的若干个子气流，并且随后，子气流汇合成用于穿过内部管状部分4的单股气流(见图11)。
有利的是，在一个可能的实施例中，设备1内部的气体通路2，特别是外壳结构7内部的气体通路2，可以首先预见穿过内部管状部分4，随后将气流细分成穿过相应外部腔室3的不同子气流，然后再次汇合为单股气流，通过第二开口11流出(见图12)。
优选地，在可能的实施例中(见图12-17)，外部腔室3与用于气体出口的第二开口11直接流体连通。
优选地，在可能的实施例中(见图12-17)，管状部分4的入口/上游端口与用于气体入口的第一开口9流体连通，而管状部分4的出口/下游与外部腔室3流体连通，外部腔室3然后与用于气体出口的第二开口11直接流体连通。因此，从第一开口9进入设备1的气体通路2首先穿过管状部分4，然后穿过外部腔室3，以在第二开口11处离开设备1。
方便地，外部腔室3至少部分地在第二主体31中获得/限定。方便地，外部腔室3也可以在第一主体30中获得/部分限定。
方便地，沿着X轴线呈基本上直线发展的内部管状部分4部分地在第一主体30中获得/限定，部分地在第二主体31中获得/限定。优选地，内部管状部分4包括限定和/或形成在所述第一主体30中的第一部分40，以及限定和/或形成在所述第二主体31中的第二部分41，其中所述第一部分40和所述第二部分41彼此同轴且相互连续。
优选地，内部管状部分4的至少一部分在第一主体30中形成，即在同样包括第一开口9和第二开口11的同一主体中形成。方便地，形成在第一主体30中的内部管状部分4的至少一部分相对于传感器装置5位于上游。
有利的是，这允许内部管状部分4的更大纵向发展，从而允许气流在遇到传感器装置5之前更好地线性化。换句话说，这允许在气体到达传感器装置5之前具有较长的直线部分，从而使气流线性化，同时可以限制设备1的整体尺寸。
优选地，在可能的实施例中(参见图12-图17)，用于气体入口的第一开口9通过另一外部环形腔室39与管状部分4的入口/上游端口流体连通，该外部环形腔室39仅完全形成在第一主体30中。优选地，第一上游流量调节器25'容纳在管状部分4周围的所述另一外部环形腔室39内。有利的是，所述传感器装置5包括至少一个机械安装在所述外壳结构7的内壁8上的超声波发射器5'，该超声波发射器5'在内部限定了用于所述气体的所述通路2的所述管状部分4，该超声波发射器5'被配置为在所述管状部分4内沿着检测方向Z产生至少一个超声波信号，该检测方向Z相对于所述主要发展轴线X成角度。
方便地，超声波传感器装置5被安装成使得超声波信号沿着相对于管状部分4的纵向发展方向X成角度的方向穿过管状部分4，并且特别地，相对于管状部分4内部的气体穿过/前进的方向成角度。
方便地，传感器装置5包括至少一个超声波接收器5"，其机械地安装在所述内壁8上，沿着所述检测方向Z与所述超声波发射器5'对准，并配置为接收所述超声波信号。
方便地，所述至少一个超声波发射器5'和所述至少一个超声波接收器5"安装在管状部分4的相应的直径相对的区域上。方便地，所述至少一个超声波发射器5'和超声波接收器5"包括至少一个超声波换能器。
有利的是，传感器装置5可以包括至少两对超声波发射器5'-超声波接收器5"，优选为三对超声波发射器5'-超声波接收器5"(见图15和图17)。
优选地，传感器装置5安装在相应的贯穿座82中，该贯穿座82在外壳结构7中获得，特别是在外壳结构7的第二主体31上，以便穿过外部环形腔室3直到到达管状部分4的内部，从而测量穿过所述管状部分4的气体。此外，用于传感器装置5的贯穿座82由覆盖元件83从外部封闭，该覆盖元件83被配置为以可机械拆卸的方式(例如通过互锁、形状耦合、卡扣配合或类似连接)与外壳结构7的第二主体31相关联。优选地，提供第一覆盖元件83来封闭用于第一组传感器5'的贯穿座82，并且提供第二覆盖元件83来封闭用于第二组传感器5"的贯穿座82。有利的是，覆盖元件83的可拆卸性允许从外部容易且快速地接近传感器装置5，以便能够对其进行拆卸和/或更换。
在一个可能的实施例中(此处未示出)，可以提供至少一个反射器，该反射器配置为将发射器5'发射的超声波信号反射向接收器5'。方便地，在这种情况下，发射器5'、接收器5"和反射器安装在管状部分的内部，以便为超声波信号限定“V”或“W”路径。
有利的是，传感器装置5的发射器5'和接收器5"被放置成穿过内壁8并突出到具有相应工作表面的通路2的管状部分4内。
优选地，传感器装置5的发射器5'和接收器5"插入在肋15内部获得的座中，并连接到电气连接装置16，例如特别是电缆，其适当地从外壳结构7向外突出。
优选地，所述第一开口9和所述第二开口11沿着与内部管状部分4的纵向轴线X相对横向的方向Y相互对齐。优选地，在开口9和11之间插入所述内壁8，所述内壁8在其内部限定用于所述气体的所述通路2的所述管状部分4。
这样，设备1在管道内的唯一阻碍是第一开口9和第二开口11之间沿横向方向Y的线性距离(定义为“尺度”)，因为共同限定结构7内用于气体的通路2的内部管状部分4和所述至少一个腔室3沿X轴线发展，X轴线基本垂直于横向方向Y，实际上允许在第一开口9和第二开口11之间至少有上述线性距离的管道的任何位置安装根据本发明的设备。
有利的是，设备1包括处理和/或控制单元(附图中未示出)，该单元优选地由配备有微处理器或微控制器的电子板限定。方便地，传感器装置5可以是电子类型的，并且设置有它们自己的电子卡，或者与公共电子卡(例如由处理单元限定)相关联，该公共电子卡与结构7相关联。
有利的是，设备1还可以包括可操作地安装在结构7上(优选安装在第二主体31上)的压力传感器80，以便测量穿过内部管状部分4的气体的压力。有利的是，这可以在随后将传感器装置5检测到的流量转换成参考热力学条件时更加精确。
有利的是，设备1可以包括至少一个温度传感器81，该温度传感器81可操作地安装在结构7上(优选地安装在第二主体31上)，以便测量穿过内部管状部分4和/或穿过外部环形腔室3的气体的温度。
有利的是，设备1还包括至少一个存储单元。方便地，该至少一个存储单元由容纳存储器的电子板限定，优选为非易失性的，例如ROM或EPROM或EEPROM或闪存，或者也可以是易失性的，例如RAM。有利的是，所述至少一个存储单元可以容纳在结构7内部，但是它也可以容纳在结构7外部。
优选地，设备1包括外部模块20，其位于结构7的外部，并且优选地，其与所述结构的壁的外表面相关联。方便地，外部模块20容纳在第二外壳内，该第二外壳优选由塑料制成。
方便地，外部模块20包括其自身的处理和/或控制单元，该处理和/或控制单元优选地由电子板(例如印刷电路板PCB)限定，其中容纳有微处理器或微控制器。特别是，外部模块20被配置为接收由传感器装置5产生的读数，并且特别是，接收代表由传感器装置5检测到的数量的电信号(优选为数字信号)。
有利的是，外部模块20还包括用户界面21，例如与可视化屏幕或显示器(例如触摸屏类型的显示器)相关联的按钮面板，其配置为允许用户与外部模块20交互。方便地，接收到的数据显示在显示器上和/或由所述外部模块20处理。
有利的是，外部模块20通过前述电气连接装置16(特别是通过穿过外壳结构7放置的电缆)与传感器装置5电气连接。
有利的是，外部模块20还包括远程通信装置，优选是与可能的远程单元的传输或收发装置。方便地，所述传输或收发装置可以是无线类型的(特别是通过红外或通过无线电，例如Wi-Fi)。方便地，这些传输或收发装置可以连接和/或集成到外部模块20的电子卡中。优选地，通信装置可以被配置为允许设备1与外部便携式设备(未示出)交互和交换数据、信息，和/或命令，外部便携式设备例如智能手机或平板电脑。有利的是，通信装置可以被配置为允许设备1与外部处理单元交互和交换数据、信息，和/或命令。优选地，外部处理单元可以定义外部(远程)中央单元，其被配置为接收来自一个或多个设备1的信息。
方便地，电气连接装置16包括例如电信号传输电缆，优选为“FFC”型扁平电缆。方便地，电缆可以从所述结构7的内部通到外部，与适当密封的通道开口相对应，该通道开口用于容纳传感器装置5。
有利的是，外部模块20还在其内部包括至少一个用于外部模块20本身部件(即用于外部电子单元和/或远程通信装置)和用于第一模块的部件(特别是用于传感器)的电能源。优选地，所述至少一个电能源包括至少一个储能单元(电池或电池组)，该储能单元直接或通过电子卡与外部模块20的各个部件连接，以便为它们的运行提供电能。
存储单元相对于所述外部模块20的结构是独立的、外部的，并且适当地，不能与后者一起拆卸。
有利的是，所述至少存储单元被配置为存储与设备1的制造特征及其运行相关的多种信息。
有利的是，如上所述，通过一个或多个密封件来防止对存储单元的访问，想要访问存储单元本身，就必须破坏这些密封件。因此，以这种方式，存储单元的任何干预、篡改或移除都可以被适当且立即地识别。优选地，所述密封件可以包括粘合部分、挂锁、螺纹或任何其他适用于该目的的装置。
因此，方便地，一旦设备1已经被构造并计量密封，存储单元就受到保护并且不能被改变。
从上文可以清楚地看出，根据本发明的设备1比传统设备更具优势：
它可以安装在气体分配网络的任何部分，特别是与最终减压单元相对应；
它不需要设备本身的上游和/或下游的直线部分；
占地面积小；
消除了为安装而修改分配网络的几何形状的需要；
符合测量精度的法规要求，尤其是气体流量的测量精度；
在结构和功能上完全可靠；
它是对传统设备的改进和/或替代；
具有较高的安全性和可操作性标准；
它可以简单、快速、低成本地创建；
与传统设备相比，它在结构和功能方面都提供了替代特征。
本发明已经在其优选实施例中进行了图示和描述，但是应当理解的是，在实践中可以对其进行执行变化，而不脱离本工业发明专利的保护范围。

Claims (28)

1.用于测量流体的设备(1)，优选为测量气体，特别是适用于测量在管道内循环并通过所述设备本身的气体或液体的流量，包括：
外壳结构(7)，所述外壳结构(7)包括第一开口(9)和第二开口(11)，所述第一开口(9)提供流体流入其内部的入口，所述第二开口(11)用于流体出口；
所述外壳结构(7)被配置为在其内部为所述第一开口(9)和所述第二开口(11)之间的流体限定通路(2)，所述通路(2)包括：
内部管状部分(4)，所述内部管状部分(4)沿着纵向轴线X以基本上直线的方式发展，并且与用于流体入口的所述第一开口(9)或用于流体出口的所述第二开口(11)流体连通；
至少一个外部腔室(3)，所述至少一个外部腔室(3)围绕所述管状部分(4)定位，
并且与用于流体出口的所述第二开口(11)或用于流体入口的所述第一开口(9)流体连通；
所述至少一个外部腔室(3)与所述内部管状部分(4)流体连通，所述连通对应于所述内部管状部分(4)的一个区域，所述区域与所述内部管状部分和用于流体入口的所述第一开口(9)流体连通的区域相对，或与所述内部管状部分和用于流体出口的所述第二开口(11)流体连通的区域相对；
传感器装置(5)，所述传感器装置(5)配置为检测通过所述内部管状部分(4)的流体的流量；
所述设备的特征在于，所述外壳结构(7)包括：
第一主体(30)，被配置为机械连接在所述设备(1)外部的上游管道和下游管道之间，所述第一开口(9)和所述第二开口(11)形成在所述第一主体(30)中；
第二主体(31)，所述第二主体(31)中安装有所述传感器装置(5)；
并且沿着所述纵向轴线X基本上直线延伸的所述内部管状部分(4)部分地限定和/或形成在所述第一主体(30)中，并且部分地在所述第二主体(31)中限定和/或形成，
所述至少一个外部腔室(3)至少部分地限定和/或形成在所述第二主体(31)中。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一个外部腔室(3)至少部分地在外部围绕所述内部管状部分(4)延伸，并且与所述内部管状部分(4)的纵向发展轴线(X)平行。
3.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述外壳结构(7)被配置为使得流体通过所述内部管状部分(4)的行进方向(V2)与流体通过所述至少一个腔室(3)的行进方向(V1)基本相反。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述第一入口开口(9)与所述至少一个外部腔室(3)直接流体连通，并且所述第二出口开口(11)与所述内部管状部分(4)直接流体连通，使得流体的流动首先通过所述至少一个外部腔室(3)，然后通过所述内部管状部分(4)。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述第一入口开口(9)与所述内部管状部分(4)直接流体连通，并且所述第二出口开口(11)与所述至少一个外部腔室(3)流体连通，使得流体的流动首先通过所述内部管状部分(4)，然后通过所述至少一个外部腔室(3)。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述外壳结构(7)包括内壁(8)，所述内壁(8)基本上为管状，所述内壁(8)在内部限定了所述内部管状部分(4)，并且围绕所述内壁(8)的外部限定所述至少一个外部腔室(3)。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，包括至少两个外部腔室(3)，所述至少两个外部腔室(3)用于细分流体的流动，所述至少两个外部腔室(3)围绕所述内部管状部分(4)延伸，并且所述至少两个外部腔室(3)与用于流体出口的第二开口(11)或用于流体入口的第一开口(9)流体连通，以及
所述至少两个外部腔室(3)与同一内部管状部分(4)流体连通。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，在所述外壳结构(7)内包括装置(29)，所述装置(29)用于调节流体沿所述外壳结构(7)内限定的通路(2)的流量。
9.根据前述权利要求所述的设备，其特征在于，用于调节流体流量的装置(29)包括至少一个上游流量调节器(25)，所述上游流量调节器(25)与所述传感器装置(5)的上游的所述内部管状部分(4)对应安装。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，包括至少一个上游流量调节器(25')，所述上游流量调节器(25')安装在所述内部管状部分(4)的外部周围，优选地安装在所述内部管状部分的入口处。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，包括至少一个上游流量调节器(25"、25”')，所述至少一个上游流量调节器(25"、25”')安装在所述内部管状部分(4)的内部。
12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述传感器装置(5)为超声波类型，并安装在所述第二主体(31)上，使得超声波信号沿着与所述管状部分(4)的纵向发展方向X成角度的方向穿过所述管状部分(4)。
13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述传感器装置(5)包括至少一个超声波发射器(5')和至少一个超声波接收器(5")，它们机械地安装在限定所述内部管状部分(4)的内壁(8)上，所述至少一个超声波发射器(5')被配置为在所述内部管状部分(4)内沿着与所述内部管状部分(4)的纵向发展轴线成角度的检测方向(Z)产生至少一个超声波信号。
14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述外部腔室(3)与用于流体出口的第二开口(11)直接流体连通。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述管状部分(4)的入口/上游端口与用于气体入口的第一开口(9)流体连通，并且所述管状部分(4)的出口下游端口与所述外部腔室(3)流体连通。
16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，在所述第一主体(30)中获得和/或限定的所述管状部分(4)的至少一部分(40)相对于所述传感器装置(5)位于上游。
17.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述至少一个外部腔室(3)至少部分地在所述第一主体(30)中获得和/或限定。
18.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述第二主体(31)能够以可机械拆卸的方式与所述第一主体(30)相关联。
19.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述第二主体(31)通过可拆卸类型的机械固定装置与所述第一主体(30)相关联，所述机械固定装置从所述设备(1)的外部进入和/或操作。
20.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述内部管状部分(4)包括第一部分(40)和第二部分(41)，所述第一部分(40)限定和/或形成在所述第一主体(30)中，所述第二部分(41)限定在所述第二主体(31)中，所述第一部分(40)和所述第二部分(41)彼此同轴且相互连续。
21.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，用于气体入口的第一开口(9)通过另一个外部环形腔室(39)与所述管状部分(4)的入口/上游端口流体连通。
22.根据前述权利要求所述的设备，其特征在于，所述另一个外部环形腔室(39)仅完全形成在所述第一主体(30)中。
23.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，至少一个上游流量调节器(25')容纳在所述另一个外部环形腔室(39)中。
24.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述传感器装置(5)安装在所述外壳结构(7)的第二主体(31)中的相应的贯穿座(82)，以便穿过所述外部环形腔室(3)直到所述传感器装置(5)到达所述管状部分(4)的内部，以测量通过所述管状部分(4)的气体。
25.根据前述权利要求所述的设备，其特征在于，用于所述传感器装置(5)的贯穿座(82)由覆盖元件(83)从外部封闭，所述覆盖元件(83)被配置为以可机械拆卸的方式与所述外壳结构(7)的第二主体(31)相关联。
26.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，包括压力传感器(80)，所述压力传感器(80)可操作地安装在所述结构(7)上，以便测量穿过所述内部管状部分(4)的气体的压力。
27.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，至少一个温度传感器(81)可操作地安装在所述结构(7)上，以便测量穿过所述内部管状部分(4)和/或穿过所述外部环形腔室(3)的气体的温度。
28.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其特征在于，所述第一开口(9)和所述第二开口(11)沿轴线Y相互对齐，所述轴线Y与所述内部管状部分(4)的纵向发展轴线X成角度，优选为垂直。
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