分流漩渦流量計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種漩渦流量計(jì)，更具體地涉及一種適用于較大直徑的管線和/或較低流量情況下的漩渦流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]流量計(jì)測(cè)量管道中或其他路徑中流體的流動(dòng)速率。流體例如可以為氣體或液體，并且可以是可壓縮的或者不可壓縮的。一種流量計(jì)為漩渦流量計(jì)，其測(cè)量的參數(shù)包括例如基于漩渦脫落原理的流量。漩渦脫落指的是通過阻流體(有時(shí)被稱為倒流體)的流體中自然的一個(gè)過程引起沿著阻流體表面形成緩慢移動(dòng)流體的邊界層。阻流體背后生成低壓區(qū)，并且使得邊界層卷起上升，從而在阻流體相對(duì)側(cè)生成連續(xù)漩渦。渦流引起壓力變化，可以由壓力傳感器感測(cè)到。漩渦脫落壓力變化的頻率與流量相關(guān)。相應(yīng)地，通過測(cè)量壓力變化的頻率就確定了流量。
[0003]漩渦流量計(jì)提供漩渦頻率數(shù)據(jù)，可以與流量標(biāo)定因子一同用于確定通過流量計(jì)的流體的速度和體積流量。采用流體密度值，也可以計(jì)算質(zhì)量流量。這些測(cè)量值以及其他的測(cè)量值可以通過通訊線路例如通過標(biāo)準(zhǔn)雙線制4-20毫安(“mA”)傳輸線發(fā)送到控制室或者其他接收器。
[0004]如果流體流量過低，漩渦流量計(jì)會(huì)遇到問題，因?yàn)榱黧w不能具有足夠大的速度以引起固定時(shí)間間隔周期漩渦的形成。對(duì)這一問題一個(gè)解決方案是使用限流措施從而增加流體流過阻流體的時(shí)候的速度，相對(duì)于阻流體上游和下游處的流體速度。例如，流管的內(nèi)表面可以是錐形的，從而減少阻流體位置處流動(dòng)截面區(qū)域的直徑。這一方法更詳細(xì)地在共同擁有的美國(guó)專利N0.7，533，579中進(jìn)行說明，其內(nèi)容這里全部引入作為參考。盡管這一方法改善了在較低流量情況下漩渦流量計(jì)的工作能力，然而對(duì)于流體速度仍有可能降低到太低，以至于流量計(jì)無(wú)法進(jìn)行流體流動(dòng)的準(zhǔn)確測(cè)量。這一問題尤其是在大型漩渦流量計(jì)(例如，那些直徑范圍大約在12英寸甚至更大的)情況下很麻煩。例如，相對(duì)較大量的流體可以流過該流量計(jì)，即使在很低流量的情況下，因?yàn)榱鲃?dòng)截面區(qū)域較大。
[0005]本發(fā)明者已經(jīng)開發(fā)系統(tǒng)和方法，改善了低速流動(dòng)條件下操作漩渦流量計(jì)的能力，下面進(jìn)行詳細(xì)說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)方面是一種漩渦流量計(jì)。第一過程連接件具有其上的流量計(jì)入口。第一過程連接件配置用于將流量計(jì)入口連接到流體管線上游管段的一端。第二過程連接件具有其上的流量計(jì)出口。第二過程連接件配置用于將流量計(jì)出口連接到流體管線下游管段的一端。流體傳送系統(tǒng)將流體從流量計(jì)入口傳送到流量計(jì)出口。流體傳送系統(tǒng)包括多個(gè)分離段，配置用于將流量計(jì)入口接收的流體分成多個(gè)分離的流體流，并且將每個(gè)流體流中的流體傳送到流量計(jì)出口。每個(gè)分離段具有阻流體，該阻流體布置成用于在相應(yīng)流體流中產(chǎn)生漩渦。每個(gè)分離流體段具有傳感器，所述傳感器配置成用于檢測(cè)各個(gè)流體流中的漩渦。處理系統(tǒng)配置用于使用傳感器的信息確定通過每個(gè)流體流的流量。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)方面為一種用于測(cè)量通過流體管線的流體流的系統(tǒng)，包括第一和第二漩渦測(cè)量單元。第一漩渦測(cè)量單元配置用于測(cè)量通過第一漩渦測(cè)量單元的流體流量。第二漩渦測(cè)量單元配置用于測(cè)量通過第二漩渦測(cè)量單元的流體流量。上游過程連接件安裝在每個(gè)第一和第二漩渦測(cè)量單元上，用于將第一和第二漩渦測(cè)量單元連接到流體管線上游段的一端。下游過程連接件安裝在每個(gè)第一和第二漩渦測(cè)量單元上，用于將第一和第二漩渦測(cè)量單元連接到流體管線下游段的一端。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于測(cè)量通過流體管線的流體流量的系統(tǒng)，包括流控系統(tǒng)。該流控系統(tǒng)配置成將通過管線流動(dòng)的流體分成多個(gè)相互平行豎直布置的通道，并且將多條通道中流動(dòng)的流體重新合并為一個(gè)單一流。阻流體配置用于生成阻流體下游的漩渦，其位于多條通道中的每一個(gè)。每個(gè)通道都有一個(gè)傳感器，配置成用于輸出代表在多條通道的每一條所產(chǎn)生漩渦的信號(hào)。處理系統(tǒng)連接到每個(gè)傳感器，并且配置用于接收每個(gè)所述信號(hào)，并且計(jì)算總的流量測(cè)量值，代表通過流體管線的流體。
[0009]本發(fā)明的另一個(gè)方面是用于測(cè)量通過流體管線的流體流量的系統(tǒng)，具有上游過程連接件和下游過程連接件。上游過程連接件連接到流體管線上游段的下游端。上游過程連接件具有外周。下游過程連接端連接到流體管線下游段的上游端。多個(gè)流管相互平行豎直布置。這些通道布置成使得通道通過上游過程連接件與流體管線上游段流體連接，通過下游過程連接件與流體管線的下游段流體連接。配置成用于在阻流體下游產(chǎn)生漩渦的阻流體位于多個(gè)管段的每一個(gè)中。每個(gè)管段都有傳感器，配置成用于輸出代表在多個(gè)管段的每一個(gè)中所產(chǎn)生漩渦的信號(hào)。處理系統(tǒng)連接到每個(gè)傳感器，并且配置用于接收每個(gè)所述信號(hào)，并計(jì)算代表通過流體管線的流量的流量測(cè)量值。多個(gè)管段共同整體限定在一個(gè)幾何空間內(nèi)。幾何空間在上游和下游過程連接件之間延伸，并且所具有的截面區(qū)域等于上游過程連接件外周所包圍的區(qū)域。
[0010]基于如下說明書和權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他方面將更明了。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為分流漩渦流量計(jì)一個(gè)實(shí)施例的示意性側(cè)視圖；
[0012]圖2為附圖1流量計(jì)的示意性頂視圖；
[0013]圖2A為分流漩渦流量計(jì)另一實(shí)施例的示意性頂視平面圖，基本上與附圖2的流量計(jì)相同，除了其具有一個(gè)單一的發(fā)送器，而不是多個(gè)發(fā)送器；
[0014]圖3為示意圖，示出了圖1中流量計(jì)的內(nèi)部特征；
[0015]圖4-4C為框圖，表示用于附圖2流量計(jì)處理系統(tǒng)的各種可能的布置方式；
[0016]圖5為圖1流量計(jì)入口端示意性前視圖；
[0017]圖6為與圖3類似的示意性截面視圖，表示分流漩渦流量計(jì)的另一個(gè)實(shí)施例；
[0018]圖7為圖6流量計(jì)入口端的示意性前視圖；
[0019]圖8為與圖3類似的示意性截面示意圖，表示分流漩渦流量計(jì)的另一個(gè)實(shí)施例；
[0020]圖9為圖8流量計(jì)入口端的示意性前視圖；
[0021 ]圖10為分流漩渦流量計(jì)另一個(gè)實(shí)施例的示意性頂視圖；
[0022]圖11為圖10流量計(jì)入口端的示意性前視圖；
[0023]圖12為與圖3類似的示意性截面視圖，表示另一個(gè)分流漩渦流量計(jì)的實(shí)施例；
[0024]圖13為圖12流量計(jì)入口端的示意性前視圖。
[0025]相應(yīng)的附圖標(biāo)記在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中表示相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖1，分流漩渦流量計(jì)的一個(gè)實(shí)施例總體上采用10表示。正如所示的，流量計(jì)10安裝在管線P內(nèi)用于測(cè)量通過管線的流量。流量計(jì)10包括第一過程連接件，通常采用12表示，以及第二過程連接件，通常采用14表示。第一過程連接件12包括其中的流量計(jì)入口 16(附圖3)，并且第二過程連接件14包括其中的流量計(jì)出口 18。第一過程連接件12配置用于將流量計(jì)入口 16連接到流體管線P上游管段的下游端。第二過程連接件14類似的配置用于將流量計(jì)出口 18連接到流體管線P下游管段的上游端。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，過程連接件12和14會(huì)提供流量計(jì)10和每個(gè)相應(yīng)流體管線P管段之間的流動(dòng)密封。適當(dāng)?shù)倪B接件包括，例如，相對(duì)的平面凸緣面的壓接，如圖所示，具有或者不具有密封墊或者其他密封件。然而，其他連接件(例如，掩模板式過程連接件等)也可以使用，不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。緊固件(例如，螺栓或者其他適當(dāng)?shù)木o固件)可以用于固定過程連接件12、14和管線P之間的連接。
[0027]典型地，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，漩渦流量計(jì)安裝在管線內(nèi)或者其他配置用于沿特定方向輸送流動(dòng)流體的管道內(nèi)。許多應(yīng)用中，當(dāng)管線所應(yīng)用的系統(tǒng)正常地運(yùn)作時(shí)，流體會(huì)沿著相同的方向持續(xù)流動(dòng)。術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”這里應(yīng)當(dāng)理解為用于指代該期望流動(dòng)的方向?？梢岳斫獾氖橇黧w會(huì)暫時(shí)或者斷斷續(xù)續(xù)的沿相反的方向流動(dòng)(例如，入口 16之外)而不會(huì)偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]流量計(jì)10包括流體傳送系統(tǒng)，總體上采用20表示(附圖2)。流體傳送系統(tǒng)20將流動(dòng)的流體從流量計(jì)入口 16傳送到流量計(jì)出口 18。流體