可定制的管道安裝皮托管主元件的制作方法
【專利說明】可定制的管道安裝皮托管主元件
【背景技術(shù)】
[0001] 本公開涉及監(jiān)控管道中的流體（即氣體）流量的系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及管 道流量主元件、變送器和提供管道流量測量的類型的系統(tǒng)。
[0002] 在工業(yè)設(shè)定中，控制系統(tǒng)用于監(jiān)控和控制工業(yè)過程和化學(xué)過程等的庫存清單。通 常地，執(zhí)行該些功能的控制系統(tǒng)使用分布在工業(yè)過程中的關(guān)鍵位置處并且通過過程控制回 路連接到控制室中的控制電路的現(xiàn)場裝置。術(shù)語"現(xiàn)場裝置"指執(zhí)行分布控制或過程監(jiān)測 系統(tǒng)中的功能的任一裝置，包括在工業(yè)過程的測量、控制和監(jiān)測中使用的所有的裝置。
[0003] -些現(xiàn)場裝置包括連接到過程流體的換能器。換能器理解為意為基于物理輸入生 成輸出信號的裝置，或基于輸入信號生成物理輸出的裝置。通常地，換能器將輸入轉(zhuǎn)換成具 有不同形式的輸出。換能器的類型包括各種分析設(shè)備、壓力傳感器、熱敏電阻、致動器、螺線 管、指示燈和其他。
[0004] 諸如在工業(yè)過程中使用的過程變量傳感器的現(xiàn)場裝置可W在現(xiàn)場安裝在管道、箱 和像管道的其他的工業(yè)過程設(shè)備上。該種裝置檢測過程變量，諸如過程流體流量、過程流體 溫度、過程流體壓力、過程流體傳導(dǎo)性、過程流體酸堿性和其他的過程變量。工業(yè)過程現(xiàn)場 裝置的其他類型包括閥、致動器、位置控制器、數(shù)據(jù)顯示器和諸如工業(yè)的現(xiàn)場網(wǎng)橋的通信設(shè) 備
[0005] 管道流量測量在工業(yè)過程或其他的應(yīng)用中通常是必須的。在管道流量測量應(yīng)用 中，可靠的和可重復(fù)的測量通常是必須的，而總的測量的不確定性在該種類型的應(yīng)用中經(jīng) 常是次要的考慮。通常使用的管道流量測量技術(shù)包括熱質(zhì)量流量計和皮巧管陣列。熱質(zhì)量 可W是測量管道中的流量的精確方法。不幸地，該技術(shù)對于具有高濕度的應(yīng)用中的誤差敏 感并且可能難W校驗。皮巧管陣列基于壓差值巧原理，并且因此是可靠的、可重復(fù)的和容 易檢驗的。然而，皮巧管陣列是昂貴的，并且需要基于客戶提供的尺寸制造。該個事實導(dǎo)致 皮巧管陣列的解決方案具有長的研制周期并且要求將客戶提供的信息輸入到制造過程。
[0006]因為均速皮巧管的插入管道或管線并且從管道或管線收縮的能力、它的低壓力損 耗和可靠的性能，均速皮巧管（APT)是通常用于流量測量的主要的元件類型。均速皮巧管 主元件產(chǎn)生和平均來自在管道或管線上的多個位置的壓力，過程流體或氣體行進(jìn)通過的 管道或管線。該個平均壓力然后連同流量理論和實驗上確定量一起使用，W提供用于流 體或氣體的流量測量。一種類型的均速皮巧管主元件是可從愛默生過程管理公司獲得的 Anm.ibar;;網(wǎng)速皮巧管。
[0007] 管道測量的一種已知的解決方案是使用諸如Amuiha阿響速皮巧管的相對高成 本的均速皮巧管主元件，具有管道凸緣W將均速皮巧管主元件禪合到管道。該種解決方案 由設(shè)計用于更嚴(yán)格應(yīng)用（諸如管道流體流量測量）的相對高成本的部件組成。使用用于進(jìn) 行管道流量測量的該類型的均速皮巧管主元件（其中總的測量不確定性不像在其他的類 型的流量測量應(yīng)用中那么關(guān)鍵）導(dǎo)致相對昂貴的解決方案。進(jìn)一步，由制造商使用的均速 皮巧管主元件分布模型通常要求通過訂貨鏈、預(yù)定尺寸和定制過程的過程條件和管道尺寸 的通信。該些限制進(jìn)一步增加成本、限制服務(wù)水平并且減少制造商的盈利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 提供一種用在管道上W測量管道中的流體流量的可定制的管道安裝均速皮巧管 (APT)組件。均速皮巧管組件包括在第一端和第二端之間縱向延伸的均速皮巧管主元件。 均速皮巧管主元件具有在第一和第二端之間縱向延伸的第一內(nèi)部腔和第二內(nèi)部腔。均速皮 巧管主元件進(jìn)一步包括具有開口到第一內(nèi)部腔并且從第一端延伸到第二端的上游開口的 上游面，和具有開口到第二內(nèi)部腔并且從第一端延伸到第二端的下游開口的下游面。當(dāng)均 速皮巧管主元件被插入管道時，第一管道安裝凸緣和第二管道安裝凸緣將均速皮巧管主元 件的各自的第一端和第二端安裝到管道。
【附圖說明】
[0009] 圖1是根據(jù)例子實施例的、使用均速皮巧管（APT)探針用于監(jiān)測或控制管道中的 過程流體（即氣體）的工業(yè)過程控制或監(jiān)測系統(tǒng)的圖解示意圖。
[0010] 圖2是根據(jù)例子實施例的、在圖1中示出的系統(tǒng)和變送器的方框圖。
[0011] 圖3是安裝均速皮巧管組件的管道的實施例的示意圖。
[0012] 圖4和5是圖3中示出的均速皮巧管主元件的一個示例性實施例的示意圖。
[0013]圖6-8是根據(jù)例子實施例的、管道安裝均速皮巧管組件的凸緣構(gòu)件的示意圖。
[0014]圖9是根據(jù)可替換的實施例的、管道安裝均速皮巧管組件的凸緣構(gòu)件的示意圖。
[0015] 圖10是說明將均速皮巧管組件安裝在管道中的方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 公開的實施例提供較低成本的、容易定制的均速皮巧管主元件和在大范圍的管道 安裝應(yīng)用中使用的安裝機(jī)構(gòu)。例如，在預(yù)期的訂貨過程中，客戶確定他們想知道管道中的 流量之后，客戶接觸制造商或經(jīng)銷商W訂貨和指定管道是正方形（或矩形）或圓形（在所 述情況中管道凸緣將彎曲W與管道的外壁一致）和整個管道的近似距離（例如，H英尺直 徑）。經(jīng)檢驗，流體速度超過主干道管道的最小闊值并且輸入用于管道測量配套元件的命 令。制造商或經(jīng)銷商然后從用于下一天運送的存貨清單中將標(biāo)準(zhǔn)長度（例如，五英尺長） 擠壓的主元件和對應(yīng)的壓力變送器運送給客戶。安裝人員測量管道，將探針或主元件切割 成適當(dāng)?shù)拈L度，并且完全與壓力變送器一起安裝單元。安裝之后，客戶可W檢查在變送器上 引起的壓差?？蛻艨蒞然后讓制造商或經(jīng)銷商知道生成的壓差和測量的內(nèi)部管道尺寸。制 造商可W運行流量計算并且將流量計算提供給客戶，允許制造商回答任何問題。
[0017] 圖1是顯示工業(yè)過程中的、用于監(jiān)測或控制過程流體（即氣體）的工業(yè)過程控制 或監(jiān)測系統(tǒng)100的簡化示意圖。通常地，諸如過程變量變送器102的現(xiàn)場裝置定位在現(xiàn)場 中的遙遠(yuǎn)位置，并且將檢測的過程變量發(fā)送回到中也定位的控制室104。包括有線和無線 通信二者的各種技術(shù)可W用于發(fā)送過程變量。一種共同的有線通信技術(shù)使用公知的雙線過 程控制回路106,其中單獨的一對線用于將信息輸送到變送器102W及將功率提供到變送 器102兩者。用于發(fā)送信息的一種技術(shù)是將通過過程控制回路106的電流強(qiáng)度控制在4mA 和20mA之間。4-20mA范圍中的電流值可W映射到過程變量的對應(yīng)值。例子數(shù)字通信協(xié)議 包括IIAI;T*(由疊加在標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA模擬信號上的數(shù)字通信信號組成的混合物理層）、 FOUNDATION?現(xiàn)場總線（由美國儀器協(xié)會在1992年頒布的全數(shù)字的通信協(xié)議）、Profibus通信協(xié)議或其他。也可W采用無線過程控制回路協(xié)議，諸如包括根據(jù)IEC62591協(xié)議的無線 I!八l《T?的射頻通信技術(shù)。圖1中的過程控制回路106表示在變送器102和控制室104之間 的通信連接的有線和無線實施例的任一或二者。
[0018] 過程變量變送器102通過圖1中示出的一個例子實施例中的一對壓