專利名稱：用于監(jiān)測和/或測量在管線內(nèi)流動的兩相或多相介質(zhì)的壁流的方法和渦流測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測和/或測量在管線內(nèi)流動的至少有時兩相的介質(zhì)的方法；其中該介質(zhì)具有第一密度的第一相尤其為氣態(tài)第一相，且具有不同于第一密度的第二密度的第二相尤其為液態(tài)第二相。該方法通過伸進流動介質(zhì)內(nèi)的阻流體和尤其放置在阻流體下游或阻流體內(nèi)的渦流傳感器來實施。本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)地實施的渦流測量裝置。
背景技術(shù)：
渦流測量裝置常常應(yīng)用于測量管線內(nèi)流體、尤其是高溫范圍內(nèi)的氣流或蒸氣流的流量。在這種渦流測量裝置中，阻流物設(shè)置在流動路徑內(nèi)，使得流體可在阻流物兩側(cè)上流過。在這類情況下，漩渦在阻流物兩側(cè)上脫落。在寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，在這種情況下，漩渦交替地在阻流物的兩側(cè)上脫落，從而產(chǎn)生漩渦的交錯布置。該漩渦的交錯布置稱為卡門渦街。在這樣的情況下，在這種渦流測量裝置中，利用的原理是形成這些漩渦的漩渦脫落頻率 (所謂的渦流頻率)在寬雷諾數(shù)范圍內(nèi)與相應(yīng)流體的流速成比例。因而，可從記錄的渦流脫落頻率(在下文中稱為渦流頻率)和用于特定類型渦流測量裝置的特征校準因子確定流速。在這樣的情況下，渦流測量裝置通常具有測量管，在其流動路徑中布置有阻流體作為阻流物。在該情況下，阻流體通常在直徑方向上完全跨過或者在測量管的內(nèi)部橫截面的相當大部分上延伸，使得流體可流過阻流體的兩側(cè)。在該情況下，通常支持漩渦脫落的至少兩個脫落邊緣形成在阻流體的兩側(cè)上。在使用期間，測量管插入應(yīng)測量其流體流的管線內(nèi)，從而流體流流過測量管并至少部分地反抗阻流體。此外，渦流測量裝置通常包括至少一個渦流傳感器，該渦流傳感器響應(yīng)于由漩渦產(chǎn)生的壓力波動。該渦流傳感器布置在兩個脫落邊緣的下游。在該情況下，渦流傳感器可尤其是作為單獨的部件布置在阻流體內(nèi)或阻流體下游。由渦流傳感器記錄的壓力波動被轉(zhuǎn)換成電測量信號，該電測量信號的頻率與流體的流速成正比。如果流體的密度是另外確定或如果是已知的，則可從流速和密度來計算流體的質(zhì)量流量。上述類型的渦流測量裝置首先用于測量單相的介質(zhì)，尤其是流體(液體、氣體)。 然而，在特定應(yīng)用中，也能夠發(fā)生在流動測量中存在兩種或更多種材料，尤其是不同密度和成分的兩種或更多種流體。在該情況下，這可包括同時以兩相或聚集狀態(tài)存在的相同材料 (例如水)。為了簡化的目的，在下文中討論在管線內(nèi)流動的兩相或多相介質(zhì)的第一相和第二相，其中第一相和第二相代表具有最大質(zhì)量流量分量的兩個主要的相。其它相可包含在一個或兩個相內(nèi)，尤其是作為固體顆粒。在這種情況下流動的兩相或多相介質(zhì)的第一相和第二相可以分別是相同材料的不同聚集狀態(tài)，例如在蒸汽中的水冷凝，或者也可以是兩種不同材料，諸如液體中夾帶的沙等。第一相和第二相尤其均為流體(液體、氣體)。在該情況下，壁流還可由多于僅一種物質(zhì)，尤其是兩種不同材料形成。以下描述的其它改進情況中，在每種情況下參照該變型，即使沒有每次清楚地指出(通過“至少第二相”的陳述指出)。本發(fā)明尤其可應(yīng)用于兩相的這種混合的情況，在該情況下，兩相不(或僅輕微)混合，且兩相之間的密度差非常大，從而在通過管線的流動的情況下，在以水平或傾斜方式延伸的管線的情況下，第二相至少部分地作為尤其沿下部管壁部分的壁流流動。本發(fā)明尤其涉及第二相是在底部上流動的流體且第一相是氣體的情況下的這種組合。已知，在渦流測量裝置中，出現(xiàn)兩種或多種介質(zhì)致使從渦流頻率確定的流速的測
量誤差。發(fā)生管線內(nèi)流動的具有兩種不同相的介質(zhì)的實例是在氣體管線內(nèi)形成液體細流。 在該情況下，作為壁流沿相應(yīng)管線的壁流動的液體稱為液體細流，或通常稱為細流。該情況還尤其與蒸氣管線(蒸汽管線)相關(guān)，其中水組成的壁流可形成為第二相。但是，除了氣體管線內(nèi)的液體細流，也可攜帶能夠在液體流中流動的固體(諸如沙)，使得沙流(與液體混合)沿各管線的壁流動，類似于上述液體細流的情況。如果流過的管線水平或傾斜(相對于重力方向)布置，且壁流(第二相的壁流)具有比在管線內(nèi)傳送的第一相高的密度，則壁流通常沿管線的壁的下部流動。在這樣的情況下，對于多種應(yīng)用，理想的是可靠而沒有顯著增加成本地檢測第一相流內(nèi)的第二相的發(fā)生，且在給定情況下，還確定第二相的比例，尤其是其質(zhì)量流量。特別是在較長距離輸送蒸汽的應(yīng)用中。在管線內(nèi)供應(yīng)熱蒸汽用在尤其用于提供能量的工業(yè)廠房中，其中為此目的，要求對應(yīng)于低分量的液體水的高蒸汽量。在該情況下，尤其常常要求蒸汽質(zhì)量大于95%。在該情況下，蒸汽質(zhì)量被給出為蒸汽分量的質(zhì)量流量與由蒸汽和冷凝水組成的總質(zhì)量流量的比值。在管線內(nèi)傳輸?shù)臒嵴羝策m用于石油輸送領(lǐng)域。存在可在管線內(nèi)傳輸可流動的兩相或多相介質(zhì)的第二相的各種基礎(chǔ)方法。如已經(jīng)解釋的，第二相也作為沿相關(guān)管線的壁的壁流(尤其是細流)。此外，第二相也可作為液滴或顆粒被攜帶在相對均勻地分布在第一相中的流中。兩種類型的第二相流根據(jù)環(huán)境也可同時發(fā)生或每一個僅單獨發(fā)生。除了這兩個流狀態(tài)，也有其它已知狀態(tài)，諸如柱塞流或泡狀流。如隨后更詳細解釋的，本發(fā)明主要涉及沿管線的壁流動的第二可流動相的壁流的可靠和迅速的檢測的問題，尤其是細流的檢測。在公開US2006/0217899A1中，描述了一種用于通過布置在管線內(nèi)的流測量裝置監(jiān)測管線內(nèi)流體流的方法。在這種情況下，在信號的寬帶頻率范圍分析信號性質(zhì)(本質(zhì)上是RMS值(均方根))，以便于檢測兩相流的發(fā)生。在這種情況下，在不同類型的流之間不進行區(qū)分，尤其是上述兩種類型的流。在公開US2006/0217899A1中，尤其指出，為了確定第二相，明確地考慮不在想要的信號頻率范圍內(nèi)的那些波動，且傳統(tǒng)上為了更好地記錄想要的信號而抑制那些波動。具體來說，在公開US2006/0217899A1中，確定利用渦流測量裝置的高頻信號分量計算作為寬帶區(qū)域的信號頻譜的RMS值的信號幅值隨著第二相流的增加而減小。因而，在校準的背景下，提出使從頻譜確定的寬帶RMS值、記錄的渦流頻率與第二相的流率相互關(guān)聯(lián)，以便于能夠在使用期間從測量的信號幅值和記錄的渦流頻率確定第二相的流率。公開US2006/0217899A1中描述的方法的缺點在于，在給定情況下，通常以振動形式發(fā)生的干擾可強烈地破壞寬帶RMS值，且第二相的確定檢測隨之而不確定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法以及渦流測量裝置，通過該方法和渦流測量裝置可可靠地、迅速地且在無需顯著成本的情況下監(jiān)測在管線內(nèi)流動的至少有時兩相的介質(zhì)，其中該介質(zhì)具有第一密度的第一相，尤其是氣態(tài)的第一相，；以及具有與第一密度不同的第二密度，尤其是液態(tài)的第二相；其中第二相主要以壁流的形式，尤其是細流形式沿管線的壁流動。該目的通過如權(quán)利要求1限定的方法以及權(quán)利要求15限定的渦流測量裝置來實現(xiàn)。本發(fā)明的其它有益改進由從屬權(quán)利要求闡述。在本發(fā)明中，提供一種監(jiān)測和/或測量在管線內(nèi)流動的至少有時兩相的介質(zhì)的方法；其中該介質(zhì)具有第一密度的第一相，尤其為氣態(tài)第一相，和具有不同于第一密度的第二密度的第二相，尤其為液態(tài)第二相。該方法借助于伸進流動介質(zhì)內(nèi)的阻流體和尤其放置在阻流體下游或阻流體內(nèi)的渦流傳感器來實施。本發(fā)明還包括與渦流傳感器匹配的渦流測量裝置。該方法還包括以下步驟a)借助于至少在渦流傳感器附近的阻流體在流動介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生卡門漩渦，其中漩渦通過阻流體以取決于流動介質(zhì)的瞬時流速的渦流脫落頻率(渦流頻率)脫落；b)允許流動介質(zhì)的第二相的至少一部分沿渦流傳感器附近的壁流動；c)借助于渦流傳感器記錄由流動介質(zhì)內(nèi)卡門漩渦產(chǎn)生的周期壓力波動來產(chǎn)生對應(yīng)于壓力波動的傳感器信號；d)從傳感器信號選擇想要的信號分量，該想要的信號分量具有頻率帶，尤其是包含渦流脫落頻率的窄頻率帶、尤其是具有小于瞬時渦流脫落頻率的50%的相對帶寬的頻率帶，其中瞬時渦流脫落頻率對應(yīng)于頻率帶的中心頻率，以及e)利用從傳感器信號選擇的想要的信號分量，尤其基于想要的信號分量的幅值曲線的標準偏差和/或基于想要的信號分量的峰度檢測流動介質(zhì)的第二相的存在。根據(jù)這一點，本發(fā)明使得能夠使用渦流測量裝置，在使用期間通過該渦流測量裝置，可從所記錄渦流的渦流頻率確定可流動的兩相或多相介質(zhì)，尤其是第一相的氣體的流速，還同時快速(即在線)檢測流動的兩相的介質(zhì)的沿著測量管的壁的第二相的壁流，尤其是細流的發(fā)生。例如，為了檢測第二相的壁流，在該情況下不需要額外的裝置。因而，部件的數(shù)量和相關(guān)成本可保持較低。細流的檢測尤其實現(xiàn)為將敏感部分布置為至少部分鄰接測量管的壁，使得在第二介質(zhì)的壁流流過的情況下，第二介質(zhì)可與敏感部分相互作用。除了第一相的流動介質(zhì)的渦流的特征被測變量(渦流頻率)之外，通過敏感部分，還可相應(yīng)地記錄通過與壁流相互作用而產(chǎn)生的第二相的特征。這導(dǎo)致測量信號，該測量信號包含第一相的被測變量以及第二相的被測變量。基于該測量信號，可方便地檢測是否存在第二相的壁流。 這也可例如通過渦流測量裝置自動地進行，并為用戶現(xiàn)場顯示，或以其它方式發(fā)送信號，例如在遠離測量裝置的控制室中。除了本文明確提到的特定特征之外，渦流測量裝置可基本上以各種方式，尤其是本領(lǐng)域狀態(tài)已知的方式構(gòu)成?；緲?gòu)造可尤其對應(yīng)于引言部分中解釋的渦流測量裝置。如上所述，在該情況下，第一渦流傳感器的敏感部分布置為至少部分鄰接測量管的壁。在該情況下，術(shù)語“鄰接布置”包括敏感部分直接在測量管的壁處開始情況下的布置以及敏感部分與測量管的壁隔開小距離，使得在典型發(fā)生壁流的情況下，壁流的厚度大于敏感部分到壁的距離，且因此會發(fā)生壁流與敏感部分的相互作用的布置。此外，敏感部分在測量管的內(nèi)部空間的方向上延伸，使得也發(fā)生與流動的兩相或多相介質(zhì)的第一相的流動的相互作用。在該情況下，特別設(shè)置成敏感部分平行于阻流體延伸，并相對于流動方向布置為與阻流體對準。測量信號包含沿測量管的壁流動的兩相或多相介質(zhì)的第二相的壁流與第一渦流傳感器的敏感部分的相互作用的特征，尤其是一般認為測量信號具有與流動的兩相或多相介質(zhì)的第一相的純流動情況的測量信號相比的特征偏差；其中這些特征偏差是由于流動的兩相或多相介質(zhì)的第二相的壁流與第一渦流傳感器的敏感部分相互作用而產(chǎn)生的。在該情況下，由于敏感部分的布置，該相互作用是直接的，這意味著壁流直接流過敏感部分(在給定情況下，與敏感部分接觸)并因此觸發(fā)由敏感部分記錄的壓力波動。在有利的進一步改進中，測量管與豎直方向成角度布置，尤其是水平地布置，且第一渦流傳感器的敏感部分布置在測量管的下半部，尤其是布置在位于最下方的測量管的最下表面元件處。通過測量管的這種水平或傾斜布置，第二相的壁流主要集中在測量管的下半部內(nèi)。因而，通過敏感部分在測量管下半部內(nèi)，尤其是在測量管的最下表面元件處的針對性布置，可確保第二相的壁流可由渦流測量裝置檢測到。在該情況下，測量管可水平地布置，即垂直于重力方向，或基本上垂直于重力方向，使得重力不影響或不顯著影響第二相的流速。在有利的進一步改進中，渦流傳感器的敏感部分由擺動部分形成，該擺動部分可通過由阻流體處脫落的漩渦引起的壓力波動以擺動運動移位。在該情況下，通過記錄擺動部分的擺動運動并且將其轉(zhuǎn)換成電測量信號來產(chǎn)生電測量信號。在該情況下，轉(zhuǎn)換優(yōu)選地以這樣的方式進行作為時間的函數(shù)的電測量信號的幅值對應(yīng)于擺動運動。在該情況下， 擺動運動會以各種方式轉(zhuǎn)換成電測量信號，尤其是通過擺動部分的特定位置的電容、壓阻、 光學(xué)、超聲、熱敏或機械記錄以及通過精油壓力、或應(yīng)力或量規(guī)的擺動部分的特定位置的記錄。擺動部分的特定(時間相關(guān))位置的記錄可尤其通過DSC(數(shù)字開關(guān)電容器)傳感器來進行。在該類型的傳感器的情況下，擺動部分的擺動運動通過兩個電連接的電容轉(zhuǎn)換成微分電荷變化并通過適當?shù)臏y量電子器件來評估。在EP02^933A1中描述了這種DSC 傳感器。如上文所解釋的，可實施為可擺動殼的渦流傳感器的可擺動部分可整合在阻流體內(nèi)。其可尤其容納在阻流體的盲孔內(nèi)。在該情況下，盲孔通過一個或多個通道與測量管內(nèi)的流連通，從而可擺動部分可通過這些通道記錄壓力波動。此外，渦流傳感器通常還包括與壓力波動去耦合的部分。該部分例如布置在擺動部分內(nèi)，尤其是擺動殼體內(nèi)。通常，在該情況下與壓力波動去耦合的部分布置以位置固定的方式布置為與由于外部擾動影響引起的運動分開。這樣，以上述方式中的一種方式，可記錄擺動部分與去耦合部分之間的距離變化并將其轉(zhuǎn)換成電測量信號。在本發(fā)明中，在該情況下，通道布置為至少部分鄰接測量管的壁， 使得沿測量管的壁流動的第二相的壁流與渦流傳感器的擺動部分能夠相互作用。如果測量管傾斜或水平地布置，則通道至少部分地布置在測量管的下半部內(nèi)。此外，渦流傳感器的擺動部分可通過分離地形成的擺動葉片形成，該擺動葉片布置在阻流體下游，并還部分或完全地布置在阻流體內(nèi)并引入穿過腔體；該葉片從測量管的壁延伸到流動路徑內(nèi)。在該情況下，葉片可基本上徑向延伸(到測量管)并平行于阻流體， 并布置為相對于測量管的延伸方向與阻流體對準。此外，在該實施例的情況下，渦流傳感器通常還包括與壓力波動去耦合的部分。通常，在該情況下與壓力波動去耦合的部分被以位置固定的方式布置與由于外部擾動影響引起的運動分開。因而，可以上述方式之一記錄擺動部分與分離部分之間的距離變化并可將其轉(zhuǎn)換成電測量信號。時間相關(guān)(電)測量信號y(t)可用具有疊加噪聲分量的頻率/幅值調(diào)制信號近似地描述。其由實際渦流信號組成，該實際渦流信號可描述為具有時間相關(guān)幅值A(chǔ)(t)的正弦振動，以及同樣時間相關(guān)的相位Θ (t)加不同起源且具有不同特性的附加噪聲分量R(t)。 因此，由于流動噪聲導(dǎo)致流中的差別壓力波動引起該噪聲。這些噪聲分量也可由于通過與傳感器機械聯(lián)接的傳感器或測量裝置的構(gòu)造定義的振動或諧振信號導(dǎo)致的疊加振動而引起。渦流信號可隨后近似通過以下公式(1)來描述y(t) = A(t) · sin (θ (t))+R(t)A (t) = A0+ Δ a
t (t) = a mv (t). t + Jm(t)dt
O(!) 2. ;r. fmv (t) = ^mv (t) = 0(t)時間相關(guān)幅值A(chǔ)(t)由平均幅值A(chǔ)tl和附加幅值變量Aa組成，附加幅值變量Aa具有假定高斯分布，平均值為0且方差為σΑ2?？勺兿辔沪?(t)與瞬時渦流頻率fmv(t)的關(guān)系由可變相位θ (t)的一階導(dǎo)數(shù)給出，該可變相位θ (t)由瞬時渦流角頻率ωωνα)與附加相位噪聲組成，該附加相位噪聲由頻率調(diào)制m(t)對時間的積分定義。頻率調(diào)制假設(shè)為高斯噪聲，平均值為0，且方差為σκ2。圖3中示出典型的測量信號和其頻譜。為了針對細流或壁流形式的第二相而監(jiān)測流動介質(zhì)，并還估算該第二相的體積或質(zhì)量分量，測量信號y(t)如下文參照另一改進所解釋的，可首先用渦流頻率作為中心頻率的相對小的帶寬濾波。濾波的實信號s(t)—或者還尤其是濾波的實信號s(t)的幅值 As(t)，包含必要的信息，該必要信息允許聲明存在第二相和其質(zhì)量分量?，F(xiàn)可統(tǒng)計地上記錄和表達窄帶濾波的信號的幅值的波動(例如通過幅值4(0的標準方差或者還通過窄帶濾波的信號s (t)的峰度)，并提供直接測量，可考慮該直接測量來檢測第二相的存在和/或測量第二相的質(zhì)量和體積分量。在此描述上述選擇性濾波和信號處理的可能的實施變型。幅值A(chǔ)s(t)可尤其通過濾波的測量信號s(t)的分析信號來獲得。為此，可將濾波的測量信號使用希耳伯特變換轉(zhuǎn)換成濾波的分析信號(2)sa(t) = I(t)+j · Q(t) = |As(t) I · eJO(t)濾波的分析信號sa(t)由對應(yīng)于濾波的實信號s (t)的實部I(t)(同相信號)和復(fù)部Q(t)(正交信號)組成；j是復(fù)算符V (-1)(平方根)。使用下式計算時間點t =、的瞬時幅值大小|As(t) I
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測和/或測量在管線內(nèi)流動的至少有時兩相的介質(zhì)的方法，所述兩相介質(zhì)具有第一密度的第一相，尤其為氣態(tài)第一相，和具有不同于所述第一密度的第二密度的第二相，尤其為液態(tài)第二相，其中所述方法通過伸入所述流動介質(zhì)內(nèi)的阻流體并通過渦流傳感器來執(zhí)行，所述渦流傳感器尤其為放置在所述阻流體下游或所述阻流體內(nèi)的渦流傳感器，其中所述方法包括以下步驟a)借助于所述阻流體至少在所述渦流傳感器附近的流動介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生卡門漩渦，其中所述漩渦通過所述阻流體以取決于所述流動介質(zhì)的瞬時流速的渦流脫落頻率(渦流頻率)脫落；b)允許流動介質(zhì)的所述第二相的至少一部分沿所述渦流傳感器附近的壁流動；c)借助于所述渦流傳感器記錄由所述流動介質(zhì)內(nèi)所述卡門漩渦產(chǎn)生的周期壓力波動， 使得產(chǎn)生對應(yīng)于所述壓力波動的傳感器信號；d)從所述傳感器信號選擇想要的信號分量，所述想要的信號分量具有頻率帶，尤其是包含所述渦流脫落頻率的窄頻率帶、尤其是具有小于瞬時渦流脫落頻率的50%的相對帶寬的頻率帶，其中所述瞬時渦流脫落頻率對應(yīng)于所述頻率帶的中心頻率；以及e)利用從所述傳感器信號選擇的所述想要的信號分量，尤其基于所述想要的信號分量的幅值曲線的標準偏差和/或基于所述想要的信號分量的峰度，檢測所述流動介質(zhì)的所述第二相的存在。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量管(4)布置為與豎直方向成角度， 尤其是水平地布置，且第一渦流傳感器(14)的敏感部分(16)布置在所述測量管(4)的下半部內(nèi)，尤其是布置在所述測量管的最下表面元件處。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一渦流傳感器(4)的所述敏感部分(16)通過擺動部分(16)形成，所述擺動部分(16)通過發(fā)生的壓力波動以擺動運動可移位；以及在記錄的步驟中，將所述擺動部分(16)的擺動運動轉(zhuǎn)換成電測量信號。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，較之流動介質(zhì)的所述第一相的純流動，在所記錄的測量信號的窄帶濾波的分析信號的幅值的大小的波動隨著時間增加的情況下，測量信號包含沿所述測量管的壁流動的介質(zhì)的所述第二相的壁流與所述第一渦流傳感器(14)的敏感部分(16)的相互作用的特征。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，較之流動介質(zhì)的所述第一相的純流動，在記錄的測量信號的窄帶濾波的分析信號的幅值的大小的標準偏差增加的情況下，測量信號包含沿所述測量管的壁流動的介質(zhì)的所述第二相的壁流與所述第一渦流傳感器(14)的敏感部分(16)的相互作用的特征，其中所述標準偏差通過隨時間記錄的幅值的大小的預(yù)定數(shù)量的值形成。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，較之流動介質(zhì)的所述第一相的純流動，在所述窄帶濾波的測量信號的峰度增加的情況下，測量信號包含沿所述測量管(4) 的壁流動的介質(zhì)的所述第二相的壁流與所述第一渦流傳感器(14)的敏感部分(16)的相互作用的特征，其中所述峰度通過隨時間記錄的該測量信號的預(yù)定數(shù)量的值形成。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了評估測量信號是否包含沿所述測量管的壁流動的介質(zhì)的所述第二相的壁流與第一渦流傳感器(14)的敏感部分 (16)的相互作用的特征，首先將所述測量信號濾波至由所述渦流測量裝置記錄的渦流信號周圍的頻率范圍，且在評估中考慮所濾波的測量信號，其中尤其是，這種頻率范圍具有基本上小于所述渦流頻率的50%的寬度，并以所述渦流頻率為中心頻率。
8.如權(quán)利要求5至7中任一項所述的方法，其特征在于，參考相互關(guān)系，其中在校準中，1)預(yù)定第二相的壁流的已知質(zhì)量流量、2)由所述渦流測量裝置O ；26) 根據(jù)對于流動介質(zhì)的所述第一相的不同流速的所述測量信號確定的渦流頻率、以及3)每種情況下由所述渦流測量裝置O ；26)根據(jù)所述測量信號或峰值確定的相關(guān)標準方差或峰度被設(shè)置彼此相關(guān)，根據(jù)由所述渦流測量裝置O ；26)從所述測量信號確定的渦流頻率和由所述渦流測量裝置O ；26)從所述測量信號確定的標準偏差或峰值來確定預(yù)定第二相的質(zhì)量流量。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，考慮流動介質(zhì)的所述第二相的確定的質(zhì)量流量來校正由所述渦流測量裝置從渦流頻率確定的介質(zhì)的所述第一相的流速或體積流量。
10.如權(quán)利要求4至9中任一項所述的方法，其特征在于，記錄的測量信號通過兩個平行的濾波器(34，36)濾波至渦流頻率周圍的窄頻率范圍，尤其是以所述渦流頻率作為中心頻率，其中一個濾波器形成同相濾波器(36)且另一個濾波器形成方波濾波器(36)，其中為了獲得具有瞬時幅值和相位的分析信號，選擇所述方波濾波器的濾波系數(shù)使得輸出的濾波的方波信號的相位較之同相信號發(fā)生90°的相偏移。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過布置在所述阻流體(8)的脫落邊緣(1 下游的、具有響應(yīng)于壓力波動并布置在水平布置或傾斜的測量管(4)的上半部內(nèi)的敏感部分(30)的第第二渦流傳感器08)來記錄壓力波動，其中把通過所述第二渦流傳感器08)的所述敏感部分(30)記錄的所述壓力波動轉(zhuǎn)換成電測量信號，所述電測量信號用作流動介質(zhì)的所述第一相的純流動的參考信號。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在檢測第二相——尤其是壁流——的情況下，通過把所述第一渦流傳感器的所述參考信號的被測變量與所述第二渦流傳感器的所述測量信號的被測變量做比較，在被測變量的定義偏差——尤其是所述窄帶濾波信號的幅值的大小或峰度的標準方差——的情況下，輸出警告報告，尤其輸出到所述渦流測量裝置的顯示器上和/或連接到所述渦流測量裝置的控制系統(tǒng)上，且尤其是輸出的方式是所述警告報告根據(jù)表示不同升級階段的一個或多個閾值而發(fā)生。
13.如權(quán)利要求3至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述第一渦流傳感器(14) 具有擺動葉片(16)，所述擺動葉片(16)穿過所述測量管(4)的下部內(nèi)——尤其是所述測量管(4)的最下表面元件上——形成在所述阻流體(8)下游的開口(18)伸入流動路徑內(nèi)，且所述葉片(16)周圍形成凹陷(20)，用于容納作為壁流流過的流動介質(zhì)的第二相。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，用于檢測介質(zhì)的至少第二相或至少第三相的分布顆粒和/或液滴流的方法包括以下步驟f)記錄聲信號，所述聲信號通過第二相或第三相的顆粒和/或液滴撞擊在所述渦流測量裝置O)的伸入所述測量管內(nèi)的流動路徑內(nèi)的部件(8)上——尤其是撞擊在所述阻流體(8)上——而產(chǎn)生，所述記錄通過聲換能器(31)進行，所述聲換能器(31) —體地形成在所述部件(8)內(nèi)或與所述部件(8)聲聯(lián)接；以及g)通過所述聲換能器(31)將由所述聲換能器(31)記錄的聲信號轉(zhuǎn)換成電信號。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述部件(8)由所述渦流測量裝置(2)的所述阻流體(8)形成，且所述阻流體(8)具有大致垂直于所述流動方向(6)并面向流的撞擊區(qū)域(27)。
16.一種用于監(jiān)測和/或測量管線內(nèi)流動的至少有時兩相的介質(zhì)的渦流測量裝置，所述兩相介質(zhì)具有第一密度的第一相，尤其為氣態(tài)第一相，并具有不同于所述第一密度的第二密度的第二相，尤其為液態(tài)第二相，其中監(jiān)測和/或測量通過伸入所述流動介質(zhì)內(nèi)的阻流體進行，并尤其通過放置在所述阻流體下游或所述阻流體內(nèi)的渦流傳感器進行，其中所述阻流體(8)橫向于流動方向(6)延伸到所述測量管內(nèi)，使得對于特定介質(zhì)，在所述阻流體(8)的兩側(cè)上形成流動路徑；且在所述阻流體(8)的兩側(cè)上實現(xiàn)至少兩個脫落邊緣(12)，使得在使用期間卡門漩渦在這些脫落邊緣上脫落；以及其中關(guān)于安裝位置，第一渦流傳感器(14)布置在所述脫落邊緣(12)的下游，并具有響應(yīng)于壓力波動的敏感部分(16)，其中所述渦流測量裝置實施為使得在使用期間通過所述敏感部分(16)記錄的壓力波動被轉(zhuǎn)換成電測量信號，其中所述第一渦流傳感器(14)的所述敏感部分(16)被布置為至少部分地鄰接所述測量管⑷的壁，以及其中在使用期間電測量信號通過所述渦流測量裝置的電子器件來處理，構(gòu)造該電子器件，使得在記錄沿所述測量管的壁流動的兩相或多相介質(zhì)中第二相的壁流與所述第一渦流傳感器(14)的所述敏感部分(16)相互作用的特征的測量信號的情況下，推斷在所述測量管內(nèi)兩相或多相介質(zhì)的第二相的壁流的存在。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測和/或測量在管線內(nèi)流動的至少有時兩相的介質(zhì)的方法；其中該介質(zhì)具有第一密度的第一相，尤其為氣態(tài)第一相，和具有不同于第一密度的第二密度的第二相，尤其為液態(tài)第二相。所述方法使用渦流測量裝置(2)，該渦流測量裝置(2)包括插入管線內(nèi)的至少一個測量管(4)、阻流體(8)以及渦流傳感器(14)。渦流傳感器(14)包括敏感部分(16)，該敏感部分(16)響應(yīng)于壓力波動并布置為至少部分鄰接測量管(4)的壁。在公開的方法中，當渦流傳感器(14)記錄包含沿測量管(4)的壁流動的第二相的流動介質(zhì)的壁流與第一渦流傳感器(14)的敏感部分(16)相互作用的特征的測量信號時，渦流測量裝置(2)檢測到兩相或多相介質(zhì)的第二相的壁流。
文檔編號G01F1/32GK102348958SQ201080011696
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者克里斯托弗·戈斯魏勒, 德克·聚特林, 皮特·利馬謝, 賴納·霍克 申請人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司