專利名稱：流量計的輔助設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于流量計的輔助設備，尤其是用于超聲波流量計，具有至少兩個連續(xù)設置的，平板狀或者圓盤狀的流動影響元件，兩個元件具有凹槽并且置于流量計的下游和/或上游，在流動影響元件內形成凹槽和/或如此布置流動影響元件，從而沿流方向上“無自由視線(no free line ofsigh t) ”。
背景技術：
流量計以及其它測量設備應當在盡可能寬的測量范圍和盡可能寬的溫度范圍(流量計所應用的環(huán)境)內“運轉良好”。“運轉良好”主要包括，但不僅僅是，一個良好的零點穩(wěn)定性以及較低的測量誤差。輔助設備用于流量計，例如，磁感應流量計，尤其是用于超聲波流量計是眾所周知的。在這方面，僅采用引用德國專利申請文件DE 19503714以及DE 102007004936 (相應的美國專利申請7，810，399)，美國專利申請3，564，912 ;5，546，812 ;6，550，345以及6，732，595以及PCT專利申請公開文本WO 98/19296 (相應的美國專利申請6，047，602)和WO 00/03206中實例的方式，尤其是德國專利申請DE 102007004936和相應的美國專利申請7，810，399中的實例。

發(fā)明內容
采用傳統方式標定流量計或者使用根據速度梯度，也就是根據流動通道內的速度分布來基于標準條件的計算方法。最常用于具有高雷諾數氣體的標準速度分布也就是所謂的“全發(fā)展湍流”。這是個可以在具有光滑內壁的長直管道內再生的穩(wěn)定平衡狀態(tài)。根據流量計的類型，為實現該目的，流動路徑具有一定長度是必要的，其相應的為流動通道直徑的十倍到甚至四十倍。對于流量計“運轉良好”，不僅僅“流動質量”非常重要，更重要的是非期望的聲波或者不屬于流量計當前操作而在流動介質內產生的壓力波是否會反面影響流量計的操作，并且其尤其影響測量精度，從而反面影響屬于“運轉良好”的標準“微小測量誤差”。通常，不管何種原因，閥，副翼和/或節(jié)流閥也會安裝在考慮之中的類型的流量傳感器所安裝的管線上，以下將稱為“破壞元件”的部件，因為它們一方面會從負面影響“流動質量”，并且從另一方面會產生聲波，所述聲波在對于超聲波流量計來說在任何情況下會擾亂用于測量的聲波，從而產生的后果是由聲波導致測量誤差。正如最初所述，流動影響元件位于下游和/或上游。將流動影響元件置于上游，也就是沿流動方向上看去在流量計之前的邏輯是顯而易見的。然而，將流動影響元件置于下游，也就是沿流動方向上看去在流量計之后也是有意義的，因為專門的“破壞性影響”的傳播速度與流動介質的速度相比高很多。本發(fā)明所使用類型的用于流量計的輔助設備眾所周知,例如來自Law’sSpearman,K-Lap, CPA, BTB, Zanker, Gallagher。在考慮中的已知類型的輔助設備中，流動影響元件中的凹槽制成圓形?？紤]到對流量計“運轉良好”作出貢獻這一目的，對基于本發(fā)明的流量計來說，已知的輔助設備還不是最優(yōu)的。因此本發(fā)明的目的在于配置，開發(fā)和改善考慮的輔助設備，從而一方面獲得“流質量”的改善，但尤其是另一方面，“破壞性影響”的負面作用，尤其是來自在流量計所在管線上的閥，副翼和/或節(jié)流閥的負面影響減弱，大幅減弱或者如果可能的話消除影響。如所述，本發(fā)明涉及用于不同類型流量計的輔助設備，例如，用于磁感應流量計，但是尤其是用于超聲波流量計。它們通常是安裝在為流動介質安排路徑的管線上，流動介質流過該線路的流速將用該流量計測量。流動介質可以是液體介質，氣體介質，包括固體和/或氣體組分的液體介質或者包括固體和/或液體組分的氣體介質。本發(fā)明涉及用于不同類型的流量計的輔助設備，如一再聲明，盡管在下面通常會假定特定流量計，特別是超聲波流量計。但是并不是一種限制?！榱肆髁坑嫛傲己眠\轉”，流量計內的流動介質的“流質量”特別重要。根據本發(fā)明，關于“流質量”，重要的在于是為層流還是湍流，并且流的速度梯度是如何在直徑上或者流量計的剖面上出現的。在最初指出根據本發(fā)明，這是關于用于流量計的輔助設備的問題。這些輔助設備可以制成不同的形式。一種可能的實現形式是作為固有易控制裝置一樣將輔助設備安裝在流量計所安裝的管線上。另一個可能的實現方式是使輔助裝置不僅作為固有易控制裝置，而是僅僅將代表輔助設備的流動影響元件安裝在也安裝流量計的管線上。根據本發(fā)明，在流量計自身內部提供構成輔助設備的流動影響元件理論上也是可行的。然而，這在破壞性影響，例如由于閥，副翼或者節(jié)流閥帶來的影響相對低時，會產生僅對于相對好的“流質量”的良好結果。這里強調的流量計輔助設備的一個重要組件是設有凹槽的平板狀或圓盤狀流動影響元件，流動影響元件內形成凹槽和/或布置流動影響元件使得沿流方向上“無自由視線”?！盁o自由視線”意味著由于超聲傳播類似于光線，如果流動影響元件內形成凹槽和/或流動影響元件如此布置使得沿流方向上“無自由視線”，這樣超聲波不能不受阻礙的傳播，即不能不受阻礙的從構成“破壞性元件”的閥，副翼，和/或節(jié)流閥傳播到流量計。如上所述設置和/或制作的流動影響元件因此使得流量計成為它對于由“破壞性元件”帶來的“破壞性影響”是“不察覺”的。根據本發(fā)明用于流量計的輔助設備，首先基本地特征在于流動影響元件內的凹槽制成窄縫。優(yōu)選的，流動影響元件內的窄縫具有大于I的邊長比(長度與寬度的比值)。根據本發(fā)明，在流動影響元件中制成窄縫的凹槽的定向對于輔助設備也非常重要。優(yōu)選的，窄縫的縱向至少大致徑向延伸，特別是恰好為徑向。采用這種方式，正好在流動影響元件下游的流場內徑向速度(湍流)的分量減小，從而，阻止在與軸線正交的方向上有形成聲波的能量，該軸線如果出現，會導致較大振幅的聲波。如果流動影響元件內的窄縫徑向延伸，推薦這樣一個實施例，其中窄縫沿徑向方向寬度增加，優(yōu)選根據流動影響元件的半徑而增加。隨著流動影響元件內實施的窄縫的幾何形狀可顯著影響“流質量”。因此，也可以表示出根據徑向上流動影響元件內窄縫的寬度，可以選擇一種有別于徑向方向上窄縫寬度增加的配置。這樣，可選擇一種配置，其中流動影響元件內的窄縫寬度首先沿徑向增加，優(yōu)選與半徑成比例增加，然后沿徑向再次減小，優(yōu)選與半徑成比例減小。流量計所在的管線通常具有一個圓形截面。如下都是這樣假設的，盡管圓形橫截面不是必要的。有利地，作為流動影響元件內的窄縫制成的凹槽的數量也有利地根據流量計所在管線的直徑確定，也就根據流動影響元件的直徑確定。通常，需要注意根據本發(fā)明主要構成 輔助設備的流動影響元件是旋轉對稱的，并且作為流動影響元件內的窄縫制成的凹槽是旋轉對稱的。因此，優(yōu)選流體影響元件內的窄縫在同心圓環(huán)上實施-與流動影響元件的中心點同心。如果流量計所在管線的直徑相對較小，在同心圓環(huán)上實施流動影響元件中的窄縫是足夠的。在更大直徑的管線上，推薦一種實施例其中在若干個圓環(huán)上實施流動影響元件內的窄縫，該圓環(huán)相互同心，可以有兩個或三個同心環(huán)，在管線的一個特別大的直徑的上，還可以有更多的同心圓環(huán)，用其上實施流動影響元件內的窄縫。任何情況下都推薦一個實施例，其中在相互同心的圓環(huán)上實施在流動影響元件內的窄縫的數量從內側到外側逐漸增力口。例如，內側實施六條窄縫，中部圓環(huán)上十二條窄縫并且外部圓環(huán)上二十四條窄縫。最后推薦的是，根據本發(fā)明，流動影響元件之間用于流量計的輔助設備內具有吸音和/或降噪材料。特別的，根據本發(fā)明，用于流量計的輔助設備的具體實施方式
和開發(fā)形式有多種不同的可能性，對此根據如下所述的典型實施例以及附圖中所示進行參考說明。


圖I表示根據本發(fā)明屬于輔助設備的第一流動影響元件的優(yōu)選實施例；圖2表示除了圖I所示的流動影響元件外，根據本發(fā)明屬于輔助設備第二流動影響元件的優(yōu)選實施例；圖3表示圖I所示流動影響元件的提取圖；圖4表示圖2所示流動影響元件的提取圖；圖5表示與圖3相應的圖示并且其中輸入了單個窄縫的“角距離”；圖6表示位于流量計上游的用于流量計的輔助設備實施例的第一布置方式；圖7表示位于流量計下游的用于流量計的輔助設備實施例的第二布置方式；以及圖8表示包含兩個設備的用于流量計的輔助設備的實施例的第三布置方式，其中一個位于流量計上游，一個位于流量計下游。
具體實施例方式根據本發(fā)明，用于流量計的輔助設備5，尤其是用于超聲波流量計的輔助設備包括至少兩個連續(xù)布置的平板狀或圓盤狀流動影響元件1，2，流動影響元件具有凹槽并位于流量計6上游和/或下游；示出和描述一實施例，其中正好有兩個流動影響元件1，2。關鍵是流動影響元件1，2內形成凹槽和/或布置流動影響元件使得流方向上“無自由視線”(如前述定義)。特別的如最初所述，流量計應當“正常運作”。為了流量計的“運轉良好”，如類似最初所述，流量計內流動介質的“流質量”也同樣重要。另外最初也同樣說明了對流量計的“運轉良好”來說，不僅“流質量”很重要，還很重要的是非期望的聲波或者發(fā)生在流體介質中及不屬于流量計當前操作的壓力波是否會負面地影響流量計的操作。另外，最初解釋過根據本發(fā)明的輔助設備可以做成不同形式，特別是第一種可能的實施方式特征在于輔助設備作為固有易控制裝置安裝在流量計也會安裝在其內的管線上，另一個可能的實施方式特征在于將構成輔助設備的流動影響元件直接安裝在流量計也安裝在其內的管線上，并且根據本發(fā)明，在流量計自身內部提供輔助設備的流動影響元件理論上也是可行的。示出和描述第二實施例，因此該實施例，其特征在于，構成輔助設備的流動影響元件1，2安裝在流量計(沒有示出的)也安裝在其內的管線(沒有示出)中。最后，如最初所述的，重要的在于流動影響元件內形成凹槽和/或布置流動影響元件，使得沿流動方向上“無自由視線”，并且如所述地執(zhí)行和/或布置的流動影響元件使得流量計對于由“破壞性元件”帶來的“破壞性”是可以說“不察覺”的。
在示例性實施例中，其如圖所示，流動影響元件1，2形成根據本發(fā)明的輔助設備。這里，流動影響元件1，2形成根據本發(fā)明的輔助設備的第二實施例。對于兩個實施例，流動影響元件1，2連續(xù)分布，并且流動影響元件1，2可以安裝在流量計的下游，上游或者下游以及上游。對于根據本發(fā)明的用于流量計的輔助設備，首先，流動影響元件1，2內的凹槽制成窄縫3，4是很重要的。這里，窄縫3，4的邊長比(長度與寬度的比值)大于1，在說明的示例性實施例中遠大于I。對該說明的示例性實施例適用的是，窄縫3，4的縱向徑向延伸，并且在其長度的大部分范圍內沿著徑向方向窄縫3，4的寬度與流動影響元件1，2的半徑成比例的增加。部分適用于首先窄縫3，4的寬度與流動影響元件1，2的半徑成比例增加，但是然后再次與半徑成比例地減小。另外，對示例性實施例適用的是在同心的圓環(huán)上特別是在三個圓環(huán)上實施流動影響元件1，2內的窄縫3，4。這里，進一步適用的是，在彼此同心的圓環(huán)上，流動影響元件1，2內所實施的窄縫3，4的數量從內側到外側逐漸增加；內側，實施六條窄縫3，4，中間圓環(huán)，實施十二條窄縫3，4，并且外側圓環(huán)，實施二十四條窄縫3，4。如果將附圖2中的流動影響元件2與附圖I中的流動影響元件I對比，或者將附圖4中的提取圖與附圖3中的提取圖對比，那就立即變得很清楚，窄縫3，4的偏移排列會形成在流動方向上的“無自由視線”。附圖3中，可以清晰辨別流動影響元件I中所實施的窄縫3。相反地，在流動影響元件2中實施的窄縫4，在附圖4中采用提取圖的方式表示，而在附圖3中僅僅暗示出，進而表示連續(xù)的窄縫3之間的偏移排列。相反地，附圖4中流動影響元件2中實施的窄縫4可清晰辨別，而在附圖3中采用提取圖方式表示的流動影響元件I中實施的窄縫3在附圖4中僅僅暗示出。另外，需要指出的是在示例性實施例中僅有兩個流動影響元件1，2，然而根據本發(fā)明的輔助設備并不限制于此，并且可能容易地具有三個，四個，五個或者更多個流動影響元件。附圖6表示用于流量計6的輔助設備5第一種布置方式的實施例，輔助設備5置于流量計6的上游并且包括兩個圓盤狀流動影響元件1，2。附圖7表示輔助設備5的第二種布置方式，其中輔助設備5置于流量計6的下游。附圖8表示輔助設備5的第三布置方式的實施例。該布置方式中，有兩個輔助設備5，一個輔助設備5置于流量計6的上游，一個輔助設備5置于流量計6的下游。
最后，需要指出的，在根據本發(fā)明用于流量計的輔助設備中，在流動影響元件之間可具有吸音和/或降噪材料；但是并沒有示出。
權利要求
1.用于流量計的輔助設備，包括 至少兩個連續(xù)設置的，平板狀或圓盤狀的流動影響元件，其具有凹槽并且適于放置在流量計的下游和上游的至少其中之一，形成和設置流動影響元件內的凹槽使得沿流動方向上無自由視線，其中流動影響元件內的凹槽為窄縫。
2.根據權利要求I所述的用于流量計的輔助設備，其中窄縫具有大于I的長寬比。
3.根據權利要求I所述的用于流量計的輔助設備，其中窄縫的縱向大致沿徑向延伸。
4.根據權利要求3所述的用于流量計的輔助設備，其中沿徑向方向，窄縫的寬度增加。
5.根據權利要求3所述的用于流量計的輔助設備，其中窄縫的寬度首先與半徑成比例地增加，然后沿半徑方向在窄縫的外端部減小。
6.根據權利要求I所述的用于流量計的輔助設備，其中在至少一個同心圓環(huán)上實施流動影響元件中的窄縫。
7.根據權利要求6所述的用于流量計的輔助設備，其中在多個互相同心的圓環(huán)上實施流動影響元件中的窄縫。
8.根據權利要求7所述的用于流量計的輔助設備，其中從窄縫的最內側環(huán)到窄縫的最外層環(huán)，同心圓環(huán)上的窄縫數量逐漸有窄逢的增加。
9.根據權利要求8所述的用于流量計的輔助設備，其中三條同心圓環(huán)，最內側環(huán)具有六條窄縫，中間環(huán)具有十二條窄縫并且最外層環(huán)具有二十四條窄縫。
10.根據權利要求I所述的用于流量計的輔助設備，進一步包括設置于流動影響元件之間的至少一種吸音和/或降噪材料。
全文摘要
一種用于流量計的輔助設備，尤其用于超聲波流量計，具有至少兩個連續(xù)布置的，平板狀或圓盤狀的，具有凹槽并且置于流量計下游和/或上游的流動影響元件(1，2)，流動影響元件(1，2)內形成凹槽和/或布置流動影響元件(1，2)，使得沿流方向上無自由視線。流動影響元件(1，2)內輔助設備的凹槽為非零偏移的窄縫(3，4)，從而沒有空視線穿出輔助設備。
文檔編號G01F1/66GK102798423SQ20121022999
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月27日 優(yōu)先權日2011年5月27日
發(fā)明者G·德博爾 申請人:克洛納有限公司