[发明专利]用于确定介质的体积流量或质量流量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过谐波激励方法确定管道或者测量管中的介质的体积流量或质量流量的方法。

背景技术

由美国专利No.3,940,985了解了一种超声流量测量仪表，其中半径依赖地测测量管道中流动的介质的体积流率。在该已知的解决方案中，多个超声传感器对配置在测量管的外周上。这些超声传感器递送关于测量管的不同段中的介质的流速的测量数据。为了确定通过管道的介质的体积流量，通过适当的加权对来自独立测量路径的测量数据积分。

由WO 97/19326了解了一种超声流量测量方法，其中沿超声流量测量仪表的不同的测量路径确定介质在管道中的流速。为了提高测量精度，在流量测量中考虑粘度变化测量。介质的粘度变化是由例如，温度变化引起的。为了将其纳入考虑范围中，在WO 97/19326中提出了，通过测量雷诺数确定修正因子，可以利用该修正因子补偿流量测量仪表的流型依赖关系。在WO 97/19326中，为了确定雷诺数，使用不同测量路径中测得的流速的比。因此，在该已知的解决方案中，依赖于流型的测量误差修正仅在首先明确地确定或测得雷诺数时是可行的。该方法在标定阶段和后继的测量操作中是相对复杂的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉的方法，用于借助于具有多条测量路径的流量测量仪表，高度准确地确定通过管道的体积流量或质量流量。

该目的是通过下列特征实现的：沿管道或测量管的多条定义的测量路径发射和/或接收超声测量信号；在管道或测量管中，连续建立测量介质的不同的流型；并且对于各个流型，确定定义的体积流量或者定义的质量流量。基于在独立测量路径中确定的测量值，由特征参数组描述在管道或测量管中建立的各个流型。基于在独立测量路径中确定的测量值，导出测得的体积流量或质量流量。此外，对于各个流型，基于定义的体积流量或质量流量，并且基于测得的体积流量或质量流量，计算依赖于流型的修正因子，随后在测量操作中，利用该修正因子修正通过参数组确定的流量测量仪表的体积流量或质量流量。本发明的方法基本上在于流动通过管道的介质的流型的分析描述。

特别地，提出了，利用函数近似基于独立测量路径中的测量值确定的流型。在最简单的情况中，由多项式描述流型。例如，旋转对称流型可由具有v(r)＝(v_max，a₁，....，a_n，n∈N)形式的函数描述。这里，v(r)是离开测量管纵轴的距离r处的介质流速，v_max是管道的纵轴区域中的介质的最大流速，而a₁，....，a_n是以充分的准确性描述流型的适当的拟合函数的参数。在文献中可获得关于适当的函数的基本形式和基本方法。例如，在Gtke的题为“Akustische Strmungs-undDurchfluss-messung”(“声学流量测量”)的书中提出了多种基本方法。

在标定阶段中，对于流动路径中的各个流型x，确定速度v_x(r₁)....v_x(r_m)，其中m表示测量路径的数目。因此，这些测得的速度对应于管道或测量管的独立的m个段中的介质速度。基于该m个测量值，通过误差均衡计算可以以所需的精确度确定具有参数a₁，....，a_n的拟合曲线。随后，对于各个流型v_x(r)，确定对应的参数组a₁，....，a_n。通过利用具有定义的测量精度的第二测量仪表进行标定，针对每个参数组a₁，....，a_n确定修正因子MF(a₁，....，a_n)。经由该修正因子MF(a₁，....，a_n)，可以补偿流量测量仪表的流动依赖性。当然，参数a₁，....，a_n的有效数目依赖于可用的测量路径的数目。在原理上，可以认为，可用于测量流速并且因此可用于测量流型的测量路径越多，该函数对实际流型的描述越好。

附图说明

现将基于附图更加详细地解释本发明，附图示出如下：

图1是具有四个测量路径的超声流量测量仪表的示意图；

图2是流程图，其说明了在流量测量仪表的标定阶段中的独立步骤；并且

图3是流程图，其呈现了流量测量仪表的后继测量阶段中的独立步骤。