[发明专利]包括光纤布拉格光栅传感器的卡门涡流流量计组件以及测量流体流速的方法

权利要求书

1.一种包括流体通道与流量计的组件，所述流量计(1)包括至少一个在所述通道(C)中延伸的涡流发生体(2)，各涡流发生体(2)被设置成在工作过程中在流经所述通道(C)的流体中产生卡门涡流(V)，其中，各涡流发生体(2)设置有光纤布拉格光栅传感器(3、7、FBG)的第一光纤布拉格光栅(FBG)，其中，利用与产生所述涡流(V)的所述涡流发生体(2)的相应的光纤布拉格光栅(FBG)相关的光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号，能够检测到由所述涡流发生体(2)产生的所述涡流(V)的卡门涡流频率(f_K)。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，各涡流发生体(2)包括非流线形体(2)，该非流线形体(2)具有平行的两个涡流分离边缘。

3.根据权利要求2所述的组件，其中，具有平行的两个涡流分离边缘的第一发生体本体部分被固定到所述通道(C)的壁(11)。

4.根据权利要求2所述的组件，其中，在相对于纵向通道方向的横向上测量的所述两个涡流分离边缘(t)之间的距离(D_b)大于在相同方向上测量的所述流体通道(C)的宽度(X2)的十分之一。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述距离(D_b)为所述流体通道(C)的所述宽度的四分之一。

6.根据权利要求4所述的组件，其中，所述距离(D_b)小于所述通道(C)的宽度(X2)的二分之一。

7.根据权利要求3所述的组件，其中，在相对于纵向通道方向的横向上测量的所述两个涡流分离边缘(t)之间的距离(D_b)大于在相同方向上测量的所述流体通道(C)的宽度(X2)的十分之一。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述距离(D_b)为所述流体通道(C)的所述宽度的四分之一。

9.根据权利要求7所述的组件，其中，所述距离(D_b)小于所述通道(C)的宽度(X2)的二分之一。

10.根据权利要求4至9中任意一项所述的组件，其中，在横向的通道方向上测量的非流线形体(2)的长度等于在相同方向上测量的所述通道(C)的宽度。

11.根据权利要求1至9中任意一项所述的组件，其中，所述第一光纤布拉格光栅(FBG)与所述相应的涡流发生体(2)的涡流分离表面分隔开来。

12.根据权利要求1至9中任意一项所述的组件，其中，在工作过程中，所述第一光纤布拉格光栅(FBG)的纵向方向与流体流动方向围起小于90°的角。

13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述第一光纤布拉格光栅(FBG)的纵向方向与流体流动方向围起小于30°的角。

14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述第一光纤布拉格光栅(FBG)的纵向方向与流体流动方向围起小于5°的角。

15.根据权利要求1至9中任意一项所述的组件，其中，所述涡流发生体设置有压力变化接收部(2B)，该压力变化接收部(2B)被配置成在工作过程中接收涡致压力变化，其中，所述相应的涡流发生体的所述光纤布拉格光栅(FBG)被安排成经由所述发生体(2)的所述压力变化接收部(2B)的压力变化导致的表面应变变化来感知这些压力变化，并且改变作为对所述压力变化进行感知的结果的相应的光纤布拉格光栅(FBG)传感器信号。

16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述涡流发生体(2)的所述压力变化接收部(2B)是流体分割元件(2B)，该流体分割元件(2B)在纵向通道方向上延伸并且具有两个流体压力接收表面，所述两个流体压力接收表面相互面对并隔开，并且被配置成在工作过程中交替地接收涡致压力变化。