[发明专利]涡流式流量测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及涡流式流量测量仪，其带有：可由介质流经的测量管；用于在介质中产生涡流的至少一个阻流体；和至少一个偏转体(Auslenkkörper)，其至少可由于通过伴随在介质中的涡流产生的压力波动而偏转。

背景技术

涡流式流量测量仪的测量原理的基础是，在液态的或气态的介质中在由介质环流的阻流体之后可形成所谓的卡门涡街，其由随着流前进的与阻流体分开的涡流形成。涡流与阻流体分开的频率与流动速度相关，其中，这种关系在一定的前提下几乎是线性的。因此，可通过测量涡流频率确定介质的流动速度，由此，在附加地考虑例如介质的压力和温度的情况下又可确定体积流量和质量流量。

在现有技术中，优选地将偏转体用于测量涡流频率。介质的在涡街中出现的涡流引起局部的压力波动，该压力波动作用到偏转体上并且由偏转体探测到。偏转体可为例如利用压电元件实现的压力指示器或者为电容式压力传感器，在其中，即使在很小的范围中传感器元件也经受偏转。重要的仅仅是，偏转体如此布置在涡街中，即，由阻流体产生的涡流(至少间接地)旁经偏转体并且由此可被探测到。为此，偏转体可在下游设置在阻流体之后，其中，在这种情况下阻流体和偏转体在本体方面以分离的方式实现。但当例如在从现有技术中已知的带有压力指示器的解决方案中压力指示器布置在阻流体之上或阻流体中并且如此在通道内间接地探测涡街的压力波动时，偏转体还可是阻流体自身或者在阻流体中实现；在这种情况下，阻流体和偏转体在本体方面实现成一个单元。

在从现有技术中已知的用于探测偏转体的运动的方法中，在其中，利用电容效应或电感效应，在其中，利用压电陶瓷工作，或者在其中，使用用于探测偏转的光纤，偏转体必须相应通过电的或光学的线路来接触。这些线路又必须从利用介质填充的空间中通过涡流式流量测量仪的测量管壁或壳体被引导到无介质的空间(通常评估电子设备)中。伴随于此的引线需要非常高成本的密封，因为根据应用情况必须达到很高的压力和/或很高的温度稳定性(数百巴，数百摄氏度)。

取决于过程条件，例如测量介质的高温，也可能无法使用一些传感器。即，例如在介质温度高于居里点的情况下不可使用压电陶瓷。

在现有技术中还存在用于测量涡流频率或伴随涡流的压力波动的传感装置的其他的实施方案。

专利文献US 3 823 610公开了一种涡流式流量测量仪，在其中，为了测量涡流频率，评估球体由于压力波动的运动。

专利文献US 4 181 020的教导提出在阻流体之后设置有可转动地支承的接片(Fahne)，其由于压力波动而运动。公开文献WO 92/01208的结构是相似的，在该文献中，光学地测量偏转体在测量管之外的运动。

专利文献US 7 770 469 B2说明了用于测量由于涡流出现的压力波动的差压传感器。在在此的测量结构中，设置有带有弹性膜片的微波谐振器，其中，膜片如此对压力波动做出反应，即，改变谐振器的共振频率。

为了避免由于偏转体和阻流体的布置方案预定流动方向的问题使得还可实现双向测量，可从专利文献US 4 735 094中得到这样的布置方案，在其中沿着测量管的纵轴线将用于测量涡流频率的传感器布置在两个阻流体之间。

为了提高测量精度，在专利文献US 4 831 883中提出，并排布置两个阻流体与两个传感器。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种涡流式流量测量仪，其为现有技术的备选方案并且优选地力求避免实现现有技术的测量原理的缺点。

对于本发明基于的涡流式流量测量仪，以上给出且示出的目的由此实现，即，设置有至少一个电子单元，其为偏转体加载电磁辐射，并且由偏转体接收电磁辐射。根据本发明的涡流式流量测量仪具有测量管，在测量管中存在阻流体和偏转体，其中，通过流动的介质在阻流体之后形成涡流，该涡流作用到偏转体上。通过以下方式由此探测偏转体的所引起的运动并且由此将所引起的运动提供用于确定流动情况，即，至少一个电子单元(直接地或间接地)为偏转体加载电磁辐射并且由偏转体接收这种辐射，并且优选地在流动情况方面进行处理或评估。在此，在该过程之内几乎保持偏转体的机械运动并且该机械运动通过电磁辐射来探测。

在此，在一个设计方案中，所使用的电磁辐射为在微波范围中的辐射，即，带有约在1GHz与300GHz之间的频率或在30cm与1mm之间的波长的辐射。尤其为这样的辐射，其通常用在根据雷达原理的填充状态测量中。

根据实现方案，电磁辐射可至少部分地自由地朝偏转体的方向上辐射或从该处进行接收，或者辐射可经由导体来引导或耦合到导体中。