[实用新型]蒸汽质量计

说明书

技术领域

本实用新型一般地涉及蒸汽质量计，并且特别地，涉及具有用于感测电容和/或阻抗的电极的蒸汽质量计。

背景技术

在过程工业中，蒸汽通常用于加热目的，并且在石油和天然气工业中作为注入流体用于回收碳氢化合物。诸如这些的蒸汽流量应用利用饱和蒸汽，饱和蒸汽可以全是水汽，全是液体，或水汽和液体的结合。热力学关系使用蒸汽质量以计算饱和蒸汽的性质，诸如密度和质量流率和焓流率。这些热力学关系假设饱和蒸汽是在饱和压力和温度下共存的液相和汽相的均质混合物，但是实际上，饱和蒸汽很少被完全混合。因此，诸如文氏管的装置用于混合流体从而可以假设均质。热力学关系还假设已知的蒸汽质量。通常假设1.0或100％的蒸汽质量来执行密度和质量流率计算。然而，对于从0.9到1.0的蒸汽质量，蒸汽质量每减少1％，则均质蒸汽的密度增加大致1％。随着蒸汽质量进一步减少，密度的对于质量每1％的减少的增加变得更大。因而，当计算质量流率时，假设不正确的蒸汽质量可能导致极大的误差。

在规定的压力下，蒸汽混合物的温度在饱和温度下保持恒定，直到所有的水汽变成液体或所有的液体变成水汽。因此不能仅通过测量温度和压力来确定蒸汽质量。结果，蒸汽质量计使用诸如光、电容、阻抗或其它的方法的手段以确定蒸汽质量。蒸汽混合物的电容随着混合物中液态水的百分比而变化。在随着蒸汽流过水平的管道部分时水滴保持均匀地悬浮在水汽中的假设下，确定混合物的质量。为实现水滴的均匀分布，使用混合装置(诸如文氏管、喷嘴、穿孔板、旋涡装置或其它的这种元件)。然而，水滴可以不均匀地沉积在蒸汽管道的底部处，或随着蒸汽混合物通过管道时水滴朝管道的下游端部。当前的蒸汽质量计不导致水滴的沉积。

实用新型内容

蒸汽质量计包括具有入口和出口的管道。杆定位在管道中位于入口和出口之间。杆限定杆的外壁和管道的内壁之间的环状流动通路。混合装置定位在管道中位于入口和杆的上游端部之间。间隔开的传感器定位在环状流动通路中。每个传感器都被构造成用于感测流过环状流动通路的蒸汽的电容和/或阻抗。

测量蒸汽质量的方法包括通过管道的入口将蒸汽引导进入管道中，均质化蒸汽，并且使蒸汽流过环状流动通路到管道的出口。该方法进一步包括在环状流动通路中的位置处感测流过环状流动通路的蒸汽的电容和/或阻抗，并且基于在环状流动通路中的每个位置处感测到的电容和/或阻抗来产生流过环状流动通路的蒸汽的蒸汽质量值。

附图说明

图1是在内杆上的具有上电极和下电极的蒸汽质量计的局部侧面截面图，以及用于信号处理的相关联的电子组件的图解示意图。

图2A是图1的蒸汽质量计沿着图1中的部分2-2的剖视图。

图2B是图1的蒸汽质量计的可替换的实施例沿着图1中的部分2-2的剖视图。

图2C是图1的蒸汽质量计的可替换的实施例沿着图1中的部分2-2的剖视图。

图2D是图1的蒸汽质量计的可替换的实施例沿着图1中的部分2-2的剖视图。

图3是图1的在内杆上具有纵向隔开的电极的蒸汽质量计的局部侧面截面图。

图4是图1的在内杆上具有纵向隔开的上电极和下电极的蒸汽质量计的局部侧面截面图。

具体实施方式

总的来说，本实用新型是具有诊断能力的蒸汽质量计。蒸汽质量计具有在管道中的环状流动通路内定位在杆上的多个电极。电极包括感测结构，该感测结构允许蒸汽质量计基于悬浮在主要水平地流过管道中的环状流动通路的汽相中的水滴的介电性能，来测量蒸汽质量。多个电极沿着同中心地定位在管道中的杆放置，以允许沿着流动的轴线的多个电容和/或阻抗测量值。这些测量值用于检测和验证流体混合物沿着环状流动通路的均匀介电性能的假设，并且因此改善蒸汽质量测量值的可信度和可靠性。