[发明专利]用于非侵入式测定流过导管区段的流体的温度的方法

说明书

本发明涉及一种用于测定流过导管区段(11)的流体(12)的温度的方法，其中：‑确定导管区段(11)的温度，‑以与导管区段(11)的表面(14)的间距(13)检测参考温度，‑根据流体(12)的状态参量的至少一个值和/或至少一个物质特性测定在导管区段(11)的内壁处流体(12)的边界层(15)的传热性能、尤其热阻，并且‑根据边界层(15)的传热性能、导管区段(11)的传热性能、尤其热阻、导管区段(11)的温度和参考温度测定流体(12)的温度。

技术领域

本发明涉及一种用于测定流过导管区段(Leitungsabschnitt)的流体的温度的方法。流体至少但是非结束性地被理解成液体、气体和松散物料(Schuettgut)。

背景技术

一种这样的方法例如从文件WO 2017/131546 A1已知。其中所描述的方法特征在于如下，在测量周围环境温度的点与测量导管区段的外表面的表面温度的点之间布置有柄，由其已知热阻。借助于已知的热阻和这两个所测量的温度按照公开内容应来计算通过柄的热流且根据该热流来计算流体的温度。所描述的方法然而具有严重的缺点，即未考虑流体边界层的最终导热能力。在公开内容中所描述的方法相应地首先仅提供对于在导管内壁处的温度的估计值。

对于大量流体和实践相关的应用场景，该估计值然而明显不同于平均流体温度。

在许多实践相关的情况中，流体边界层的热阻明显高于导管区段、例如管壁的热阻。

该缺点尤其应利用本发明来克服。

在文件DE 10 2014 019 365 A1中描述了一种用于确定在容器中或在导管中的介质的温度的测量装置。该测量装置包括至少一个在外部布置在容器或导管的壁部处的温度感测器，其带有用于由其记录的温度的输出部。该测量装置考虑容器或导管的壁部在传递函数(利用其，介质的温度的变化传送到由温度感测器记录的温度上)中良好近似地用作PT1环节。由此，测量装置可比根据现有技术显著更精确地确定真实的温度-时间变化过程。技术教导的目的是容器或导管外部温度的尽可能精确的且快速响应的估计。

由文件DE 10 2016 10 949 A1已知一种非侵入式温度测量装置，用于测量在过程工业的设备的至少部分隔热的管中的流体温度。在其中公开了非侵入式温度传感器，利用其可在不损害管的隔热的情况下测定流体温度。对此，测量设备具有传感器电子设备，其带有温度传感器和与处理单元的连接电子设备。传感器电子装置布置在包围管的热隔绝层内而连接电子装置布置在该隔绝层外。测量装置设置成由传感器电子设备将温度测量值无线地传递到连接电子设备。该技术教导的目的也仅是获得针对导管表面温度的良好的测量值。

发明内容

由此出发，本发明的目的是将这种类型的用于测定流过导管区段的流体的温度的方法进一步改进成使得在估计实际的平均流体温度时获得较高的精度。

该目的利用带有权利要求1的特征的方法和带有权利要求17的特征的系统来实现。该方法的有利的设计方案是从属权利要求的内容。

以该方法测定的流体的温度可被视为流体的在导管区段的横截面上平均的温度(参看[4])。在此，涉及平均温度的定义的横截面形式上在导管壁的内侧处结束。

T_m通过在导管中的对流热流来定义，而热容的局部流被用作用于形成平均值的权重函数：

。

在此，A是在导管区段中流体的横截面面积，v是取决于位置的流动速度。c_P表示每质量流体的可能同样取决于位置的比热容，ρ表示取决于位置的密度。