[发明专利]用于测量气流的流速的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于测量气流(14)的流速(v)的方法，其具有以下步骤：(a)时间分辨地在气流(14)之外的第一测量点(P1)处测量气流(14)的IR辐射的IR辐射参数(E)，从而获得第一IR辐射参数曲线(E_g1,1(t))，(b)时间分辨地在气流(14)之外的第二测量点(P2)处测量IR辐射参数(E)，从而获得第二IR辐射参数曲线(E_g1,2(t))，(c)从第一IR辐射参数曲线(E_g1,1(t))和第二IR辐射参数曲线(E_g1,2(t))中计算渡越时间(τ1)，尤其是借助于交叉关联，以及(d)从渡越时间(τ1)中计算流速(vG)，(e)其中在波长(g1)为至少780nm的情况下以光电导的方式测量IR辐射参数(E_g1)，以及(f)测量频率(f)至少为1千赫兹。

技术领域

本发明涉及一种用于测量气流的流速的方法。根据第二方面，本发明涉及一种用于测量气流的流速的设备，该设备具有：(a)第一IR辐射传感器，用于时间分辨地测量气流的IR辐射的第一IR辐射参数，以获得第一IR辐射参数曲线，(b)第二IR辐射传感器，用于测量气流的IR辐射的第二IR辐射参数，以获得第二IR辐射参数曲线，和(c)评估单元，所述评估单元设计为用于自动地计算第一IR辐射参数曲线和第二IR辐射参数曲线之间的渡越时间，尤其是借助于交叉关联，以及从渡越时间中计算流速。

背景技术

气体的流速必须在许多点处进行测量。如果气体非常热和/或是腐蚀性的，则该测量任务特别具有挑战性。在高温下，例如高于1000℃，必须使用耐高温的材料，这是昂贵的。腐蚀性气体导致损耗增加。如果气流例如携带固体颗粒、例如灰分颗粒、煤颗粒、炉渣颗粒或水泥颗粒，则会导致所使用的测量仪器明显磨损损耗。如果气体例如包含氧化成分，则还会造成化学损耗。尽管可能存在不利的环境条件，但仍期望高的测量精度，因为这改进了测量流速的工程设施的可调节性。

已知的是：在相互间隔开的点处测量气流中的温度波动，并借助于交叉关联确定两个温度曲线的时间偏移。气流的流速可以从时间偏移和两个测量点的间距确定。

用于测量流速的这种方法的缺点是难达到高精度。

从DE 699 21 009 T2中已知一种专门用于天然气管线的光学流量计，其中测量了颗粒处的散射光。如果颗粒浓度太小，则添加另外的颗粒。

从DE 3827913A1中已知一种用于确定流动速度的方法和设备，其中在颗粒处执行散射光测量。相应的测量位置彼此隔开。通过对测量结果进行关联计算来获得速度。

从US 9,157,778 B2中已知一种用于测量气体流量的方法，其中，在相互间隔开的两个测量位置处测量辐射的吸收。通过确定扰动的渡越时间来计算流速。该扰动例如可以通过气体的引进来引起。

发明内容

本发明的目的是改进对气流的流速的测量。

本发明通过一种方法解决了该问题，该方法具有以下步骤：(a)时间分辨地在气流之外的第一测量点处测量气流的IR辐射的IR辐射参数，从而获得第一IR辐射参数曲线，(b)时间分辨地在管线之外的第二测量点处测量IR辐射参数，从而获得第二IR辐射参数曲线，(c)从第一IR辐射参数曲线和第二IR辐射参数曲线中计算渡越时间，尤其是借助于交叉关联，以及(d)从渡越时间中计算流速，其中(e)在波长为至少780nm、尤其1.5μm的情况下以光电导的方式测量IR辐射参数。

根据第二方面，本发明通过一种设备解决了该问题，其中IR辐射传感器是光电IR辐射传感器，并且具有如下测量范围，所述测量范围的下限波长为至少0.78μm并且具有至少1千赫兹的测量频率。

本发明的优点是可以以更高的精度来测量流速。原因在于IR辐射参数的绝对光电测量是可行的；例如，借助于高温测量，通常仅当发射系数恒定时才是可行的，而发射系数恒定通常无法保证。