[发明专利]用于测量在管道中流动的流体的流动参数的测量系统

说明书

一种测量系统，包括：管(3)；钝体(4)，该钝体位于管的管腔中，用于在流过的流体中生成涡流，使得在该钝体下游形成卡门涡街；涡流传感器(1)，该涡流传感器具有机械共振频率，并且用于提供涡流传感器信号，该涡流传感器信号随时间变化，并且如果形成这样的卡门涡街则涡流传感器信号包含表示涡流脱落频率的有用分量(s1_N1)，并且如果流体流过涡流传感器则涡流传感器信号包含表示涡流传感器的机械共振频率的有用分量(s1_N2)；以及换能器电子器件(2)，该换能器电子器件用于评估该至少一个涡流传感器信号。该换能器电子器件被配置成进行如下操作：如果在涡轮传感器信号中存在有用分量(s1_N1)，则使用该有用分量(s1_N1)来确定表示脱落频率的涡流频率测量值，并且为流动参数提供使用所述涡流频率测量值计算出的流动参数测量值(X_M)，以及如果在涡轮传感器信号(s1)中并不存在有用分量(s1_N1)但存在有用分量(s1_N2)，则并不提供这样的流动参数测量值(X_M)，并且生成防止输出所述流动参数测量值的控制命令，和/或生成指示流过钝体的流体的当前流速不低于所述流体的当前声速的消息。

技术领域

本发明涉及一种用于测量在管道中流动的流体的至少一个流动参数的测量系统。

背景技术

在过程测量和自动化技术中，设计成涡流流量计的测量系统通常用于测量在管道中流动(尤其是快速流动)的流体和/或热气体和/或高雷诺数的流体流动的流速，或者测量与相应流速相对应的流动参数，诸如体积流率或质量流率或者总体积流量或质量流量。这样的测量系统的示例尤其是从EP-A 666467、US-A 2006/0230841、US-A 2008/0072686、US-A 2011/0154913、US-A 2011/0247430、US-A 2017/0284841、US-A 6003384、US-A 6101885、US-B 6352000、US-B 6910387、US-B 6938496、US-B 8010312、US-B 8200450、US-B8370098、US-B 8447536、WO-A 98/43051或WO-A 2017/153124中获知，并且尤其是也通过申请人例如在商品名“PROWIRL D 200”、“PROWIRL F 200”、“PROWIRL O 200”、“PROWIRL R200”下提供。

所示出的每个测量系统均具有钝体，该钝体突入到相应管道(例如专门设计成供热网络或涡轮机回路的系统部件)的管腔中，或者突入到在所述管道的管程中使用的测量管的管腔中，例如(热)蒸汽的钝体流体抵靠于所述管道流动以生成涡流，这些涡流排列成在钝体正下游流动的部分体积的流体流内形成所谓的卡门涡街。众所周知，在钝体处以脱落频率(f_V)生成涡流，该脱离频率取决于沿主要流动方向流过测量管的流体的流速，并且至少对于超过20000的高雷诺数(Re)，以斯特劳哈尔数(Sr～f_V/u)为比例系数、与流过钝体的流体的流速(u)成比例。此外，这些测量系统具有涡流传感器，该涡流传感器突入到流中并且由此突入到卡门涡街的区域的管腔中，例如定位在钝体下游或者集成在其中。所述涡流传感器尤其是用于感测在流动流体中形成的卡门涡街中的压力波动并且将其转换成涡流传感器信号，例如电气的或光学的涡流传感器信号，该涡流传感器信号表示压力波动并且与流体内存在的压力相对应且经受由于沿相反方向的涡流、在通常是棱柱形或圆柱形钝体下游引起的周期性波动，从而使得涡流传感器信号包含有用分量、特别是频谱信号分量，该频谱信号分量所具有的幅值表示脱落频率并且同时与信号噪声显著不同。