[发明专利]提供扩展的流动速率测量的旋涡流量计

说明书

本发明涉及一种用于测量流体的流动速率的旋涡流量计。流量计包括流量管、钝体和旋涡感测器。定位于流量管中的钝体在流体流动通过流量管时使流体中的旋涡脱落，并且旋涡感测器检测旋涡并且产生代表所检测到的旋涡的旋涡信号。压力感测器装置被构造成检测钝体的至少一部分的上游的第一位置与钝体的至少一部分的下游的第二位置之间的流体中的压力差，并且产生代表这两个位置之间的压力差的压力差信号。流量计基于压力差确定流体的流动速率。

技术领域

本公开总体上涉及一种用于测量流体的流动速率的旋涡流量计，并且更具体地，本公开涉及一种带有感测器的旋涡流量计，所述感测器被构造成检测钝体的上游位置和下游位置处的压力差。

背景技术

流量计可以测量管道或其它通路中的流体的流动速率。流体可以是例如气体或液体，并且可以是可压缩的或不可压缩的。一种类型的流量计是旋涡流量计，其基于旋涡脱落原理测量流动速率。旋涡脱落指的是这样的自然过程，其中经过钝体(有时被称为脱落器)的流体导致沿着钝体的表面形成缓慢地运动的流体的边界层。在钝体后方形成低压区域并且该低压区域致使边界层上滚，这在钝体的相对侧处连续地产生旋涡。不幸的是，旋涡流量计的操作原理需要基于正被测量的流体的速度、密度和粘度的最小雷诺数。这意味着对于给定的流体，旋涡流量计具有最小速度极限以便测量流动速率。

发明内容

本公开的各方面认识到，旋涡引起可以由压力感测器感测的压力变化，并且在湍流条件下，旋涡脱落压力变化具有与流动速率相关的频率。因此，通过测量压力变化的频率，可以确定流动速率。体现本公开的各方面的旋涡流量计通过使用旋涡流量计的脱落器棒作为压降元件来测量流体流量。于是，即使在比旋涡脱落的常规极限更低的相对较低速度下，针对给定的脱落器几何形状计算的β比(β)也可以与压力差测量结合使用来计算流动速率。

在一个方面中，用于测量流体的流动速率的旋涡流量计包括流量管、钝体和旋涡感测器。定位于流量管中的钝体在流体流动通过流量管时使流体中的旋涡脱落，并且旋涡感测器检测旋涡并且产生代表所检测到的旋涡的旋涡信号。压力感测器装置被构造成检测钝体的至少一部分的上游的第一位置与钝体的至少一部分的下游的第二位置之间的流体中的压力差，并且产生代表所述压力差的压力差信号。

在另一方面中，用于测量流体的流动速率的旋涡流量计包括流量管和定位于流量管中的钝体。流量计还包括一个或多个感测器，该感测器被构造成在流体经过钝体流动通过流量管时产生代表流体的特征的信号。测量处理器在流体具有小于2000的雷诺数时基于来自所述一个或多个感测器的信号而产生代表流体的流动速率的流动速率输出。

在又一方面中，确定批处理工艺中的流体的总量的方法包括：在批处理工艺期间，当流体流动通过钝体时，检测由定位于旋涡流量计的流量管中的钝体所脱落的旋涡；以及在批处理工艺期间，检测钝体上的压力差。所述方法还包括：基于所检测到的压力差确定在批处理工艺的最初部分期间流动经过钝体的第一流体量；基于所检测到的旋涡确定在批处理工艺的中间部分期间流动经过钝体的第二流体量；以及基于所检测到的压力差确定在批处理工艺的最终部分期间流动经过钝体的第三流体量。

本发明的其它目的和特征在本文中将是部分地显而易见的并且被部分地指出。

附图说明

图1是根据一个实施例的旋涡流量计的立体图；

图2是包括流量管和钝体的旋涡流量计的子组件的纵向剖面并且示意性地示出了旋涡流量计的压力差感测器；以及

图3是示例说明使用旋涡流量计来提供流动速率输出的示例工艺的流程图。

在所有附图中，对应的附图标记指示对应的部件。

具体实施方式