[发明专利]涡流测量装置中的密度校正的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定流经涡流测量装置的测量管的至少有时至少二相介质的质量流量的方法，其中该测量管在测量横截面中具有至少一个用于产生涡旋的非流线形体（bluff body），并且其中通过记录所产生的涡旋的传感器，确定介质在测量横截面的区域中的流速。本发明也涉及一种相应实施的涡流测量装置。

背景技术

为了管道中的可流动介质（例如，流体）的流量测量，尤其是高温度范围的气体流或蒸气流的流量测量，经常应用涡流测量装置。在该涡流测量装置的情况下，通常以下列方式，在流路中布置形成流动介质的流动障碍物的非流线形体，即介质能够在流动障碍物的两侧上流过。在该情况下，涡旋在流动障碍物的两侧上脱落。在该情况下，在大雷诺数范围内，涡旋在流动障碍物的两侧上交替脱落，以便产生交错涡旋排列。该交错涡旋排列被称为卡门涡街。在涡流测量装置的情况下，利用的原理在于，通过其形成这些涡旋的涡旋脱离频率与大雷诺数范围内的各自介质的流速，相应为体积流量，成比例。由涡流测量装置中的传感器记录所产生的涡旋。因此，根据所记录的涡旋的涡旋脱离频率（下文中也称为涡旋频率）和用于给定的涡流测量装置的类型的校准系数特性，能够确定流速，相应为体积流量。

如果管道内的过程条件位于流动介质或介质中所含的材料的相变区域中，那么就能够在介质中发生相变。然后，介质以两种或更多种相存在。尤其是，一部分气态介质能够液化出来。在通过涡流测量装置确定质量流量或体积流量的情况下，在该情况下存在一个问题，即该装置必须在非流线形体区域中的测量管（测量横截面）中具有与非流线形体上游和下游的测量管的截面相比缩小的流动横截面。通过该方式，局部提高了介质在测量横截面的区域中的流速。在不可压缩介质的情况下，能够将该效应相对简单地包括在校准系数中，通过该校准系数，考虑测量横截面的区域中的流速和位于测量横截面上游或下游的区段（下文中称为连接管区域）中的流速之间的比例（根据流量横截面的比例确定）。然而在可压缩介质，诸如在气体的情况下，该比例不固定。例如，在气态介质的情况下，在测量横截面的区域中发生明显的温度下降和压降。测量横截面的区域中的介质的密度与连接管区域中的密度明显不同。另外，能够发生下列情况，其中由于横截面的区域中的不同过程条件，一部分介质液化，同时在连接管区域中，介质再次蒸发。这导致测量横截面的区域中的介质密度相当大地偏离连接管区域中的介质密度。通常，能够发生下列问题，其中由于测量横截面的区域中存在的过程条件，一部分介质经历相变，并且该相变随后在连接管区域中逆转。如果以涡流测量装置的各自类型所特定的恒定校准系数，从测量横截面的区域中局部测量的流速（作为替换，测量横截面的区域中局部测量的体积流量）开始计算连接管区域中的流速，那么由于上述效应发生误差。当由于过程条件在测量横截面的区域中局部出现，一部分介质在测量横截面的区域中发生相变时，该问题尤其存在。

因此，本发明的目标是提供一种用于确定流量的测量值的方法以及一种相应实施的涡流测量装置，在该情况下，防止由于一部分介质在测量横截面的区域中发生局部相变导致的发生测量误差。

发明内容

通过权利要求1中限定的方法以及权利要求13中限定的涡流测量装置实现该目标。在从属权利要求中提出本发明的进一步有利扩展。

本发明提供了一种用于确定流经涡流测量装置的测量管的至少有时至少二相的介质的质量流量的方法。在该情况下，该测量管在测量横截面中具有至少一个用于产生涡旋的非流线形体，并且通过记录所产生的涡旋的传感器，确定介质在测量横截面的区域中的流速。在该情况下，本方法包括下列步骤：

A）根据以下确定介质在测量横截面的区域中的密度：介质在测量横截面的区域中的总比焓；介质在测量横截面的区域中的流速；介质在测量横截面的区域中的静态压力；和介质在测量横截面的区域中的静态温度；以及

B）根据介质在测量横截面的区域中的所确定的流速、所确定的密度和流量横截面，确定质量流量。