【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种用于布置在流体引导管线上且用于附接流量计的装置和一种用于检测由管线引导的流体的测量变量的方法。
技术介绍
1、在工业或实验室过程的自动化中的大量方法中，在管道、管和软管系统中进行流量测量以监测过程。其中，在线流量测量装置和夹紧式流量测量装置用于流量测量。在线流量测量装置具有安装在待测量的流体或介质的流量分布中的测量传感器，而夹紧式流量测量装置从外部放置并夹紧在引导流体或介质的管线、管道或软管上。
2、夹紧式流量测量装置也是已知的，其中装置安装在以流体或介质流过该装置的方式引导流体或介质的塑料软管中。流量测量装置被紧固到该装置，该装置将适当的例如超声信号的输入信号输入到内置到塑料软管中的装置中，并使用经由该装置接收的输出信号执行流量测量。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种用于布置在流体引导管线上且用于附接流量计的装置，该装置能够提高流量测量的精度。另外，本申请的目的是提出一种用于检测由管线引导的流体的测量变量的方法，该方法使得能够尽可能精确地检测测量变量。
2、该目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中实现了优选实施方式。
3、第一方面涉及一种用于布置在流体引导管线上且用于附接流量计、特别是超声波流量计的装置，用于检测由所述管线引导的流体的测量变量，其中所述装置具有：
4、-第一连接部和第二连接部，通过所述第一连接部和第二连接部，所述装置能够连接至所述流体引导管线，
5、-测量区域，布置在所述
6、-流动影响元件，布置在所述流动路径中和/或所述流动路径上，并且沿着所述流体沿着所述流动路径的所设置的流动方向并且与所述测量区域相距一定距离布置在所述测量区域的前面，
7、其中，所述流动影响元件与所述第一连接部或所述第二连接部一体地形成，以及
8、其中，所述流动影响元件设计成使得经由所述第一连接部流入所述装置的流体在所述测量区域中具有大致湍流的流，其中所述流体在所述装置中具有大致层流。
9、有利的是，流动影响元件的设置使得即使在流体的低流速和/或在流体沿着流动路径的低体积流量下，也能够提高检测到的测量变量的测量精度。优选地，流体的流速的带宽(bandwidth)和/或流体的体积流量的带宽可增加，其中可更精确地检测测量变量。带宽可被理解为受底部的较低值和顶部的较高值限制的区域。例如，流速的带宽可由较低的流速值向下限制和由较高的流速值向上限制。体积流量的带宽也可由较低的体积流量值向下限制和由较高的体积流量值向上限制。特别地，已经认识到，在测量区域中存在大致湍流而不是层流，可提高测量精度。在没有明确地承诺特定理论的情况下，假定由于湍流的存在，流体或介质的各个层在横过流动路径的横截面观察时，在流动路径的方向上具有类似的流速，从而提高测量精度。换句话说，流体或介质在流动路径的横截面上具有基本相似或恒定的流速。相反，在层流中，流速从流动路径横截面的中心向流动路径横截面的外部区域减小，使得横过横截面的相应流速分布大致是抛物线。流动路径的横截面可特别地对应于以与流体通过装置的纵轴线或(主)流动方向成90°的角度通过装置的平面部分，并且可指由装置包围的区域，特别是该装置的内部横截面。
10、特别地，雷诺数(reynolds number)可用于区分层流和湍流。假定理想的管流，假定的是预期从层流到湍流的变化的临界雷诺数大约为2300。由于雷诺数受流体的密度、流体相对于装置的平均流速、装置或流动路径的特征长度和流体的动态粘度的影响，因而流动影响元件的位置和尺寸必须适于应用，例如，流体的预期粘度或流体的流速，其中，可通过计算机辅助模拟来确定流动影响元件的相应位置和尺寸关系。优选地，流动影响元件的位置和设计使得在测量区域之前实现至少2300的雷诺数。
11、有利地，具有第一连接部或第二连接部的流动影响元件的单件式设计允许流动影响元件相对于测量区域以固定的距离布置。令人惊奇的是，已经发现，流动影响元件相对于测量区域的固定定位导致在测量区域中，特别是在流体的大的流速区域和/或大的温度范围和/或不同的流体粘度上，可靠地形成合适的流量分布或湍流。特别地，已经认识到，即使随着流体流速的增加和不同的粘度，在测量区域中也存在湍流分布。这使得该装置易于使用，因为流动影响元件相对于测量区域的距离不需要调节，同时确保测量区域中的合适的流量分布。特别地，“单件式”是指流动影响元件与第一连接部或第二连接部一体地形成和/或流动影响元件牢固地或整体地连接至第一连接部或第二连接部。单件式设计也使得容易校准流量计。
12、优选地，可为该装置提供流速的可用带宽和/或体积流量的可用带宽，在该可用带宽处检测测量变量。具体地，可专门在可用带宽内检测所测量的变量。优选地，流动影响元件设计成使得流体在测量区域中具有从可用带宽的上限值的大约10％至20％的体积流量开始的湍流，例如限制向上的体积流量的可用带宽的最大体积流量。
13、优选地，体积流量的可用带宽可为大约>0ml/min至4000ml/min，特别优选地为大约>0ml/min至5000ml/min。
14、优选地，该装置可用于(动态)粘度为0.6mpa·s(cp)至4.2mpa·s(cp)、优选0.8mpa·s(cp)至4.0mpa·s(cp)的流体。
15、特别地，第一连接部和第二连接部以及布置在第一连接部和第二连接部之间的测量区域可具有通道或流动通道，该通道或流动通道限定流动路径，并且流体或介质流过该通道或流动通道。作为可连接至第一连接部和第二连接部的流体引导管线，可提供例如由塑料制成的管道或软管。例如，为了将该装置附接至管线，可设置为断开管线，使得管线的第一开口端连接至第一连接部，以及管线的第二开口端连接至第二连接部，使得该装置连接管线的第一开口端和第二开口端。
16、优选地，流动路径或通道以长型的方式形成，并且大致以直线延伸。特别地，可设置的是，流动路径不是弯的或弯曲的，例如不具有90°的弯曲，使得流体或介质通过该装置的主要流动方向大致是恒定的。
17、特别地，流体或介质可为液体，并且流体或介质也可具有固体组分，诸如颗粒或细胞组分。然而，本申请不限于液体形式的流体。
18、优选地，流动影响元件设计成使得当从流动方向观察时，从层流到湍流的转换点在测量区域的前面。有利的是，因而在整个测量区域中可存在湍流。
19、优选地，流量计可将例如超声信号的输入信号联接至测量区域中，并且经由测量区域基于输入信号接收输出信号。使用输入信号和输出信号，流量计可检测与流量测量相关的测量变量，例如体积流量或质量流量测量。特别地，流量计可为夹紧式流量计。
20、优选地，第一连接部和第二连接部可至少在截面中具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种装置(10)，用于布置在流体引导管线上，并用于附接流量计(21)，特别地，所述流量计是超声波流量计，所述装置(10)用于检测由所述管线引导的流体的测量变量，其中，所述装置(10)具有：
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中，所述流动路径(A)沿着所述第一连接部(12)至少在截面中具有大致圆形的横截面，和/或
3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其中，所述流动影响元件(22)的所述流动路径(A)的横截面面积比所述流动影响元件(22)紧接在所述流动影响元件(22)之前以及优选紧接在所述流动影响元件(22)之后的、所述流动路径(A)的横截面面积小大约6％至20％，优选小大约8％至15％，特别是小大约8.5％至12％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述测量区域(16)在所述流动方向(A)上与所述流动影响元件(22)隔开所述流动影响元件(22)的直径的5倍至60倍之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述流动影响元件(22)被设计为从围绕所述流动路径(A)的壁(32)延伸至
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述流动影响元件(22)被设计为大致环形的收缩部，以及其中，优选地，所述收缩部进行构造。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，在所述流动影响元件(22)之前和之后，特别是紧接在所述流动影响元件(22)之前和之后，所述流动路径(A)的横截面面积大于在所述流动影响元件(22)的区域中的所述流动路径的横截面面积。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述第一连接部(12)具有形成所述流动路径(A)的至少部分的通道(30)，其中，所述流体在所述通道(30)的第一端流入，以及所述测量区域(16)布置在所述通道(30)的第二端处，以及其中，所述第一连接部(12)具有所述流动影响元件(22)。
9.根据权利要求8所述的装置(10)，其中，所述通道(30)至少在截面中具有大致圆形的横截面，其中所述横截面从所述通道(30)的第一端开始在所述流动影响元件(22)的方向上逐渐变细，以及其中，优选地，所述通道(30)的横截面从所述流动影响元件(22)开始在所述通道(30)的第二端的方向上变宽，和/或
10.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述第一连接部(12)和/或所述第二连接部(14)设计成使得所述流体引导管线能够以自锁方式布置在所述第一连接部(12)和/或所述第二连接部(14)上，其中，所述第一连接部(12)和/或所述第二连接部(14)特别地设计成软管橄榄状部(36)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述测量区域(16)具有至少两个接触表面(20)，所述接触表面(20)至少部分地沿着所述流动路径(A)延伸，其中，所述接触表面(20)能够联接至所述流量计。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述第一连接部(12)能够可拆除地连接至所述测量区域(16)，和/或，其中，所述第二连接部(14)能够可拆除地连接至所述测量区域(16)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述第一连接部(12)和/或所述第二连接部(14)各自能够通过固定元件(18)固定至所述测量区域(16)。
14.一种用于检测由管线引导的流体的测量变量的方法，包括：
15.根据前述权利要求1至13中任一项所述的装置(10)用于测量流体流量的用途。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种装置(10)，用于布置在流体引导管线上，并用于附接流量计(21)，特别地，所述流量计是超声波流量计，所述装置(10)用于检测由所述管线引导的流体的测量变量，其中，所述装置(10)具有：
2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中，所述流动路径(a)沿着所述第一连接部(12)至少在截面中具有大致圆形的横截面，和/或
3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其中，所述流动影响元件(22)的所述流动路径(a)的横截面面积比所述流动影响元件(22)紧接在所述流动影响元件(22)之前以及优选紧接在所述流动影响元件(22)之后的、所述流动路径(a)的横截面面积小大约6％至20％，优选小大约8％至15％，特别是小大约8.5％至12％。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述测量区域(16)在所述流动方向(a)上与所述流动影响元件(22)隔开所述流动影响元件(22)的直径的5倍至60倍之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述流动影响元件(22)被设计为从围绕所述流动路径(a)的壁(32)延伸至所述流动路径(a)中的突起。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述流动影响元件(22)被设计为大致环形的收缩部，以及其中，优选地，所述收缩部进行构造。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，在所述流动影响元件(22)之前和之后，特别是紧接在所述流动影响元件(22)之前和之后，所述流动路径(a)的横截面面积大于在所述流动影响元件(22)的区域中的所述流动路径的横截面面积。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(10)，其中，所述第一连接部(12)具有形成所述流动路径(a)的至少部分的通道(30)...
【专利技术属性】
技术研发人员：马提亚斯·伯德，诺伯特·奥尔，埃德加·霍夫曼，马切伊·博贝尔，
申请(专利权)人：赛多利斯司特蒂姆生物工艺公司，
类型：发明
国别省市：
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