[发明专利]用于确定多相流的质量流量比的方法和涡流测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用于确定质量流量比的方法和一种按权利要求19的前序部分的涡流测量仪。

背景技术

由现有技术已知在不同测量仪的管路中，在高温区域中测量流质的介质，大多是气流或蒸汽流的流率。流动体可以至少暂时作为流质的介质的两相或多相的流动体存在。它们在此包含第一相和第二相，其中，第一相大多包含气体，例如水蒸汽，以及第二相包含冷凝物，例如水。这种类型的流动体可以通过测量设备，例如文丘里喷嘴、挡板或锥形压差计测量。在此，首先测量在至少暂时两相或多相的流动体中的气体的体积流量并且其在此直接与质量流量和密度倒数相关，其中，质量流量指的是介质在一个时间单元内穿过限定的横截面的传输量：

V·=dmdt/ρ=m·Gρ.---(1)]]>

此外，由现有技术已知若干涡流测量仪，其以卡门涡街的原理为基础以及迄今为止都被用于单相流动体。不过这些测量仪也可以用于两相流或多相流。

DE 10 2009 001 525 A1以及DE 10 2009 001 526 A1描述了这种用于监控和测量在管路中流动的、暂时是两相或多相的介质的涡流测量仪。在此，DE 10 2009 001 526 A1公开了一种带有管路的测量仪，至少一根测量管可以安装到该管路中。此外还公开了阻流体和涡旋传感器，涡旋传感器对出现的压力波动作出反应以及将这些压力波动转化为电信号。

DE 10 2009 001 525 A1描述了一种用于监控或测量之前提到的介质的方法，其中，在流动的介质中产生卡门涡旋。涡旋以涡旋脱落频率f_V(也称为涡旋频率)从阻流体脱落，涡旋脱落频率与流动的介质的瞬时流速相关。通过涡旋产生的压力波动被涡旋传感器检测到。从涡旋脱落频率f_V可以确定气态的第一相的体积流量。此外，从传感器信号S中选择带有狭窄的频带的有效信号分量M。在此，相对带宽小于瞬时涡旋脱落频率f_V的50％。借助有效信号分量，可以在振幅变化的标准偏差和/或有效信号分量的峭度和/或涡旋传感器的灵敏度的基础上计算出液态的第二相的体积流量。

在用涡流测量仪测量流率时，在对至少暂时两相流或多相流进行测量期间得到与液相的质量流量份额相关的测量误差，其最大可能是涡流测量仪的测量不确定度的多倍以及因此占多个百分比。这个测量误差随着液相的质量流量份额的上升而变大，