[发明专利]用于确定测量体积中的压力的测量装置

说明书

用于确定接收流体或流体流过其中的测量体积(2)中的压力的测量装置，其中，所述测量体积(2)至少部分地由侧壁(3)限定，其中，振动传感器(6)布置在所述侧壁(3)上，其中所述振动传感器(6)可由所述测量装置(1)的控制装置(7)致动，以激发通过所述侧壁(3)被引导的导波，其中导波能够沿传播路径通过所述侧壁(3)被引导返回所述振动传感器(6)或至少一个另外的振动传感器(8)并且能够由所述控制装置(7)在此捕获所述导波，以为了确定测量数据，其中，所述压力能够由所述控制装置(7)根据所述测量数据确定。

技术领域

本发明涉及一种用于确定接收流体或流体流过其中的测量体积(measurementvolume)中的压力的测量装置，其中测量体积至少部分地由侧壁界定。本发明还涉及一种用于确定在测量体积中的压力的方法。

背景技术

已知用于获得管道中的流体(即，气体或液体)的特性的许多方法。例如，流速和可能的其他流体特性可以由流量计获得，例如由超声波流量计获得。如果要获得流体的压力，则需要单独的压力传感器。例如，隔膜可以与液体接触，并且可以基于隔膜的变形来电容地或电感地获得压力。然而，在流量计中使用这种压力测量增加了流量计的复杂性并因此增加流量计的成本。此外，压力传感器必须与流体直接接触，这就是为什么例如在水计量器中可能需要将传感器密封的原因，这增加了费用和/或用于满足特定要求的材料，原因在于在操作过程中该材料与饮用水接触。

发明内容

因此，本发明基于指定用于测量在测量体积中的压力的可能性的目的，其在技术上易于实施并且特别是能够以很少的技术费用集成在流量计中。

通过在引言部分中提到的测量装置类型来实现根据本发明的目的，其中，振动传感器布置在侧壁上，其中，振动传感器可以由测量装置的控制装置致动以激发波，该波通过侧壁被引导，其中，该被引导的波能够沿着传播路径通过侧壁被引导返回至振动传感器或至少一个另外的振动传感器并且在该处可以被控制装置捕获，以为了确定测量数据，其中压力能够由控制装置根据测量数据来确定。

本发明基于以下想法，即通过确定所述压力对在界定测量体积的侧壁中被引导的波的影响以及通过基于该影响确定压力来测量测量体积中的压力。在这种情况下，优点在于这样的事实，即，测量体积中的压力在侧壁上施加力，这导致在侧壁中产生机械应力。由于该应力，侧壁的关于波引导的性质发生变化。特别地，该壁中的声速由于声弹性效应而改变，从而使得可以例如通过传播时间(time-of-flight)测量来确定壁应力并因此确定压力。

由此可以确定例如直到导波(guided wave)沿着传播路径返回到振动传感器或直到导波到达另外的振动传感器为止的时间段。为此，可以例如以脉冲型包络发射导波，使得传播时间可以容易地被确定。然而，替代地或附加地，可以评估其他测量数据，例如脉冲形状或导波包络的形状、接收波相对于参考波的相位位置等，其中该参考波特别地具有相对于发射波的限定的相位位置。也可以以光谱分辨的方式捕获所描述的测量数据，例如以便区分导波的不同振动模式。也可以使用多个振动传感器来捕获测量数据，所述多个振动传感器特别地彼此相距一定距离地布置在侧壁上。这可以用于验证测量和/或用于提高测量精度。可以针对各个测量装置或者针对具有基本相同构造的一组测量装置进行一次对传播时间与测量体积中的压力之间的关系的校准，并且可以在测量操作期间使用对应的校准数据，以为了由传播时间确定压力。可以仅由测量数据确定压力，但是也可以考虑流体的其他参数，例如瞬时流速、流体温度、流体的成分或流体的类型等。附加地或替代地，可以考虑侧壁的参数(特别是侧壁的材料和/或厚度)和/或振动传感器的参数(特别是振动传感器相对于彼此的相对位置或距离)。

侧壁可以特别地形成流体可以流过其中的测量管或这样的测量管的一部分。例如，侧壁可以是流量计的测量管的一部分。侧壁可以由例如塑料或金属或复合材料构成，所述复合材料可以包括例如玻璃纤维。