[發(fā)明專利]渦流式流量測(cè)量設(shè)備和相關(guān)的光纖套管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210599431.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103267544B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W·呂貝爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 克洛納測(cè)量技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01F1/32
• 分類號(hào): G01F1/32;G01L7/02;G02B6/44
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 周志明,楊國(guó)治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種渦流式流量測(cè)量設(shè)備，其帶有可被介質(zhì)至少部分地流過(guò)且被設(shè)備壁限定的介質(zhì)腔、至少一個(gè)設(shè)置在介質(zhì)腔中的阻擋體和至少一個(gè)設(shè)置在阻擋體作用區(qū)域內(nèi)的壓力傳感器，其中，該壓力傳感器的偏轉(zhuǎn)在測(cè)量技術(shù)上被考慮用于探測(cè)在與壓力傳感器相鄰的介質(zhì)中的壓力，其中，為了檢測(cè)壓力傳感器的偏轉(zhuǎn)，在壓力傳感器上和/或中設(shè)置有至少一個(gè)光纖，其中，該光纖在設(shè)備壁中穿過(guò)耐壓的光纖套管從介質(zhì)腔伸入到無(wú)介質(zhì)的外腔中。本發(fā)明還涉及這種光纖套管本身。

背景技術(shù)

渦流式流量測(cè)量設(shè)備已公知許久，其中，測(cè)量原理的事實(shí)依據(jù)為，在液態(tài)的或氣態(tài)的介質(zhì)中，在被介質(zhì)繞流的阻擋體后面形成渦流線(Wirbelstraβe)，該渦流線由隨著流體向前移動(dòng)的脫離于阻擋體的渦流形成。渦流脫離于阻擋體的頻率與流速有關(guān)，其中，這種關(guān)系在一定的前提下幾乎是直線式的。在任何情況下，測(cè)量渦流頻率都是一種用于確定介質(zhì)流速的適宜手段，因而可以間接地-在附加地考慮到例如壓力和溫度的情況下-通過(guò)渦流頻率測(cè)量來(lái)確定體積流量和質(zhì)量流量。在渦流線上出現(xiàn)的介質(zhì)渦流導(dǎo)致局部的能被壓力傳感器探測(cè)到的壓力波動(dòng)。這種壓力傳感器可以具有基本上平面地設(shè)計(jì)的測(cè)量膜片，且必須設(shè)置在渦流線中，使得由阻擋體產(chǎn)生的渦流至少間接地經(jīng)過(guò)壓力傳感器的測(cè)量膜片，進(jìn)而可被探測(cè)到。為此，壓力傳感器可以在下游設(shè)置在阻擋體的后面，但它也可以構(gòu)造在阻擋體本身中，或者例如設(shè)置在阻擋體上面，如果壓力傳感器例如通過(guò)在流量測(cè)量設(shè)備殼體中的通道間接地檢測(cè)渦流線的壓力波動(dòng)。

由現(xiàn)有技術(shù)已知完全不同的用于檢測(cè)壓力傳感器偏轉(zhuǎn)的方法，該壓力傳感器通常利用容性的或感性的效應(yīng)，部分地還利用壓電陶瓷工作。由現(xiàn)有技術(shù)還已知用于檢測(cè)壓力傳感器移動(dòng)的光纖，其中，據(jù)這里例如已知的構(gòu)造，光纖實(shí)際上垂直地位于壓力傳感器的測(cè)量膜片之前，且在端側(cè)對(duì)膜片施加光，該光被測(cè)量膜片反射并隨后用于探測(cè)移動(dòng)。由現(xiàn)有技術(shù)也已知下述這種渦流式流量測(cè)量設(shè)備：與壓力傳感器貼靠地設(shè)置有光纖，其中，在光纖受到壓力或壓力差時(shí)，該光纖隨同壓力傳感器偏轉(zhuǎn)，結(jié)果是，光纖拉長(zhǎng)和/或縮短，光纖因而發(fā)生長(zhǎng)度變化。已知可在光學(xué)上以高精度對(duì)這種長(zhǎng)度變化進(jìn)行分析，例如采用本已公知的基于電磁波干涉的方法進(jìn)行分析。采用這些方法可以直截了當(dāng)?shù)乜煽康靥綔y(cè)出位于所用電磁波的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的長(zhǎng)度變化。

光纖特別是對(duì)彎曲和彎折負(fù)荷比較敏感，從而為了使得光纖從介質(zhì)腔伸到無(wú)介質(zhì)的外腔中而在設(shè)備壁內(nèi)提供適宜的光纖套管是一種特殊的挑戰(zhàn)。在介質(zhì)腔中，在壓力(數(shù)百巴)、溫度(數(shù)百攝氏度)以及介質(zhì)化學(xué)腐蝕性方面會(huì)產(chǎn)生極端的條件。因此，光纖套管必須適宜于經(jīng)受住這些條件，從而使得無(wú)介質(zhì)的外腔可靠地與介質(zhì)腔隔離，例如用于光纖信號(hào)的電子分析機(jī)構(gòu)位于所述外腔中。

由現(xiàn)有技術(shù)已知，在安裝之前把光纖與機(jī)械穩(wěn)固的密封件粘接或焊接起來(lái)，其中，在后者情況下，必須使用金屬的光纖(例如GB2089065或者還有US3,825,320)。這種做法比較繁瑣，因?yàn)楣饫w通常并非由渦流式流量測(cè)量設(shè)備制造商自己相應(yīng)地布置，而是必須由第三方利用適宜的粘接的或焊接的密封件進(jìn)行布置。另外，設(shè)有這種密封件的光纖在其尺寸方面不能靈活地應(yīng)用，因?yàn)楣饫w通常呈套圈狀地伸入到渦流式流量測(cè)量設(shè)備的介質(zhì)腔中，因而必須給光纖的兩端設(shè)置有密封件，使得對(duì)于任何設(shè)備變型來(lái)說(shuō)都在光纖上從密封件到密封件產(chǎn)生一定距離，致使在保持密封件間距的情況下無(wú)法在構(gòu)造上改變壓力傳感器的位置。此外，這種光纖套管的結(jié)構(gòu)在機(jī)械上也比較繁瑣，若不把光纖套管從設(shè)備壁中取出來(lái)，就無(wú)法拆下壓力傳感器。如此布置的光纖在長(zhǎng)度上缺少靈活性，這通常也導(dǎo)致在無(wú)介質(zhì)的腔中產(chǎn)生額外的連接點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種帶有用于光纖的光纖套管的渦流式流量測(cè)量設(shè)備和一種相應(yīng)的光纖套管本身，其中，該光纖套管無(wú)需特別地布置光纖，且可輕易地制得。

首先主要針對(duì)本發(fā)明所基于的渦流式流量測(cè)量設(shè)備和光纖套管，采用如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：光纖套管包括位于設(shè)備壁內(nèi)的光纖通道、伸入到光纖通道中的帶有用于光纖的接觸面的第一密封件和至少一個(gè)帶有用于光纖的接觸面的第二密封件，其中，第二密封件在構(gòu)造于設(shè)備壁內(nèi)的引導(dǎo)件中導(dǎo)向，且在光纖套管的密封狀態(tài)下，第二密封件以其接觸面利用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)頂壓到第一密封件的接觸面上；設(shè)置在第一密封件的接觸面與第二密封件的接觸面之間的光纖被第一密封件的接觸面和/或第二密封件的接觸面環(huán)繞地貼靠，從而利用第一密封件、第二密封件和在第一密封件與第二密封件之間引導(dǎo)的光纖將光纖通道封閉。