[發明專利]用于確定不可凝氣體參數的裝置和方法

有效

• 申請號: 201410482936.2
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104458794B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: N·伊斯拉姆;P·亞瑟;B·弗里斯比;D·奧利弗
• 申請（專利權）人: 斯普瑞斯-薩克有限公司
• 主分類號: G01N25/02
• 分類號: G01N25/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李隆濤;蔡勝利

本發明公開一種裝置(20)，其用于確定與包含不可凝氣體和冷凝液兩者的可變流速的流體流內的不可凝氣體量有關的不可凝氣體參數，該裝置包括：測量管(26)，其用于接收所述流體流并設置成使得通過所述測量管(26)的流體流包括不可凝氣體和冷凝物的交替區段；流傳感器(32)，其用于生成與所述測量管中的所述流體流的流速有關的流速信號；物相傳感器(28)，其用于隨時監控通過測量管的不可凝氣體和凝液流的交替區段并被設置成生成以監控到的所述區段為特征的物相信號；以及不可凝氣體確定單元(34)，其被配置成根據所述流速信號和物相信號來確定與所述流體流中的不可凝氣體量有關的不可凝氣體參數。還公開了一種確定不可凝氣體參數的相應方法。

技術領域

本發明涉及一種用于確定與包含不可凝氣體和冷凝液兩者的流體流內的不可凝氣體量有關的不可凝氣體參數的裝置和方法。

背景技術

蒸汽流內例如空氣的不可凝氣體的存在能顯著地改變蒸汽流的特性。例如，不可凝氣體可影響蒸汽流的傳熱特性。此外，不可凝氣體可導致蒸汽流內部、例如過熱蒸汽區域和飽和蒸汽區域的不均一的蒸汽特性。

在許多工業生產過程中，希望使蒸汽流內的不可凝氣體量最小。一個這樣的實例是例如醫藥和藥物行業的蒸汽流中的產品和/或設備的滅菌。如果蒸汽流內的不可凝氣體量太高，則蒸汽流與設備之間的傳熱速度可能不足以對設備恰當地滅菌。

通過冷凝蒸汽的樣品并且收集所生成的不可凝氣體及冷凝液來測量蒸汽流中的不可凝氣體的量是眾所周知的。對于滅菌應用，歐洲標準EN 285限定了每100ml冷凝液中3.5ml(或者3.5％)不可凝氣體的安全極限。

可以按許多方式將不可凝氣體引入到蒸汽系統中。例如，可以通過在例如水軟化的水處理期間過度通風來引入不可凝氣體。此外，因為不可凝氣體(例如，空氣)在低溫下更容易被吸收到水中，所以如果用于鍋爐的入口水未被充分地預加熱，則可以在鍋爐上游處將不可凝氣體引入蒸汽系統中。不充分的預加熱可發生在可變需求的蒸汽系統中，當鍋爐所需的蒸汽量增大時，因此增大了經過預加熱器至鍋爐的入口水的流速。

專利文獻US4831867公開了一種用于通過提取一部分蒸汽流并且將其冷凝以提供包含不可凝氣體的氣泡和冷凝液的液滴的大體上恒定流速的流體流來估算蒸汽流內不可凝氣體的比例的方法和裝置。光學傳感器記錄不可凝氣體的氣泡經過傳感器的累積時間和冷凝液的液滴經過傳感器的累積時間。假設氣體和冷凝液經過傳感器的各自長度的比值是不變的，并且流速是大體上不變的。因此，所述方法和裝置僅對比氣體和冷凝液流過傳感器的累積時間以便估算蒸汽流內不可凝氣體的比例。

然而，在流體流的流速是可變的情況下以及在相應蒸汽流具有變化比例的不可凝氣體的情況下，不可凝氣體的比例的估算會是不準確的。

發明內容

因此，希望提供一種用于測量流體流中不可凝氣體量的改進的裝置和方法。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于確定與包含不可凝氣體和冷凝液兩者的可變流速的流體流內的不可凝氣體量有關的不可凝氣體參數的裝置，所述裝置包括：測量管，其用于接收流體流并被設置成使得通過所述測量管的流體流包括不可凝氣體和冷凝液的交替區段；流傳感器，其用于生成與測量管中的流體流的流速有關的流速信號；物相傳感器/相位傳感器，其用于隨時監控流過測量管的不可凝氣體和冷凝液的交替區段并被設置來生成以監控到的所述區段為特征的物相信號/相位信號；以及，不可凝氣體確定單元，其被配置成根據所述流速信號和物相信號/相位信號來確定與流體流中的不可凝氣體量有關的不可凝氣體參數。

物相信號/相位信號可以是以監控到的所述區段為特征的隨時間變化的曲線/分布。物相信號可以是監控到的所述區段的時間長度的特征。物相傳感器/相位傳感器可以被設置成確定流過測量管的流體流的物相/相位。物相傳感器可以被設置成確定流過測量管的流體流是冷凝液還是不可凝氣體。

所述流速信號可以是隨時間變化的流速信號。流速信號可與流體流的矢量流速有關。