[發(fā)明專利]用于確定測量體積中的壓力的測量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811205425.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN109813381B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·普洛斯;M·梅勒;A·本克特;M·邦查布
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 代傲表計(jì)有限公司
• 主分類號(hào): G01F1/66
• 分類號(hào): G01F1/66;G01F1/36;G01F1/667
• 代理公司: 中國貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 秦振

用于確定接收流體或流體流過其中的測量體積(2)中的壓力的測量裝置，其中，所述測量體積(2)至少部分地由側(cè)壁(3)限定，其中，振動(dòng)傳感器(6)布置在所述側(cè)壁(3)上，其中所述振動(dòng)傳感器(6)可由所述測量裝置(1)的控制裝置(7)致動(dòng)，以激發(fā)通過所述側(cè)壁(3)被引導(dǎo)的導(dǎo)波，其中導(dǎo)波能夠沿傳播路徑通過所述側(cè)壁(3)被引導(dǎo)返回所述振動(dòng)傳感器(6)或至少一個(gè)另外的振動(dòng)傳感器(8)并且能夠由所述控制裝置(7)在此捕獲所述導(dǎo)波，以為了確定測量數(shù)據(jù)，其中，所述壓力能夠由所述控制裝置(7)根據(jù)所述測量數(shù)據(jù)確定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定接收流體或流體流過其中的測量體積(measurementvolume)中的壓力的測量裝置，其中測量體積至少部分地由側(cè)壁界定。本發(fā)明還涉及一種用于確定在測量體積中的壓力的方法。

背景技術(shù)

已知用于獲得管道中的流體(即，氣體或液體)的特性的許多方法。例如，流速和可能的其他流體特性可以由流量計(jì)獲得，例如由超聲波流量計(jì)獲得。如果要獲得流體的壓力，則需要單獨(dú)的壓力傳感器。例如，隔膜可以與液體接觸，并且可以基于隔膜的變形來電容地或電感地獲得壓力。然而，在流量計(jì)中使用這種壓力測量增加了流量計(jì)的復(fù)雜性并因此增加流量計(jì)的成本。此外，壓力傳感器必須與流體直接接觸，這就是為什么例如在水計(jì)量器中可能需要將傳感器密封的原因，這增加了費(fèi)用和/或用于滿足特定要求的材料，原因在于在操作過程中該材料與飲用水接觸。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明基于指定用于測量在測量體積中的壓力的可能性的目的，其在技術(shù)上易于實(shí)施并且特別是能夠以很少的技術(shù)費(fèi)用集成在流量計(jì)中。

通過在引言部分中提到的測量裝置類型來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的目的，其中，振動(dòng)傳感器布置在側(cè)壁上，其中，振動(dòng)傳感器可以由測量裝置的控制裝置致動(dòng)以激發(fā)波，該波通過側(cè)壁被引導(dǎo)，其中，該被引導(dǎo)的波能夠沿著傳播路徑通過側(cè)壁被引導(dǎo)返回至振動(dòng)傳感器或至少一個(gè)另外的振動(dòng)傳感器并且在該處可以被控制裝置捕獲，以為了確定測量數(shù)據(jù)，其中壓力能夠由控制裝置根據(jù)測量數(shù)據(jù)來確定。

本發(fā)明基于以下想法，即通過確定所述壓力對(duì)在界定測量體積的側(cè)壁中被引導(dǎo)的波的影響以及通過基于該影響確定壓力來測量測量體積中的壓力。在這種情況下，優(yōu)點(diǎn)在于這樣的事實(shí)，即，測量體積中的壓力在側(cè)壁上施加力，這導(dǎo)致在側(cè)壁中產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。由于該應(yīng)力，側(cè)壁的關(guān)于波引導(dǎo)的性質(zhì)發(fā)生變化。特別地，該壁中的聲速由于聲彈性效應(yīng)而改變，從而使得可以例如通過傳播時(shí)間(time-of-flight)測量來確定壁應(yīng)力并因此確定壓力。

由此可以確定例如直到導(dǎo)波(guided wave)沿著傳播路徑返回到振動(dòng)傳感器或直到導(dǎo)波到達(dá)另外的振動(dòng)傳感器為止的時(shí)間段。為此，可以例如以脈沖型包絡(luò)發(fā)射導(dǎo)波，使得傳播時(shí)間可以容易地被確定。然而，替代地或附加地，可以評(píng)估其他測量數(shù)據(jù)，例如脈沖形狀或?qū)Рòj(luò)的形狀、接收波相對(duì)于參考波的相位位置等，其中該參考波特別地具有相對(duì)于發(fā)射波的限定的相位位置。也可以以光譜分辨的方式捕獲所描述的測量數(shù)據(jù)，例如以便區(qū)分導(dǎo)波的不同振動(dòng)模式。也可以使用多個(gè)振動(dòng)傳感器來捕獲測量數(shù)據(jù)，所述多個(gè)振動(dòng)傳感器特別地彼此相距一定距離地布置在側(cè)壁上。這可以用于驗(yàn)證測量和/或用于提高測量精度。可以針對(duì)各個(gè)測量裝置或者針對(duì)具有基本相同構(gòu)造的一組測量裝置進(jìn)行一次對(duì)傳播時(shí)間與測量體積中的壓力之間的關(guān)系的校準(zhǔn)，并且可以在測量操作期間使用對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以為了由傳播時(shí)間確定壓力。可以僅由測量數(shù)據(jù)確定壓力，但是也可以考慮流體的其他參數(shù)，例如瞬時(shí)流速、流體溫度、流體的成分或流體的類型等。附加地或替代地，可以考慮側(cè)壁的參數(shù)(特別是側(cè)壁的材料和/或厚度)和/或振動(dòng)傳感器的參數(shù)(特別是振動(dòng)傳感器相對(duì)于彼此的相對(duì)位置或距離)。

側(cè)壁可以特別地形成流體可以流過其中的測量管或這樣的測量管的一部分。例如，側(cè)壁可以是流量計(jì)的測量管的一部分。側(cè)壁可以由例如塑料或金屬或復(fù)合材料構(gòu)成，所述復(fù)合材料可以包括例如玻璃纖維。