用於流量測量儀的校準裝置的製作方法

2024-03-22 13:16:05 1

專利名稱：用於流量測量儀的校準裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於流量測量儀的校準裝置，具有至少一個試樣測量段，要校準的流量測量儀試樣可裝入到所述試樣測量段中；至少一個用於產生流經試樣測量段的介質流的裝置；在試驗測量段中的、用於檢測介質溫度的至少一個溫度測量裝置。本發明還涉及一種用於利用這種校準裝置來校準流量測量儀的方法。
背景技術：
前述類型的校準裝置已由現有技術公知很久。這裡的校準用於檢測要測試的流量測量儀試樣的測量結果與布置在校準裝置中的標準物的偏差，以便能根據所述偏差來校正流量測量儀試樣。這種校準裝置還用於流量測量儀的檢定(Eichimg)，這裡由相關權責部門例如德國物理技術聯邦所來確認符合一定的精度要求。對一還重複進行的一流量測量儀校準/檢定的要求部分地僅產生於流量測量儀的應用領域，例如油運輸便是一種需要檢定的運輸，其中只允許使用經檢定的流量測量儀。從技術的角度來看，始終都希望測量精度較高，除此之外，對於價格昂貴的液態或氣態貨物例如石油和天然氣來說，還非常關注一從供應商的角度來看一提供且僅提供要提供的量，而從採購商的角度來看，則關注收到一而且至少收到一所提供的量。測量誤差始終都要由參與交易的一方負責，通常是由供應商負責。流量測量儀試樣的測量值與標準物相比較，標準物的存在形式可以為標準測量儀，標準測量儀也插入到試樣測量段中，因而同樣被流體流過，如同與其間隔地布置在試樣測量段中的要校準的流量測量儀試樣一樣。此點特別是適用於氣態介質，只要其它影響物質流量或體積流量的參數在介質內是穩定的，且在任何情況下都長時間地穩定，使得標準測量儀和流量測量儀試樣在相同的邊界條件下進行其測量。通常，校準裝置還具有壓力測量裝置，因為一特別是對於氣態介質來說一壓力對介質密度具有明顯影響，因此例如對於基於介質流速測量的流量測量儀例如超聲流量測量儀而言是重要的參量，這與根據其測量原理允許直接推斷出物質流量的測量儀例如Coriolis物質流量測量儀相反。標準物通常還被實現為體積式標準物，其中使得在幾何形狀方面測得的例如活塞系統形式的基準體積在一定時間內壓入到試樣測量段的體積中，從而可高精度地預先給出流經試樣測量段的流量。開頭部分所述的在校準裝置中的溫度測量裝置出於各種不同的原因對於精確校準來說是必需的，或者是有利的。一方面，精確地檢測介質溫度是至關重要的，以便在不同的工作溫度下對流量測量儀試樣進行校準。而另一方面，介質溫度對校準裝置本身也有顯著影響。例如，與介質溫度相關聯的例如是，在幾何形狀方面測量校準裝置的管路系統，特別是由熱影響引起的長度延長或縮短。由現有技術已知，利用插入式溫度測量探針來高精度地檢測介質溫度，即這種溫度傳感器伸入到試樣測量段的被流過的體積中。通常使用基於電阻變化的溫度測量探針， 例如鉬-溫度傳感器，其布置在插入到介質流中的測量管的尖端中。在這種情況下，儘管溫度測量精度高，卻帶來了缺點流體在測量地點和在測量地點下遊受到嚴重幹擾，致使在校準裝置中在整體上不能像高精度測量所要求的那樣均勻地產生流動。另一缺點是，插入式溫度測量裝置僅提供逐點的溫度信息，因而無法識別在流體形態上改變的溫度，即無法識別溫度變化情況。儘管使用多個溫度傳感器在流體形態的不同位置或者在流體橫截面中測量溫度能避免該缺點，然而在要測量的流體中引起的幹擾由此變得更為嚴重，這是很不利的。

發明內容
因此本發明的目的是，提出一種流量測量儀校準裝置，藉此能一至少部分地一避免由現有技術已知的校準裝置的缺點，特別是可以儘可能無幹擾地、卻高精度地檢測流動介質的溫度。根據本發明，就所述校準裝置而言，所提出的目的的主要實現方式為，將溫度測量裝置設計成超聲溫度測量裝置，其因而利用所發出的超聲信號在介質中的速度來確定介質溫度，其中超聲溫度測量裝置並不伸入到試樣測量段的流體橫截面中，從而試樣測量段中的流體基本上不受超聲溫度測量裝置的影響。在進行超聲溫度測量時，利用物理學的公知常識，即介質內的聲速與介質溫度相關，從而在超聲信號的從發送器到接受器的路徑長度已知的情況下，通過測量傳播時間即可推斷出介質溫度。使用超聲溫度測量裝置來檢測試樣測量段中的介質溫度第一次實現了使得流體本身在很大程度上保持不受影響的優點，因為一與利用插入式溫度測量裝置進行溫度測量相反一試樣測量段中的流體不受幹擾。使用超聲溫度測量裝置的另一優點在於，它實際上無延遲地檢測變化的介質溫度，其中測量時間僅等於超聲信號為了經過試樣測量段中的信號路徑所需要的時間，其中這種信號路徑通常垂直於流向伸展。超聲溫度測量裝置因此也允許檢測介質的快速的溫度變化。使用超聲溫度測量裝置的另一優點在於，利用它不經能檢測在流動介質中的逐點的溫度，而且實際上還能檢測在試樣測量段中的超聲信號路徑上的平均的溫度值，因為超聲信號在溫度不同的區域中始終都以相應於介質溫度的速度在介質中傳播，用作真正測量參量的超聲信號傳播時間因而自動地反映出沿著超聲信號的信號路徑求平均的溫度。超聲溫度測量裝置優選在試樣測量段中布置在要校準的流量測量儀試樣的安裝之處，優選布置在流量測量儀試樣的輸入端處，最好還能將另一超聲溫度測量裝置在試樣測量段中布置在流量測量儀試樣的輸出端，因為這樣還能識別出和考慮到在流量測量儀試樣的很近處的溫度變化。根據本發明的校準裝置的一種優選的設計規定，將插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置彼此相鄰地布置在校準裝置中，更確切地說，在校準裝置中的布置方式為，使得試樣測量段中的流體在超聲溫度測量裝置的區域中和在流量測量儀試樣的區域中基本上不受插入式基準溫度測量裝置的影響，從而可利用基準超聲溫度測量裝置來確定介質中的超聲速度，同時利用插入式基準溫度測量裝置求得介質溫度。本發明的校準裝置的前述設計帶來了顯著的優點。由於彼此相鄰地布置插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置，故可以檢測在超聲速度和恰好在校準裝置中使用的介質的溫度之間的可靠的關係。這樣就無需採用數學-物理的關係，這種關係描述了介質中的超聲速度與溫度的相關性，而且這種關係對於一定的介質來說在有些情況下根本就不是已知的，或者在任何情況下都不能充分精確地已知。再也不必確切地了解恰好進行測量所利用的介質，因為在校準裝置本身中在測量技術上已求得超聲速度與介質溫度的關係。所述將插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置彼此相鄰地布置，係指它們儘可能彼此靠近地布置，使得由它們提供的測量結果實際上始終都是關於同一段流動介質的。這樣就減小了如下情況的可能性當介質溫度隨時間變化時，基準測量裝置之一已經檢測到了該變化，而兩個基準測量裝置中的另一個尚不能注意到介質中的這種變化。優選將插入式基準溫度測量裝置布置在對應的基準超聲溫度測量裝置的下遊，從而由插入式基準溫度測量裝置在流體中引起的幹擾不會影響到基準超聲溫度測量裝置。試樣測量段中的流體在超聲溫度測量裝置的區域中和在流量測量儀試樣的區域中基本上不受插入式基準溫度測量裝置的影響，這意味著，在流體中的由受插入式基準溫度測量裝置引起的幹擾在超聲溫度測量裝置的地點和在要校準的流量測量儀試樣的地點實際上已經減小了，即例如在插入式基準溫度測量裝置之後不遠處的流體的渦流動能在超聲溫度測量裝置的地點和在流量測量儀試樣的地點已經減小了至少90%。給本發明的校準裝置配備有插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置的最大益處的實現方式為，由基準測量得到的在介質中的超聲速度Vref和介質溫度 Tref之間的關係是利用超聲溫度測量裝置在試樣測量段中進行溫度測量的基礎，因為在這種情況下，優選布置在流量測量儀試樣附近的超聲溫度測量裝置儘可能好地根據在校準裝置內當前使用的介質中的超聲速度與溫度的特殊關係進行校正。有各種不同的方案將基準測量裝置布置在校準裝置中，使得超聲測量裝置和流量測量儀試樣保持儘可能不受幹擾。根據本發明的一種優選設計，規定插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置布置在試樣測量段本身中。於是例如可以將插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置布置在超聲溫度測量裝置和流量測量儀試樣的下遊，由此避免受到影響。但若將這些基準測量裝置布置在超聲溫度測量裝置和流量測量儀試樣的上遊，則只有將間距選擇得足夠大才能實現避免受到影響。根據本發明的一種替代的有利設計，規定在校準裝置中實現一種通至試樣測量段的旁路，且將插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置布置在該旁路上。 利用通至試樣測量段的旁路，原則上可以對流自試樣測量段的介質進行分流，並用插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置對其進行研究，從而使得基準測量和在裝入有要校準的流量測量儀試樣的試樣測量段的流體中進行的測量在地點上解耦，由此在構造上阻止基準測量和試樣測量段中的測量的相互影響。已表明特別有利的是，利用阻斷機構使得旁路與試樣測量段在流體技術上解耦， 也就是說，可以使得旁路朝向試樣測量段斷開和封閉，從而例如在旁路閉合的情況下也能進行基準測量，同時最大可能地在流體方面與試樣測量段解耦。根據本發明的一種特別優選的設計，規定旁路形成旁路迴路，其中在該旁路迴路上特別是布置有輸送裝置和/或用於介質的加熱裝置和/或冷卻裝置。這樣就有很多種方案用來獨立於試樣測量段中的事件進行基準測量，因為流體在旁路迴路和在試樣測量段中可以互不影響。利用通常設計為泵的輸送裝置，可以使得介質在旁路迴路中循環，從而特別是能在旁路迴路中產生均勻的介質狀態，尤其是產生恆定的溫度。介質溫度可以利用輸送裝置本身來影響，但也可以有針對性地使用前述加熱或冷卻裝置來影響。因而可以與試樣測量段並行地直截了當地進行多次基準測量，從而能非常精確且簡單地確定在介質中的超聲速度與介質溫度Tref之間的關係Vref=f (Tref)，這種確定在流量測量儀試樣處進行測量之前或者與其並行地進行。開頭部分所述的目的還通過一種利用前述校準裝置來校準流量測量儀的方法來實現，其中該校準裝置具有至少一個試樣測量段，要校準的流量測量儀試樣可裝入到所述試樣測量段中；至少一個用於產生流經試樣測量段的介質流的裝置；至少一個在試樣測量段中的用於檢測介質溫度的溫度測量裝置。溫度測量裝置在此還被設計成超聲溫度測量裝置，設置有插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置，它們彼此相鄰地布置在校準裝置中，且在校準裝置中的布置方式使得試樣測量段中的流體在超聲溫度測量裝置的區域中和在流量測量儀試樣的區域中基本上不受插入式基準溫度測量裝置的影響， 從而可利用基準超聲溫度測量裝置來確定介質中的超聲速度Vref，同時利用插入式基準溫度測量裝置求得介質溫度Tref。根據本發明的方法規定，在校準裝置中利用基準超聲溫度測量裝置對超聲速度進行測量，而利用插入式基準溫度測量裝置對介質溫度進行測量，並將由這些測量得到的在介質中的超聲速度Vref和介質溫度Tref之間的關係Vref=f (Tref)用作利用超聲溫度測量裝置在試樣測量段中進行溫度測量的基礎。如已藉助本發明的校準裝置所述，這種做法的優點在於，能利用還用於校準流量測量儀試樣的介質在校準裝置中進行高精度的基準測量，同時可以在試樣測量段中一也緊鄰地靠近流量測量儀試樣一進行在超聲信號的信號路徑上求平均的快速的溫度測量，其中使用通過基準測量得到的關係 vref=f (Tref)而得到超聲溫度測量裝置的最大精度。在這種校準裝置中實現有一種通至試樣測量段的旁路，插入式基準溫度測量裝置和對應的基準超聲溫度測量裝置布置在該旁路上，還可利用阻斷機構使得該旁路與試樣測量段在流體技術上解耦，前述方法的一種優選改進在於，在試樣測量段中的介質已湧入到旁路中且隨後利用阻斷機構使得該旁路與試樣測量段在流體技術上解耦之後，在該旁路中得到在介質中的超聲速度Vref和介質溫度Tref之間的關係。採用這種做法能在旁路中非常精確地檢測超聲速度與溫度的關係，更確切地說，基準測量影響真正的校準裝置的危險不復存在。由於利用插入式基準溫度測量裝置進行溫度測量儘管精度較高，但反應相當遲鈍，故前述方法的一種優選改進規定，在介質中的超聲速度和介質溫度TMf之間的關係 Vref=f (Tref)被確定下來且允許在試樣測量段中應用於超聲溫度測量裝置之前，首先要在旁路中等待靜止的介質或者也可以是流動的介質出現穩定的溫度狀態，尤其是利用基準溫度測量裝置求得的介質溫度出現穩定的狀態。這種穩定的介質狀態可以採用如下方式探測到相繼進行的基準測量必須低於預先給定的最大的變化閾值，這樣才能接受這種基準測量，並被考慮用於求取在介質內的超聲速度與介質溫度之間的關係。特別有利的是，在介質溫度與介質內的超聲速度之間的關係一如前所述一以特性曲線的形式存在，這裡可以考慮其它影響參數例如壓力。按照該方法的一種優選設計規定，在旁路中相繼地產生多個溫度，特別是利用設置在旁路或旁路迴路上的輸送裝置和/ 或用於介質的加熱裝置和/或冷卻裝置，且得到在介質中的超聲速度和介質溫度Tref之間的多個關係VMf=f (T&)，特別是還測量介質壓力，並針對每個所檢測到的關係記下 (vermerken)所述介質壓力。


現在具體地給出設計和改進用於校準流量測量儀的本發明的校準裝置和本發明的方法的多個方案。為此一方面參見在權利要求1和權利要求11之後的權利要求，另一方面參見下面結合附圖所做的說明。圖中示出
圖1為由現有技術已知的校準裝置的示意圖； 圖2示意性地示出本發明的校準裝置，其帶有超聲溫度測量裝置； 圖3a、!3b示意性地示出本發明的校準裝置，其帶有在試樣測量段中的基準測量裝置； 圖4示意性地示出本發明的校準裝置，其帶有在通至試樣測量段的旁路中的基準測量裝置；
圖5為本發明的校準裝置的另一示意圖；和
圖6示意性地示出了另一根據本發明的校準裝置的局部，其著眼於超聲溫度測量裝置的特殊設計。
具體實施例方式在圖1中局部地示意性地示出由現有技術已知的校準裝置1，它具有試樣測量段 2，要校準的流量測量儀試樣3可裝入到、且當前也裝入到該試樣測量段中。校準裝置1還具有用於產生流經試樣測量段2的介質流的裝置4，其中該裝置在此是個泵。校準裝置1還具有在試樣測量段2中的緊鄰地靠近流量測量儀試樣3的溫度測量裝置5，其用於檢測介質溫度。在圖1中，溫度測量裝置5是插入式溫度測量傳感器，它伸入到試樣測量段2的體積中，且在此被設計成封裝好的PT100電阻元件。採用這種插入式溫度傳感器進行溫度測量儘管精度較高，但所具有的缺點是，所述測量僅能逐點地在流體橫截面的一小部分中進行， 此外，所述流體受到伸入到試樣測量段2的體積中的傳感器的幹擾，致使在溫度測量裝置5 的上遊實際上無幹擾的流體中引起幹擾6。此外，校準裝置1在此還具有壓力傳感器7，該壓力傳感器布置在試樣測量段2的管壁圓周上，但並不伸入到試樣測量段2的體積中。特別是對於氣態介質來說，為了求得物質流量和確定與壓力相關的介質參數，壓力是不可預設的參量。溫度測量裝置5完全靠近流量測量儀試樣3布置，從而能確切地了解在很靠近流量測量儀試樣3之處的介質的溫度狀況。校準裝置1通常還具有標準測量儀，其中對流量測量儀試樣3的結果與標準測量儀的測量結果進行比較。其它已知的校準裝置使用一種例如活塞系統形式的體積式標準物 (ein volumetrisches Normal),由此可以預先給出確定的流量，其中體積式標準物的活塞在一定的時間內擠壓一定體積的介質，使其經過試樣測量段。此點在此未予以詳述，因為這些細節對於介紹本發明的校準裝置的要點並不重要。在圖2中示出了本發明的校準裝置1，它與由現有技術已知的根據圖1的校準裝置的區別在於，溫度測量裝置5被設計成超聲溫度測量裝置8，介質溫度因而通過所發出的超聲信號在介質中的速度來確定。由超聲溫度測量裝置8發出的超聲信號在介質中實際上無幹擾地向前傳播。重要的是，超聲溫度測量裝置8並不伸入到試樣測量段2的流體橫截面中，從而試樣測量段2中的流體基本上不受影響地流經超聲溫度測量裝置8。超聲溫度測量裝置8 —這裡也要非常靠近流量測量儀試樣3使用一的優點在於，關於所測橫截面中的超聲速度進而關於其中的溫度的信息實際上無延遲地得到，因為與插入式溫度測量裝置不同，傳感器及其套管不必被介質加熱，而是實際上通過聲的傳播速度來測量介質本身。另外，始終都只需測量超聲信號在信號路徑上的傳播時間，進而自動地還測量沿著該信號路徑的平均的溫度變化情況，從而超聲溫度測量裝置8不僅提供了逐點的溫度，而且還提供了在信號路徑上的平均的總溫度。這裡實現的和所介紹的超聲溫度測量裝置8的信號路徑實際上垂直於校準裝置1內的介質流。在使用超聲溫度測量裝置8來檢測介質溫度時，可能會出現的問題是，介質溫度與介質中的超聲速度之間的關係嚴重依賴於所使用的介質。因此，這種關係必須是已知的， 以便能夠根據所測得的超聲信號傳播時間推斷出介質中的速度，進而推斷出其中的溫度。 因此針對根據圖3至5的校準裝置1規定，將插入式基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10彼此相鄰地布置在校準裝置1中，從而在那裡基準測量裝置9、10能採用測量技術實際上在一個地點檢測狀態參數介質溫度TMf和超聲速度Vref ；在這裡就能理解「彼此相鄰」的意義所在。基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10還適當地布置在校準裝置1中，使得試樣測量段2中的流體在超聲溫度測量裝置8—附加於基準超聲溫度測量裝置10實現一的區域中和在流量測量儀試樣3的區域中基本上不受插入式基準溫度測量裝置9的影響，從而利用基準超聲溫度測量裝置10來確定介質中的超聲速度 Vref,同時利用插入式基準溫度測量裝置9求得介質溫度Tref。通過該措施，可以將遠離於流量測量儀試樣3和超聲溫度測量裝置8布置的高精度插入式基準溫度測量裝置9的優點與靠近要校準的流量測量儀試樣的、在橫截面上求平均的、快速的超聲溫度測量裝置8相組合，因為通過相鄰於插入式基準溫度測量裝置9布置的基準超聲溫度測量裝置10，可在介質中的介質溫度與超聲速度之間建立關係。在圖3a中，插入式基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10布置在超聲溫度測量裝置8和要校準的流量測量儀試樣3的上遊，但隔開一定距離，使得由插入式基準溫度測量裝置9引起的在流體表象(Sti^mimgsbild)中的幹擾6實際上在要校準的流量測量儀試樣3和超聲溫度測量裝置8的區域內被消除。與此相反，就根據圖北的校準裝置1而言，插入式基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10布置在流量測量儀試樣3的下遊，使得所引起的幹擾6不會直截了當地進入到流量測量儀試樣3和超聲溫度測量裝置8的區域內。根據圖3a、3b的校準裝置1經過適當設計，使得由基準測量得到的在介質中的超聲速度和介質溫度Tref之間的關係VMf=f (Tref)是利用超聲溫度測量裝置8在試樣測量段2中進行溫度測量的基礎，也就是說，該關係在分析通過超聲溫度測量裝置8得到信號傳播時間時予以考慮，這在圖3a、3b中用振蕩形箭頭來表示。實際上，校準裝置1具有在此未示出的分析裝置，在該分析裝置中集中檢測超聲溫度測量裝置8的、插入式基準溫度測量裝置9的和對應的基準超聲溫度測量裝置10的測量數據，並按前述方式進一步處理。在根據圖3a、3b的實施例中，無幹擾地設置插入式基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10的實現方式為，將兩個基準測量裝置9、10布置在試樣測量段 2中，使得基準測量和校準測量能同時進行。如果要為了求得關係VMf=f(TMf)而利用插入式基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10進行基準測量，則此點要佔用整個校準裝置1進行。在圖4和5中僅用線示出校準裝置1的流體管的大部分。針對根據圖4和5的校準裝置1規定，實現有通至試樣測量段2的旁路11，其中在旁路11上布置有插入式基準溫度測量裝置9和對應的基準超聲溫度測量裝置10 ；僅管路系統的該部分仍被兩緯地示出。 此外在這種校準裝置1中規定，旁路11可通過阻斷機構在流體技術上與試樣測量段2解耦。插入式基準溫度測量裝置9在旁路11上工作，這能實現使得基準測量與在試樣測量段 2中進行的測量非常簡單、有效且充分地隔離，特別是當阻斷機構12、13阻止在旁路11和試樣測量段2之間的流體技術上的任何相互作用時，就會產生這種隔離情況。圖4b中所示的旁路11的設計是特別有利的，其中旁路11形成旁路環路，在該旁路迴路上布置有泵形式的輸送裝置15和用於介質的組合的加熱與冷卻裝置16、17。利用如此設計的旁路迴路，可以使得介質始終都被混合和均勻化，使得實際上能在旁路11中產生穩定的介質狀態，從而插入式基準溫度測量裝置9一儘管精度較高卻反應遲鈍一顯示出穩定的溫度測量值，因而能以較高的精度測得在介質溫度TMf與介質中的超聲傳播速度Vref 之間的關係。這種關係可以針對不同的溫度和根據其它參數例如介質壓力P來測得，從而利用實際上與試樣測量段2解耦的旁路迴路，能得到快速超聲溫度測量裝置8的用表格 Vref,pLU表示的特性曲線簇。所示的旁路11定期地給試樣測量段2輸送介質，從而始終都確保在試樣測量段2中用於校準的介質也是在旁路11中進行基準測量所基於的介質。根據圖5的校準裝置1示出被構造成試樣測量段迴路的試樣測量段2，它附加地具有用於介質的組合的加熱與冷卻裝置18、19，此外還具有作為使用標準的流量測量儀20。 因而校準裝置1實際上可以在任意的介質流量和狀態下工作，由此可以全面地校準流量測量儀試樣3。如圖5所示，有多個超聲溫度測量裝置8a、8b、8c和8d沿流向彼此間隔地布置在試樣測量段2上，從而還可檢測試樣測量段2中的溫度變化情況，這特別是當例如要補償校準裝置1的變化了的幾何形狀一尤其是受溫度影響而引起一時是有利的。在圖6中非常示意性地示出，試樣測量段2中的超聲溫度測量裝置8具有多個穿過試樣測量段2的橫截面的超聲測量線路20a、20b、20c，其中超聲測量線路20a、20b、20c徑向地伸展，或者平行地穿過試樣測量段2的橫截面。因而在超聲測量線路20a、20b、20c徑向地伸展的情況下，始終都可以求平均地測量整個流體橫截面，同時實際上能考慮到流體中的層流效應(Schichtungseffekt)，特別是由重力引起的層流效應。而測量線路20a、20b、 20c方向平行則能目標明確地識別出邊緣流效應，並在進一步測量時予以考慮。
權利要求
1.一種用於流量測量儀的校準裝置(1)，具有至少一個試樣測量段(2)，要校準的流量測量儀試樣(3)可裝入到所述試樣測量段中；至少一個用於產生流經試樣測量段(2)的介質流的裝置(4)；在試驗測量段(2)中的、用於檢測介質溫度的至少一個溫度測量裝置 (5)，其特徵在於，溫度測量裝置(5)被設計成超聲溫度測量裝置(8)，因而該超聲溫度測量裝置利用所發出的超聲信號在介質中的速度來確定介質溫度，其中超聲溫度測量裝置(8)並不伸入到試樣測量段(2)的流體橫截面中，從而試樣測量段(2)中的流體特別是在流量測量儀試樣的區域中基本上不受超聲溫度測量裝置的影響。
2.如權利要求1所述的校準裝置，其特徵在於，插入式基準溫度測量裝置(9)和對應的基準超聲溫度測量裝置(10 )彼此相鄰地布置在校準裝置中，且在校準裝置中的布置方式為，使得試樣測量段(2)中的流體在超聲溫度測量裝置(8)的區域中和在流量測量儀試樣 (3)的區域中基本上不受插入式基準溫度測量裝置(9)的影響，從而可利用基準超聲溫度測量裝置(10)來確定介質中的超聲速度(Vref),同時利用插入式基準溫度測量裝置(9)求得介質溫度(U。
3.如權利要求2所述的校準裝置，其特徵在於，由基準測量得到的在介質中的超聲速度Vref和介質溫度之間的關係(VMf=f (U)是利用超聲溫度測量裝置(8)在試樣測量段 (2)中進行溫度測量的基礎。
4.如權利要求2或3所述的校準裝置1，其特徵在於，插入式基準溫度測量裝置(9)和對應的基準超聲溫度測量裝置(10)布置在試樣測量段(2)中。
5.如權利要求2或3所述的校準裝置，其特徵在於，實現一種通至試樣測量段(2)的旁路(11 )，且插入式基準溫度測量裝置(9)和對應的基準超聲溫度測量裝置(10)布置在該旁路(11)上。
6.如權利要求5所述的校準裝置，其特徵在於，旁路(11)可利用阻斷機構(12、13、14) 與試樣測量段(2)在流體技術上解耦。
7.如權利要求5或6所述的校準裝置，其特徵在於，旁路(11)形成旁路迴路，特別是在該旁路迴路上布置有輸送裝置(15)和/或用於介質的加熱裝置(16)和/或冷卻裝置(17)。
8.如權利要求1至7中任一項所述的校準裝置，其特徵在於，試樣測量段(2)形成為試樣測量段迴路，特別是在該試樣測量段迴路上布置有輸送裝置(4)和/或用於介質的加熱裝置(18)和/或冷卻裝置(19)。
9.如權利要求1至8中任一項所述的校準裝置，其特徵在於，試樣測量段(2)中的超聲溫度測量裝置(8)和/或基準超聲溫度測量裝置具有多個穿過試樣測量段(2)的橫截面或者穿過旁路(11)的橫截面的超聲測量線路(20a、20b、20c)，其中超聲測量線路(20a、20b、 20c)特別是徑向地或平行地穿過試樣測量段(2)的或旁路(11)的橫截面。
10.如權利要求1至9中任一項所述的校準裝置，其特徵在於，多個超聲溫度測量裝置 (8a、8b、8c和8d)沿流向彼此間隔開地布置在試樣測量段(2)中，特別是布置在要校準的流量測量儀試樣(3)的安裝地點的上遊。
11.一種利用根據權利要求2或者引用權利要求2的權利要求3至8中任一項的校準裝置來校準流量測量儀的方法，其中校準裝置(1)具有至少一個試樣測量段(2)，要校準的流量測量儀試樣(3)可裝入到所述試樣測量段中；至少一個用於產生流經試樣測量段 (2)的介質流的裝置(4)；在試驗測量段(2)中的、用於檢測介質溫度的至少一個溫度測量裝置(5)，其中溫度測量裝置(5)被設計成超聲溫度測量裝置(8)，其中插入式基準溫度測量裝置(9)和對應的基準超聲溫度測量裝置(10)彼此相鄰地布置在校準裝置(1)中，且在校準裝置(1)中的布置方式為，使得試樣測量段(2 )中的流體在超聲溫度測量裝置(8 )的區域中和在流量測量儀試樣(3)的區域中基本上不受插入式基準溫度測量裝置(9)的影響， 從而可利用基準超聲溫度測量裝置(10)來確定介質中的超聲速度(VMf)，同時利用插入式基準溫度測量裝置(9)求得介質溫度(T&)，其特徵在於，在校準裝置(1)中利用基準超聲溫度測量裝置(10)對超聲速度(VMf)進行測量，而利用插入式基準溫度測量裝置(9)對介質溫度(TMf)進行測量，並將由這些測量得到的在介質中的超聲速度和介質溫度Tref之間的關係(VMf=f(TMf))用作利用超聲溫度測量裝置 (8)在試樣測量段(2)中進行溫度測量的基礎。
12.如權利要求11所述的與根據權利要求6的校準裝置(1)相關的方法，其中實現一種通至試樣測量段(2)的旁路(11)，且插入式基準溫度測量裝置(9)和對應的基準超聲溫度測量裝置(10)布置在該旁路(11)上，另外，旁路(11)可利用阻斷機構(12、13、14)與試樣測量段(2)在流體技術上解耦，其特徵在於，在試樣測量段(2)中的介質已湧入到旁路(11)中且隨後利用阻斷機構(12、13、14)使得該旁路(11)與試樣測量段(2)在流體技術上解耦之後，在該旁路(11)中得到在介質中的超聲速度VMf和介質溫度TMf之間的關係(Vref_f (Tref) ) ο
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，在介質中的超聲速度和介質溫度Tref 之間的關係(VMf=f (Tref))被確定下來且允許在試樣測量段(2)中應用於超聲溫度測量裝置 (8)之前，首先在旁路(11)中等待穩定的介質狀態，尤其是利用基準溫度測量裝置(9)求得的介質溫度的穩定的狀態。
14.如權利要求12或13所述的方法，其特徵在於，在旁路(11)中特別是利用設置在旁路(11)或旁路迴路上的輸送裝置和/或用於介質的加熱裝置和/或冷卻裝置相繼地產生多個溫度，且得到在介質中的超聲速度VMf和介質溫度TMf之間的多個關係(Vref=f (Tref))， 特別是還測量介質壓力，並針對每個所檢測到的關係記下所述介質壓力。
全文摘要
說明和介紹一種用於流量測量儀的校準裝置(1)，其具有至少一個試樣測量段(2)，要校準的流量測量儀試樣(3)可裝入到所述試樣測量段中；至少一個用於產生流經試樣測量段(2)的介質流的裝置(4)；在試驗測量段(2)中的、用於檢測介質溫度的至少一個溫度測量裝置(5)，其中特別是可以無幹擾地卻高精度地檢測流動介質的溫度，其方式為，將溫度測量裝置(5)設計成超聲溫度測量裝置(8)，它因而利用所發出的超聲信號在介質中的速度來確定介質溫度，其中超聲溫度測量裝置(8)並不伸入到試樣測量段(2)的流體橫截面中，從而試樣測量段(2)中的流體特別是在流量測量儀試樣的區域中基本上不受超聲溫度測量裝置的影響。
文檔編號G01F25/00GK102213608SQ201110085020
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月6日 優先權日2010年4月6日
發明者J. 範貝庫姆 A., C. L. 範布拉克爾 P. 申請人:克洛納有限公司