專利名稱：用于過程管線中流動的介質(zhì)的測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量系統(tǒng)，其用于測量過程管線中流動的介質(zhì)的至少一個測量變 量，特別是質(zhì)量流量、密度、粘度、壓力等等，該測量系統(tǒng)帶有測量換能器和介于測量換能器 和過程管線之間的流動調(diào)整器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)過程測量技術(shù)中，特別是結(jié)合化學(xué)或制造自動化過程，為了記錄描述過程 的測量變量并且為了產(chǎn)生代表這些測量變量的測量值信號，使用安裝在過程附近的測量系 統(tǒng)，它們直接安裝在介質(zhì)所流過的過程管線上面或者內(nèi)部。要記錄的測量變量可以例如是 在這種例如作為管道構(gòu)造的過程管線中引導(dǎo)或容納的液態(tài)、粉末狀、蒸汽狀或氣態(tài)的過程 介質(zhì)的質(zhì)量流量、體積流量、流速、密度、粘度、溫度等等。這種測量系統(tǒng)是其中使用在線測量儀表的測量系統(tǒng)，該在線測量儀表帶有磁感 應(yīng)測量換能器或者分析沿流動方向發(fā)射的超聲波的渡越時間且特別是根據(jù)多普勒原理工 作的測量換能器、振動型換能器，特別是科里奧利質(zhì)量流量換能器、密度換能器等等。例如 在 EP-A 1 039269、US-A 60 31 740、US-A 55 40 103、US-A 53 51 554、US-A 45 63 904 中充分描述了磁感應(yīng)測量換能器的基本結(jié)構(gòu)和功能；對于超聲測量換能器，例如參見US-B 63 97 683、US-B 63 30 831、US-B 62 93 156、US-B 61 89 389、US-A 55 31 124、US-A 54 63 905、US-A 51 31 279、US-A 47 87 252。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知關(guān)于這些主題 的背景知識，從而這里可以省略對于這些測量原理的詳細解釋。例如在EP-A 984248、GB-A 21 42 725、US-A 43 08 754、US-A 44 20 983、US-A 44 68971、US-A 45 24 610、US-A 47 16 770、US-A 47 68 384、US-A 50 52 229、US-A 50 52 230、US-A 51 31 279、US-A 52 31 884、US-A 53 59 881、US-A 54 58 005、US-A 54 69 748、US-A 56 87 100、US-A 57 96 011、US-A 58 08 209、US-A 60 03 384、US-A 60 53 054、US-A 60 06 609、US-B 63 52 000、US-B 63 97 683、US-B 65 13 393、US-B 66 44 132、US-B 66 51 513、US-B 68 80 410、US-B 69 10 387、US-A 2007/0163361、US-A 2005/0092101、W0-A 88/02,476、 WO-A 88/02，853、W0-A95/16, 897、WO-A 00/36，379、W0-A 00/14，485、W0-A 01/02816 或 W0-A02/086426中詳細介紹了這種本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，特別是利用緊湊的在線測量儀 表所構(gòu)成的測量系統(tǒng)的其他例子。為了記錄各測量變量，這里所討論類型的測量系統(tǒng)包括相應(yīng)的測量換能器，其插 入引導(dǎo)介質(zhì)的過程管線的路線中，并用于產(chǎn)生至少一個盡可能精確地代表主要記錄的測量 變量的測量信號，特別是電子信號。為此，測量換能器通常包括測量管，其插入管道的路線 中并且用于引導(dǎo)流動的介質(zhì)，還包括相應(yīng)的物理-電子傳感器組件。傳感器組件包括至少 一個主要對待測變量或其變化作出反應(yīng)的傳感器元件，以在操作期間產(chǎn)生至少一個合適地 受到測量變量影響的測量信號。為了進一步處理或分析至少一個測量信號，換能器還與適 用于此的測量電子器件相連。以合適的方式與測量換能器通信的測量電子器件在測量系統(tǒng) 的操作期間通過使用至少一個測量信號而至少間歇地產(chǎn)生至少一個瞬時代表測量變量的測量值，也就是例如質(zhì)量流量測量值、體積流量測量值、密度測量值、粘度測量值、壓力測量 值、溫度測量值等等。為了容納測量電子器件，這種測量系統(tǒng)還包括合適的電子器件外殼，其正如US-A 63 97 683或WO-A 00/36 379中所建議的，可以遠離測量換能器設(shè)置并且僅僅利用柔性電 纜與測量換能器相連。然而，也可以例如像在EP-A 903 651或EP-A 1 008 836中所顯示 的，通過形成緊湊的在線測量儀表(例如，科里奧利質(zhì)量流量計/密度計、超聲流量計、旋 渦流量計、熱度流量計、磁感應(yīng)流量計等等)，電子器件外殼可以直接設(shè)置在測量換能器上 或者設(shè)置在單獨容納測量換能器的換能器外殼上。在后一種情況中，正如例如在EP-A 984 248、US-A 47 16 770或US-A 63 52 000中所顯示的，電子器件外殼常常還用于容納測量 換能器的某些機械部件，例如在操作期間由于機械作用而形變的薄膜狀、棒狀、套筒狀或管 狀的形變體或振動體；關(guān)于這一點，參見上面提到的US-B 63 52 000。另外，所述類型的測量系統(tǒng)通常經(jīng)由聯(lián)接至測量電子器件的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)彼此相 連和/或與合適的過程主機相連，并且例如通過(4 20mA)電流回路和/或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線 向它們發(fā)送測量值信號。這里，用作數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的是現(xiàn)場總線系統(tǒng)，特別是串行現(xiàn)場總線 系統(tǒng)，諸如PROFIBUS-PA、FOUNDATION FIELDBUS,以及相應(yīng)的傳輸協(xié)議。利用過程主機，傳 輸?shù)臏y量值信號可以被進一步處理并作為相應(yīng)的測量結(jié)果而例如在監(jiān)視器上得到可視化， 并且/或者被轉(zhuǎn)換為用于過程控制元件(例如電磁閥、電動馬達，等等)的控制信號。正如在GB-A 21 42 725, US-A 58 08 209、US-A 2007/0163361、US-A 2005/009210UUS-B 68 80 410,US-B 66 44 132,US-A 60 53 054,US-B 66 44 132,US-A 50 52 229或US-B 65 13 393中所討論的，在線測量儀表以及所描述類型的測量系統(tǒng)的測 量精度可以類似地或多或少依賴于流動類型。這里，特別感興趣的是測量管中的流型的瞬 時特性?？紤]到湍流(雷諾數(shù)大于2300的流動)在一個較寬的雷諾數(shù)范圍上基本彼此相 似并且因而對于測量精度具有類似的影響，所以在許多測量系統(tǒng)中常常期望待測介質(zhì)具有 較高的流速。為了旋渦實現(xiàn)足夠高的測量精度，旋渦流量計通常希望流體的雷諾數(shù)遠遠大 于 4000。于是，在下面討論的類型的測量系統(tǒng)中，至少在具有較大口徑的過程管線中和/ 或應(yīng)用了較慢的流動介質(zhì)的情況中，如果需要則這樣構(gòu)造測量管，使得它的流動橫截面小 于過程管線的在入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入端的橫截面。于是，流動的介質(zhì)經(jīng)歷沿流動 方向的加速，從而雷諾數(shù)增加。在利用超聲測量儀表和/或利用旋渦流量計工作的測量系 統(tǒng)以及/或者用于測量至少部分特別是主要或完全是氣態(tài)介質(zhì)的測量系統(tǒng)的情況中，這種 原理的實現(xiàn)已經(jīng)證明是特別有益的。在與流體相對的阻流體上的旋渦的分離速率與主要要被記錄的測量變量(即，體 積流量或流速)之間的關(guān)系例如形成旋渦流量計的測量原理的基礎(chǔ)，只有雷諾數(shù)充分超過 20000時才可以認(rèn)為這個關(guān)系是線性的，因而必須在過程管線與測量管的流動橫截面之間 實現(xiàn)較大的差異。為了在盡可能短的距離上創(chuàng)建盡可能良好限定的從引入段到具有較小流動橫截 面的測量管的過渡區(qū)，正如在 GB-A 21 42 725、US-A 5808 209、US-A 2007/0163361 或 US-A 2005/0092101中所建議的，通常在測量系統(tǒng)中提供相應(yīng)的流動調(diào)整器，其內(nèi)腔朝向測 量管逐漸變細。在操作期間，介質(zhì)流經(jīng)該內(nèi)腔。流動調(diào)整器設(shè)置在測量管的入口側(cè)上并且位于測量管和過程管線的引入段之間。這里，流動調(diào)整器的朝向過程管線引入段的入口端 的流動橫截面大于測量管的流動橫截面，而流動調(diào)整器的朝向測量管的出口端的流動橫截 面相應(yīng)地小于入口端的流動橫截面。特別是在US-A 58 08 209和US-A 2005/0092101中，進一步結(jié)合所給出的流動調(diào) 整器建議，在兩個不同大小的流動橫截面之間實現(xiàn)的過渡必須保持連續(xù)并且絕對沒有故障 位置，例如，引起旋渦的棱角。這可以通過較為復(fù)雜地處理流動調(diào)整器的表面以及在測量系 統(tǒng)入口區(qū)域中可能存在的結(jié)合處，而以令人滿意的程度得到保證。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管使用 了上面所述類型的流動調(diào)整器，在測量系統(tǒng)的入口區(qū)域中，特別是在位于測量系統(tǒng)上游的 所連接的過程管線的引入段中或者在入口側(cè)上所連接的用于連接引入段和測量系統(tǒng)的法 蘭的區(qū)域中，流動的微小干擾也會引起測量管內(nèi)腔內(nèi)部的流動狀況顯著改變，并因而引起 測量精度相應(yīng)下降。表面上，一種消除這個問題的可能性是對測量系統(tǒng)的入口區(qū)域也就是 過程管線的引入段或者在入口處的法蘭連接執(zhí)行匹配處理。然而，無論有沒有測量系統(tǒng)的 用戶的進一步需求，這種處理實際上都無法執(zhí)行。特別是由于測量系統(tǒng)的選擇可以是源自 以下事實在現(xiàn)存的廠房中，特別地要替換之前已經(jīng)安裝的且對于實際流動狀態(tài)可能過大 的測量系統(tǒng)。關(guān)于這一點，測量系統(tǒng)的實際安裝條件不僅不可預(yù)見，而且不可修改且因而不 可控。根據(jù)US-A 2007/0163361，消除伴隨所討論類型的流動調(diào)整器所產(chǎn)生的缺點的另 一種可能是，利用不同的內(nèi)部錐形成這種流動調(diào)整器，從而它在內(nèi)部實際上具有分級的輪 廓。這個入口幾何形狀導(dǎo)致流體在壁附近比在內(nèi)部明顯更加加速，從而隨后在測量管中得 到的流型具有略微的壓力依賴性。然而，在這種流型的結(jié)構(gòu)中的問題可能是其依賴于其自 身的流速以及它的擾動程度過低。避免與所討論類型的流動調(diào)整器相關(guān)聯(lián)的問題的另一種可能是增加流動調(diào)整器 的安裝長度，從而以可預(yù)測的方式在流動調(diào)整器中(盡可能在流體進入測量管的入口之 前)實現(xiàn)流體的由增加的湍流而引起的均勻和/或穩(wěn)定。然而，這可能意味著整個測量系 統(tǒng)的安裝長度顯著增加。考慮上面討論的現(xiàn)存的傳統(tǒng)測量系統(tǒng)要被替換為上游所連接的流 動調(diào)整器的情況，測量系統(tǒng)的安裝長度或多或少被預(yù)先給定，并且因而流動調(diào)整器的安裝 長度的增加僅僅能夠在這個非常有限的范圍內(nèi)實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
從所討論類型的傳統(tǒng)測量系統(tǒng)的上述缺點出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種用于流 動介質(zhì)的測量系統(tǒng)，其以盡可能短的安裝長度實現(xiàn)從過程管線到測量管的流動雷諾數(shù)增 加，并且盡管如此，測量精度對于在測量系統(tǒng)上游的流動介質(zhì)中可能的干擾基本上不敏感， 所述干擾在引入段和/或在過程管線與實際測量系統(tǒng)之間的中間過渡區(qū)。為實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明在于一種測量系統(tǒng)，其插入過程管線特別是管道的路線 中并且用于記錄在過程管線中流動的介質(zhì)的至少一個測量變量，特別是質(zhì)量流量、體積流 量、流速、密度、粘度、壓力、溫度，等等，該測量系統(tǒng)包括_測量換能器，其具有一用于引導(dǎo)待測介質(zhì)的測量管，特別是直的測量管，其流動橫截面小于過程管線 的在入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段，以及
—傳感器組件，—該傳感器組件具有至少一個主要對于待記錄的測量變量，特別是其變化，作出 反應(yīng)的傳感器元件，并且—利用至少一個傳感器元件提供至少一個受到測量變量影響的測量信號；-與測量換能器通信的測量電子器件，其通過使用至少一個測量信號而至少間歇 地產(chǎn)生至少一個瞬時代表測量變量的測量值，特別是質(zhì)量流量測量值、體積流量測量值、密 度測量值、粘度測量值、壓力測量值、溫度測量值；和-設(shè)置在測量管的入口側(cè)的流動調(diào)整器，其處于測量管和過程管線引入段之間，流 動調(diào)整器的內(nèi)腔朝向測量管逐漸變細并且在操作期間由介質(zhì)流過；-其中流動調(diào)整器的朝向過程管線引入段的入口端的流動橫截面大于測量管的流 動橫截面，流動調(diào)整器的朝向測量管的出口端的流動橫截面小于流動調(diào)整器的入口端的流 動橫截面；以及-其中，流動調(diào)整器具有至少一個設(shè)置在其出口端上游的第一內(nèi)部棱，其突出入流 動調(diào)整器的內(nèi)腔，特別是沿著流動調(diào)整器的母線環(huán)繞和/或是環(huán)形的；還具有至少一個設(shè) 置在第一內(nèi)部棱下游的第二內(nèi)部棱，其同樣突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔，特別是沿著流動調(diào) 整器的母線環(huán)繞和/或是環(huán)形的，在操作期間從流動調(diào)整器的內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)向著這兩個 內(nèi)部棱流動；-其中流動調(diào)整器的第一引導(dǎo)面特別是至少部分相對于流動調(diào)整器的虛擬縱軸強 烈凹入成形，該第一引導(dǎo)面在突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱以及突出入流動調(diào)整器 內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱之間延伸；以及-其中突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱約束流動調(diào)整器的特別是基本上凸出 的第二引導(dǎo)面，該第二引導(dǎo)面用于引導(dǎo)在流動調(diào)整器中流動的介質(zhì)并且朝向流動調(diào)整器的 出口端延伸。另外，本發(fā)明還在于一種用于利用插入過程管線的路線中的測量系統(tǒng)記錄在過程 管線中流動的介質(zhì)的至少一個測量變量的方法，測量變量特別是質(zhì)量流量、體積流量、流 速、密度、粘度、壓力、溫度，等等，該測量系統(tǒng)包括連接至過程管線的引入段的流動調(diào)整器 以及連接至流動調(diào)整器的測量換能器，該方法包括以下步驟-令待測介質(zhì)從引入段流入流動調(diào)整器；-沿著流動調(diào)整器的虛擬縱軸的方向加速流動的介質(zhì)，并且在流動調(diào)整器的入口 區(qū)域中流動的介質(zhì)內(nèi)部感生至少一個基本靜態(tài)的特別是基本位置固定的環(huán)形旋渦，使得至 少一個環(huán)形旋渦的最大虛擬慣性主軸與流動調(diào)整器的虛擬縱軸和/或測量換能器的測量 管的虛擬縱軸基本一致，-令待測介質(zhì)流經(jīng)至少一個環(huán)形旋渦，并且令待測介質(zhì)流出流動調(diào)整器，進入所連 接的測量換能器的測量管；以及-通過使用至少一個主要對于測量變量特別是其變化做出反應(yīng)的傳感器元件，產(chǎn) 生至少一個受到待記錄的測量變量影響的測量信號；-其中，在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中感生至少一個基本靜態(tài)的環(huán)形旋渦的步驟包 括令介質(zhì)流經(jīng)流動調(diào)整器的突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱的步驟，該第一內(nèi)部棱特 別是沿著流動調(diào)整器的母線封閉地環(huán)繞，以及令介質(zhì)流經(jīng)流動調(diào)整器的設(shè)置在第一內(nèi)部棱
11下游且突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱的步驟，該第二內(nèi)部棱特別是沿著流動調(diào)整器 的母線封閉地環(huán)繞。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第一實施方式中，每一個突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的內(nèi)部棱 都這樣構(gòu)造并設(shè)置在流動調(diào)整器中，使得它基本上垂直于流動調(diào)整器的虛擬縱軸和/或垂 直于測量管的虛擬縱軸。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二實施方式中，每一個突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的內(nèi)部棱 都特別是環(huán)形地環(huán)繞，并且因而自封閉。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三實施方式中，突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱設(shè) 置在流動調(diào)整器的入口端附近，特別是緊鄰該入口端。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四實施方式中，突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱緊 鄰流動調(diào)整器的入口端設(shè)置。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五實施方式中，突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱的 棱角半徑小于2mm，特別是小于0. 6mm。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六實施方式中，流動調(diào)整器至少在入口區(qū)域基本為環(huán)形 圓柱狀。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第七實施方式中，測量管至少在入口區(qū)域基本為環(huán)形圓柱 狀。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第八實施方式中，流動調(diào)整器至少在出口區(qū)域基本成形為 環(huán)形圓柱狀。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第九實施方式中，特別是環(huán)形圓柱狀的測量管基本是直 的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十實施方式中，過程管線引入段的流動橫截面與測量管 的流動橫截面的截面比保持大于1. 5。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十一實施方式中，過程管線引入段的流動橫截面與測量 管的流動橫截面的截面比保持小于10。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十二實施方式中，過程管線引入段的流動橫截面與測量 管的流動橫截面的截面比保持在1. 66 9. 6的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十三實施方式中，流動調(diào)整器的內(nèi)腔由突出入流動調(diào)整 器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱約束的橫截面小于過程管線的引入段的流動橫截面。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十四實施方式中，由第一內(nèi)部棱約束的橫截面與過程管 線引入段的流動橫截面的收縮比保持小于0. 9。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十五實施方式中，由第一內(nèi)部棱約束的橫截面與過程管 線引入段的流動橫截面的收縮比保持大于0. 1。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十六實施方式中，由第一內(nèi)部棱約束的橫截面與過程管 線引入段的流動橫截面的收縮比保持在0. 25 0. 85的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十七實施方式中，截面比與收縮比之間的差保持大于 0. 5。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十八實施方式中，截面比與收縮比之間的差保持小于 10。
在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第十九實施方式中，截面比與收縮比之間的差保持大于 0. 83且小于9. 5。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十實施方式中，由第一內(nèi)部棱約束的橫截面與測量管 的流動橫截面之間的壓縮比保持大于1. 2。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十一實施方式中，由第一內(nèi)部棱約束的橫截面與測量 管的流動橫截面之間的壓縮比保持小于5。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十二實施方式中，由第一內(nèi)部棱約束的橫截面與測量 管的流動橫截面之間的壓縮比保持在1. 3 3的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十三實施方式中，截面比與壓縮比之間的差保持大于 0. 2。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十四實施方式中，截面比與壓縮比之間的差保持小于 10。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十五實施方式中，截面比與壓縮比之間的差保持大于 0. 25且小于8。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十六實施方式中，測量管的口徑比過程管線的在入口 側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段的口徑小。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十七實施方式中，流動調(diào)整器的朝向過程管線引入段 的入口端的口徑大于測量管的口徑，并且流動調(diào)整器的朝向測量管的出口端的口徑小于流 動調(diào)整器的入口端的口徑。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十八實施方式中，流動調(diào)整器的入口端的內(nèi)徑保持小 于過程管線引入段的口徑，由此形成突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二十九實施方式中，過程管線引入段的口徑與測量管的 口徑的口徑比保持大于1.1。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十實施方式中，過程管線引入段的口徑與測量管的口 徑的口徑比保持小于5。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十一實施方式中，過程管線引入段的口徑與測量管的 口徑的口徑比保持在1. 2 3. 1的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十二實施方式中，流動調(diào)整器的內(nèi)腔由突出入流動調(diào) 整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱約束的橫截面的直徑小于過程管線的引入段的口徑。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十三實施方式中，測量管的安裝長度大于流動調(diào)整器 的安裝長度，從而流動調(diào)整器的安裝長度與測量管的安裝長度的安裝長度比保持小于1。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十四實施方式中，過程管線引入段的口徑與測量管 的口徑的口徑比對應(yīng)于流動調(diào)整器的安裝長度與測量管的安裝長度的安裝長度比的至少 10%。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十五實施方式中，至少一個傳感器元件，特別是在操 作期間浸入介質(zhì)的傳感器元件與測量管的入口端相距一段距離地設(shè)置在測量管內(nèi)部和/ 或上面，特別是直接設(shè)置在測量管上。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十六實施方式中，這樣放置至少一個傳感器元件，使 得所述距離與測量管的口徑之比保持大于1。
13
在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式中，突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi)部 棱限定一個沖擊面，該沖擊面設(shè)置在流動調(diào)整器的特別是環(huán)形環(huán)繞的邊界區(qū)域中并且用于 令流到該沖擊面上的介質(zhì)起旋渦。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第一發(fā)展中，沖擊面這樣在流動調(diào)整 器中設(shè)置及定向，使得它至少部分基本垂直于流動調(diào)整器的虛擬縱軸延伸并且/或者部分 基本垂直于測量管的虛擬縱軸延伸。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第二發(fā)展中，沖擊面在徑向上的高度 為至少1mm。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第三發(fā)展中，沖擊面形成為環(huán)形面。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第四發(fā)展中，沖擊面和第一內(nèi)部棱至 少部分由在流動調(diào)整器入口側(cè)中形成的特別是環(huán)形的和/或自封閉的凸肩形成。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第五發(fā)展中，沖擊面至少部分基本是 平坦的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第六發(fā)展中，沖擊面這樣在流動調(diào)整 器中設(shè)置及定向，使得它部分與流動調(diào)整器的橫截面基本共面和/或它部分與測量管的橫 截面基本共面。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第七發(fā)展中，沖擊面至少部分基本為 圓錐形。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第八發(fā)展中，沖擊面朝向測量管逐漸 變細。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第九發(fā)展中，沖擊面朝向流動調(diào)整器 的入口端逐漸變寬。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第十發(fā)展中，沖擊面和第一內(nèi)部棱至 少部分由在流動調(diào)整器入口側(cè)中成形的內(nèi)部錐形成，該內(nèi)部錐特別是朝向流動調(diào)整器的入 口端延伸并且向著測量管逐漸變細。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第十一發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的沖 擊面的內(nèi)部錐的側(cè)面角大于45°，特別是大于60°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第十二發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的沖 擊面的內(nèi)部錐的側(cè)面角小于90°，特別是小于88°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十七實施方式的第十三發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的沖 擊面的內(nèi)部錐的側(cè)面角大于60°且小于88°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十八實施方式中，第一引導(dǎo)面相對于流動調(diào)整器的虛 擬縱軸特別是主要地或全部地凹入成形。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三十九實施方式中，流動調(diào)整器的特別是圓錐形的第二 引導(dǎo)面至少部分相對于流動調(diào)整器的虛擬縱軸凸起成形。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十實施方式中，流動調(diào)整器的第二引導(dǎo)面向著測量管 逐漸變窄。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十一實施方式中，流動調(diào)整器的第二引導(dǎo)面基本圓錐 形成形。
在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十二實施方式中，第二引導(dǎo)面和第二內(nèi)部棱至少部分 是由在流動調(diào)整器的入口側(cè)成形的內(nèi)部錐形成的，該內(nèi)部錐特別是朝向流動調(diào)整器的出口 端延伸。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十二實施方式的第一發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的第二 引導(dǎo)面的內(nèi)部錐的側(cè)面角大于2°，特別是大于4°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十二實施方式的第二發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的第二 引導(dǎo)面的內(nèi)部錐的側(cè)面角小于45°，特別是小于10°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十二實施方式的第三發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的第二 引導(dǎo)面的內(nèi)部錐的側(cè)面角大于4°且小于10°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十三實施方式中，至少一個突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的 第一內(nèi)部棱限定流動調(diào)整器的沖擊面，該沖擊面設(shè)置在流動調(diào)整器的特別是環(huán)形環(huán)繞的邊 界區(qū)域中并且用于令流到該沖擊面上的介質(zhì)起旋渦，該第一內(nèi)部棱還限定流動調(diào)整器的引 導(dǎo)面，該引導(dǎo)面朝向流動調(diào)整器的出口端延伸并且用于引導(dǎo)在流動調(diào)整器中流動的介質(zhì)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十三實施方式的第一發(fā)展中，沖擊面是通過第一內(nèi)部 錐形成的，該第一內(nèi)部錐在流動調(diào)整器的入口側(cè)成形并且朝向流動調(diào)整器的入口端延伸， 引導(dǎo)面是通過第二內(nèi)部錐形成的，該第二內(nèi)部錐在流動調(diào)整器的入口側(cè)成形并朝向流動調(diào) 整器的出口端延伸。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十三實施方式的第二發(fā)展中，形成沖擊面的第一內(nèi)部 錐的側(cè)面角大于形成沖擊面的第二內(nèi)部錐的側(cè)面角。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十三實施方式的第三發(fā)展中，形成流動調(diào)整器的沖擊 面的第一內(nèi)部錐的側(cè)面角大于45°，特別是大于60°，且小于90°，特別是小于88°，并且 形成流動調(diào)整器的引導(dǎo)面的第二內(nèi)部錐的側(cè)面角大于2°，特別是大于4°，且小于45°， 特別是小于10°。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十四實施方式中，至少一個傳感器元件是利用至少一 個壓電元件和/或利用至少一個壓敏元件形成的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十五實施方式中，至少一個傳感器元件是利用至少一 個與鐵心相配的螺管線圈形成的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十六實施方式中，至少一個傳感器元件是利用至少一 個接觸在測量管中流動的介質(zhì)且感測電勢的測量電極形成的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十七實施方式中，至少一個傳感器元件是利用至少一 個對測量變量的變化作出反應(yīng)的測量電容形成的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十八實施方式中，至少一個傳感器元件是利用至少一 個電阻形成的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第四十九實施方式中，至少一個傳感器元件在操作期間在 測量管中流動的介質(zhì)的影響下經(jīng)歷重復(fù)的機械變形。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十實施方式中，至少一個傳感器元件在操作期間在測 量管中流動的介質(zhì)的影響下重復(fù)地相對于靜態(tài)靜止位置移動。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十一實施方式中，測量換能器包括至少一個設(shè)置在測 量管中的阻流體。
在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十二實施方式中，傳感器組件的至少一個傳感器元 件，特別是至少部分突出入測量管的傳感器元件，設(shè)置在至少一個阻流體的下游。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十三實施方式中，測量換能器實施為旋渦流量計，特 別是渦街流量計。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十四實施方式中，測量換能器實施為磁感應(yīng)流量計。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十五實施方式中，測量換能器實施為振動型流量計， 特別是科里奧利質(zhì)量流量計、密度計和/或粘度計。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十六實施方式中，測量換能器實施為超聲流量計。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十六實施方式中，由突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第一內(nèi) 部棱約束的流動調(diào)整器的內(nèi)腔的橫截面大于由突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱約束 的流動調(diào)整器的內(nèi)腔的橫截面。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十七實施方式中，由突出入流動調(diào)整器內(nèi)腔的第二內(nèi) 部棱約束的流動調(diào)整器的內(nèi)腔的橫截面小于過程管線引入段的流動橫截面，特別是小于流 動調(diào)整器的入口端的流動橫截面。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十八實施方式中，由第二內(nèi)部棱約束的橫截面與過程 管線引入段的流動橫截面的收縮比保持小于0. 9。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第五十九實施方式中，由第二內(nèi)部棱約束的橫截面與過程 管線引入段的流動橫截面的收縮比保持大于0. 1。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十實施方式中，由第二內(nèi)部棱約束的橫截面與過程管 線引入段的流動橫截面的收縮比保持在0. 19 0. 78的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十一實施方式中，由第二內(nèi)部棱約束的橫截面與測量 管的流動橫截面的壓縮比保持大于0. 9。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十二實施方式中，由第二內(nèi)部棱約束的橫截面與測量 管的流動橫截面的壓縮比保持小于5。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十三實施方式中，由第二內(nèi)部棱約束的橫截面與測量 管的流動橫截面的壓縮比保持在0. 9 2. 5的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十三實施方式的第一發(fā)展中，過程管線的引入段的流 動橫截面與測量管的流動橫截面之間的截面比和壓縮比之間的差保持大于0. 2。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十三實施方式的第二發(fā)展中，過程管線的引入段的流 動橫截面與測量管的流動橫截面之間的截面比和壓縮比之間的差保持小于10。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十三實施方式的第三發(fā)展中，過程管線的引入段的流 動橫截面與測量管的流動橫截面之間的截面比和壓縮比之間的差保持大于0. 4且小于8。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十四實施方式中，第一引導(dǎo)面至少部分是通過在流動 調(diào)整器中成形的特別是環(huán)形和/或環(huán)繞的溝或槽而形成的。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十五實施方式中，第一引導(dǎo)面是通過在流動調(diào)整器中 成形的環(huán)形槽形成的。 在本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第六十六實施方式中，第一引導(dǎo)面是通過在流動調(diào)整器中 成形的內(nèi)部錐形成的。 在本發(fā)明的方法的第一實施方式中，進一步包括在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中感生至少一個另外的基本靜態(tài)的特別是基本位置固定的環(huán)形旋渦的步驟，其中至少兩個環(huán)形旋 渦的每一個的最大虛擬慣性主軸基本彼此平行地延伸并且/或者至少在軸向延伸上彼此
基本一致。在本發(fā)明的方法的第二實施方式中，進一步包括令介質(zhì)朝向流動調(diào)整器的沖擊面 流動的步驟，以在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中感生基本靜態(tài)的環(huán)形旋渦，所述沖擊面與在流 動調(diào)整器的特別是沿著流動調(diào)整器的母線封閉環(huán)繞的邊界區(qū)域中流動的介質(zhì)相對。本發(fā)明的一個基本思想是不僅通過將流體充分加速并且由此轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣睦字Z 數(shù)范圍而提高所述類型測量系統(tǒng)的測量精度，而且還一方面利用放置在實際測量換能器之 前的流動調(diào)整器而基本消除可能在測量系統(tǒng)上游引入流體的干擾(例如，在管壁附近的邊 界區(qū)域中“混雜”的旋渦)，另一方面利用流動調(diào)整器為流入測量換能器的介質(zhì)建立一個對 于干擾基本不敏感、對于測量原理可以被充分好地再現(xiàn)的流型。特別地，這在本發(fā)明的測量 系統(tǒng)中是通過在測量系統(tǒng)入口區(qū)域中產(chǎn)生至少一個基本環(huán)形的旋渦而實現(xiàn)的，該旋渦至少 在穩(wěn)定狀態(tài)中保持基本上位置固定。對于流經(jīng)的介質(zhì)，這個穩(wěn)態(tài)旋渦實際上作為附加的橫 截面約束并且因而作為在流動介質(zhì)內(nèi)固有形成的“虛擬”噴嘴。這種“虛擬”噴嘴的一個特 殊特性是，它基本消除了在入口區(qū)域之前在流體中可能引起的干擾，并且由此實際上在下 游得到了基本不受干擾的流型。環(huán)形旋渦的大小和強度甚至與出現(xiàn)的干擾的大小及強度匹 配，從而這樣獲得的“虛擬”噴嘴實際上在有效干擾消除器的意義上是自適應(yīng)的。這里，本發(fā)明基于以下令人驚奇的發(fā)現(xiàn)利用放置于測量系統(tǒng)入口區(qū)域中且在介 質(zhì)流經(jīng)的內(nèi)腔的邊界區(qū)域中用作限定的干擾的流動障礙物(這里是兩個在流動方向上前 后設(shè)置的盡可能尖銳并且盡可能完全特別是環(huán)形地環(huán)繞的內(nèi)部棱)，與設(shè)置在內(nèi)部棱之間 或者在內(nèi)部棱與流動調(diào)整器出口端之間的引導(dǎo)面相互作用，可以實現(xiàn)這種穩(wěn)定的特別是基 本位置固定的旋渦。在兩個內(nèi)部棱之間的凹入的引導(dǎo)面(它應(yīng)當(dāng)盡可能以具有優(yōu)點的方式 基本對應(yīng)于環(huán)形外殼的一個特別是大約為1/2片段到大約1/5片段的量級的片段的外表 面，或者對應(yīng)于類似的桶體的外表面)對于旋渦敞開一個空間，在該空間中，旋渦可以相對 于流體剩余部分得到保護，基本不受干擾并因而具有確定的形式。這又推進了旋渦的位置 穩(wěn)定性并且還支持了旋渦的大小及尺寸可以最優(yōu)地適應(yīng)流動調(diào)整器內(nèi)部的瞬時流動條件。 另外，處于兩個引導(dǎo)面之間的第二內(nèi)部棱限制了在軸向上的旋渦最大尺寸并且因而提供了 旋渦的附加穩(wěn)定性。作為環(huán)形旋渦以及與其相伴隨的流體偏轉(zhuǎn)的結(jié)果，在下游獲得的流型在流動調(diào)整 器中行進一段非常短的距離之后，至少在進入隨后的測量管時令人高興地基本對應(yīng)于完全 湍流的管道輪廓。利用環(huán)形旋渦產(chǎn)生的“虛擬”噴嘴的效果可以進一步得到改進，其中在利用內(nèi)部棱 產(chǎn)生的旋渦的上游引起另一個同樣盡可能位置固定地在流動調(diào)整器中的旋渦，其可能緊鄰 地位于由內(nèi)部棱產(chǎn)生的旋渦之前。這可以在本發(fā)明的流動調(diào)整器中以結(jié)構(gòu)上非常簡單的方 式通過以下方法實現(xiàn)明確地提供由入口側(cè)的第一內(nèi)部棱限定的沖擊面，特別是在圓周上 基本均勻地環(huán)繞的沖擊面，從而該沖擊面以足以形成旋渦的方式與流到其上的介質(zhì)相對作 用，作為阻擋流動的流動障礙物。通過形成兩個這樣的特別是基本彼此共中心的環(huán)形旋渦，一方面可以更好地捕獲 在流入的介質(zhì)中夾帶的旋渦并從而更為有效地消除旋渦。另一方面，利用兩個這種順序設(shè)
17置的共中心旋渦，這樣形成的對于流體有效作用的“虛擬”噴嘴的輪廓具有整體上的凸起形 狀，并且相應(yīng)地對于特別是在壁附近的流體部分，在測量系統(tǒng)的整個入口區(qū)域中實際上具 有圍繞大約S形的一面凹一面凸的形狀。在特殊測量中，這有利于得到在廣泛的應(yīng)用范圍 上都同樣可被良好再現(xiàn)且非常適合隨后測量的流型。于是，盡管在引入段中可能有受到擾 動的流動，介質(zhì)仍然可以經(jīng)由流動調(diào)整器而以至少基本上與標(biāo)定條件類似的流型供應(yīng)至測 量換能器。例如在開始提到的旋渦測量儀表的情況中，使用本發(fā)明的流動調(diào)整器還具有以下 優(yōu)點盡管所連接的過程管線的引入段的口徑與測量管的口徑相差較大，例如相差超過兩 個公稱直徑級別，該測量儀表仍然適于測量較慢流動的氣體。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細解釋本發(fā)明，附圖中圖1以側(cè)視圖透視性地顯示了用于在過程管線中流動的介質(zhì)的測量系統(tǒng)；圖2、3顯示了根據(jù)旋渦原理工作并且適用于圖1的測量系統(tǒng)中的測量換能器；和圖4 6以縱截面示意性顯示了圖1的測量系統(tǒng)的細節(jié)。
具體實施例方式圖1示意性地顯示了一個在需要是也被模塊化構(gòu)造的測量系統(tǒng)，其適于非常魯棒 地測量在未顯示的過程管線中流動的介質(zhì)(例如，液體、氣體、蒸汽，等等)的至少一個測量 變量并用于將該測量變量映射為至少一個相應(yīng)的測量值χΜ，其中測量變量特別是質(zhì)量流量 m和/或體積流量ν和/或流速u和/或其他流動參數(shù)。測量系統(tǒng)為此包括至少一個用于 流動介質(zhì)的在線測量儀表。測量儀表是利用適于此目的的測量換能器100以及至少間歇地 與該測量換能器電聯(lián)接的測量電子器件形成的。于是，在線測量儀表包括測量換能器100 以及電子器件外殼200，在工作期間待測介質(zhì)流經(jīng)該測量換能器，與測量換能器100電連接 的這里未詳細描述的測量電子器件容納于所述電子器件外殼中。測量換能器100具有至少一個插入特別是作為管道構(gòu)成的過程管線的路線中的 測量管，在測量系統(tǒng)工作期間，令待測介質(zhì)至少間歇地流經(jīng)測量管。在線測量儀表特別是用 于至少間歇地產(chǎn)生至少一個測量信號，該測量信號受到測量管中存在的介質(zhì)的至少一個物 理參數(shù)(特別是流速、質(zhì)量流量m、體積流量ν、密度P和/或粘度η)影響并且合適地對 應(yīng)于測量變量。這里，在線測量儀表的設(shè)置在測量管上和/或測量管附近的傳感器組件用 于產(chǎn)生至少一個測量信號，該傳感器組件至少間接地以合適地影響至少一個測量信號的方 式對于介質(zhì)的至少一個測量變量的變化做出反應(yīng)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，測量電子器件可以在測量系統(tǒng)工作期間通過數(shù)據(jù) 傳輸系統(tǒng)(例如，現(xiàn)場總線系統(tǒng))與測量系統(tǒng)的上位測量值處理單元(例如可編程邏輯控 制器PLC、個人電腦或工作站)交換測量數(shù)據(jù)和/或其他操作數(shù)據(jù)，特別是至少一個測量值 XM。對于測量系統(tǒng)聯(lián)接至現(xiàn)場總線或其他通信系統(tǒng)的情況，測量儀表電子器件具有用于數(shù) 據(jù)通信的相應(yīng)通信接口，例如用于將測量數(shù)據(jù)發(fā)送至已經(jīng)提到的可編程邏輯控制器或上位 的過程控制系統(tǒng)。為此還可以使用相應(yīng)建立的測量及自動化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)接口。另外，外部 電源也可以連接至現(xiàn)場總線系統(tǒng)，并且測量系統(tǒng)可以以上述方式通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)直接得到供電。在這里顯示的實施例中，旋渦流量計用作在線測量儀表，已知其很好地適用于測 量氣體，高度精確地記錄待測介質(zhì)的物理測量變量，特別是質(zhì)量流量m、密度P和/或粘度 η。然而，也可以使用在過程自動化技術(shù)中同樣建立的其他在線測量儀表來確定測量變量， 例如磁感應(yīng)流量計、克里奧利流量計、熱學(xué)流量計、壓差流量計、超聲流量計，等等。圖2和3的透視性全視圖是關(guān)于根據(jù)旋渦原理工作的旋渦測量換能器的一個實施 例，它們一方面沿著流動方向(圖2)另一方面逆著流動方向(圖3)顯示了旋渦流量計的 部分剖開的測量換能器1，其具有固定至測量管2的壁21上并且突出貫穿孔22的旋渦傳感 器3。這個傳感器可以例如是具有電容傳感器元件的動態(tài)補償旋渦傳感器，例如在中US-A 60 03 384所描述的。沿著測量管2的直徑在測量管內(nèi)部設(shè)置有阻流體4，其與測量管2固定地連接，形 成所示的第一固定位置41和未顯示的第二固定位置41*?？?2的中心和固定位置41的中 心位于測量管2的一條母線上。阻流體4具有沖擊面42，在工作期間待測介質(zhì)(例如，液體、氣體或蒸汽)流向該 沖擊面。阻流體4還具有兩個側(cè)面，其中一個(前)面43在圖2和3中可見。由沖擊面42 和側(cè)面形成兩個分離棱44，圖2中僅可以完整地看到一個(前)分離棱44，而(后)分離 棱45只表示出來而沒有被完全顯示。圖2和3的阻流體4具有基本為三角直棱柱的形狀，也就是具有三角形橫截面的 棱柱。然而，也可以使用其他對于這種旋渦流量計常用的阻流體形狀。通過介質(zhì)朝向沖擊面42流動，以已知的方式在阻流體4下游形成卡曼渦街，其中 旋渦在每一分離棱被交替地分離以及由流動的介質(zhì)帶走。這個旋渦在流動的介質(zhì)中產(chǎn)生局 部的壓力波動，其相對于時間的分離頻率(也就是所謂的旋渦頻率)是介質(zhì)的流速和/或 體積流率的量度。壓力波動被利用旋渦傳感器3轉(zhuǎn)換為用作電子測量信號的旋渦信號，其被送入容 納在電子器件外殼中的(這里沒有示出且未詳細闡述的)測量電子器件，測量電子器件由 此相應(yīng)地計算例如流動介質(zhì)的流速和/或體積流量。旋渦傳感器3在阻流體4的下游插入在測量管2的管壁21中的孔22內(nèi)，并且將 孔22相對于測量管2的外表面，為此，旋渦傳感器3與管壁21旋接。用于此目的的例如是 四個螺釘，其中在圖2和3中可以看到螺釘5、6、7，而圖4中示出了所配屬的孔50、60、70、 80。正如圖2和3所示，旋渦傳感器3包括楔形傳感器葉片31和外殼蓋32，該傳感器 葉片貫穿管壁21的孔22突出進入測量管2的內(nèi)部。外殼蓋32在延伸部322終止，其中插 入了薄壁的中間件323 ；參見所提到的US-A 60 03 384。傳感器葉片31具有多個主面，其中僅有主面311在圖2和3中可見。主面與所提 到的測量管2的母線對齊并且形成前部棱313。傳感器葉片31還可以具有其他合適的空間 形狀；從而它例如可以具有兩個平行的主面，這兩個主面形成兩條平行的前部棱。傳感器葉片31比測量管2的直徑短；另外，它抗彎曲并且具有相應(yīng)的盲孔。為了 使得盲孔具有足夠的直徑，壁部分延伸超過主面。圖2中示出了這些壁部分中的一個，即， 壁部分315。盲孔盡可能達到前部棱313的附近并且在那里具有底面。
還為旋渦傳感器3分配一個覆蓋了孔22的薄膜，其具有朝向介質(zhì)的第一表面和背 離介質(zhì)的第二表面。傳感器葉片31固定至第一表面，并且物理-電子傳感器元件固定至第 二表面。傳感器葉片31、薄膜、其環(huán)形邊緣以及傳感器36的固定至薄膜33的部分可以例如 由一個工件制成，該工件的材料例如是金屬，特別是不銹鋼。傳感器元件36產(chǎn)生上面提到 的信號，其頻率與流動介質(zhì)的體積流量成正比。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)中，正如圖4、5和6示意性示出的，用于引導(dǎo)待測介質(zhì)的特 別是基本直的測量管的流動橫截面Al小于過程管線的在入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段 400的流動橫截面。于是，測量系統(tǒng)還包括流動調(diào)整器300，其設(shè)置在測量管的入口端并且 位于測量管和引入段之間。流動調(diào)整器300具有內(nèi)腔，在工作期間介質(zhì)流經(jīng)該內(nèi)腔。內(nèi)腔 朝向測量管2逐漸變細。這里，流動調(diào)整器的朝向過程管線引入段的入口端的流動橫截面a 大于測量管的流動橫截面Al，而流動調(diào)整器的朝向測量管的出口端的流動橫截面小于流動 調(diào)整器的入口端的流動橫截面。另外，流動調(diào)整器具有至少一個第一內(nèi)部棱Kl和至少一個 第二內(nèi)部棱K2，第一內(nèi)部棱設(shè)置在流動調(diào)整器的出口端的上游并且突入流動調(diào)整器的內(nèi)腔 中，特別是沿著流動調(diào)整器的母線環(huán)繞和/或是環(huán)形的；第二內(nèi)部棱設(shè)置在第一內(nèi)部棱Kl 的下游并且同樣突入流動調(diào)整器的內(nèi)腔中，特別沿著流動調(diào)整器的母線環(huán)繞和/或是環(huán)形 的，其中在工作期間，在流動調(diào)整器中引導(dǎo)的介質(zhì)對著每一條內(nèi)部棱流動。對于介質(zhì)流經(jīng)流動調(diào)整器的情況，在第一內(nèi)部棱Kl和第二內(nèi)部棱K2之間形成基 本環(huán)形的第一旋渦wl，其至少在穩(wěn)定狀態(tài)中基本位置固定。在本發(fā)明的一個實施例中，每一 條內(nèi)部棱ΚΙ、K2這樣形成并設(shè)置在流動調(diào)整器中，使得它基本垂直于流動調(diào)整器的縱軸和 /或垂直于測量管的縱軸。進一步，每一條內(nèi)部棱在圓周上特別是環(huán)形地延伸，并且因而自 封閉。在這里顯示的一個實施例中，第一內(nèi)部棱進一步設(shè)置在流動調(diào)整器的入口端的附近， 特別是與其緊鄰。由于利用較為尖銳的內(nèi)部棱可以實現(xiàn)特別好的結(jié)果，所以在具有優(yōu)點的 實施例中，每一條內(nèi)部棱的棱角半徑小于2mm，特別是小于0. 6mm。在這里顯示的流動調(diào)整器的結(jié)構(gòu)中，在流動調(diào)整器的特別是環(huán)形環(huán)繞的端部區(qū)域 中設(shè)置的由流動調(diào)整器的第一內(nèi)部棱限定并且用于令沖擊到其上的介質(zhì)起旋渦的沖擊面P 的上游，除了第一旋渦wl之外，還形成基本環(huán)形的第二旋渦《2，其同樣至少在穩(wěn)定狀態(tài)中 基本位置固定。實際上，這樣形成第二旋渦《2，使得兩個旋渦wl、w2中每一個的最大虛擬 慣性主軸至少在軸向延伸上基本彼此一致。作為替代或者補充，兩個旋渦wl、w2中的每一 個的最大虛擬慣性主軸各自與流動調(diào)整器的虛擬縱軸和/或測量管的虛擬縱軸基本一致。沖擊面P這樣在流動調(diào)整器中設(shè)置并定向，使得它至少部分基本垂直于流動調(diào)整 器的虛擬縱軸延伸和/或部分基本垂直于測量管的虛擬縱軸延伸。由于利用良好成型的沖 擊面可以實現(xiàn)特別好的結(jié)果，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，沖擊面在徑向上的高度h2為 至少1mm。沖擊面P可以例如為基本平坦的圓環(huán)面，或者也可以為圓錐形，即，朝向測量管逐 漸變細或者朝向過程管線擴寬。正如可以從圖4、5和6中看到的，產(chǎn)生旋渦的第一內(nèi)部棱Kl是通過沖擊面P與第 一引導(dǎo)面LFl (其同樣由第一內(nèi)部棱Kl限定)的交叉而形成的，該第一引導(dǎo)面朝向流動調(diào) 整器的出口端延伸并且用于支持并穩(wěn)定第一旋渦wl。在這里顯示的實施例中，以簡單的方 式，通過保持流動調(diào)整器的入口端的內(nèi)徑小于過程管線的引入段的口徑，形成沖擊面P以 及第一內(nèi)部棱Kl。在本發(fā)明的一個實施例中，第一引導(dǎo)面LFl對應(yīng)于環(huán)形外殼的一個片段(這里大約為1/4或1/3片段)或者類似的桶體的外表面。在簡單的方式中，引導(dǎo)面LFl可 以通過至少部分由例如在流動調(diào)整器中形成的環(huán)形溝槽或者在流動調(diào)整器中形成的內(nèi)部 圓錐而實現(xiàn)。特別地，在本發(fā)明的另一實施例中，在兩條內(nèi)部棱之間形成的引導(dǎo)面LFl至少 部分相對于流動調(diào)整器的虛擬縱軸強烈凹入地成形。正如在圖4、5和6中示意性示出的，第一引導(dǎo)面LFl進一步延伸，最后達到流動調(diào) 整器的第二引導(dǎo)面LF2并從而形成第二內(nèi)部棱K2，該第二引導(dǎo)面用于引導(dǎo)在流動調(diào)整器中 流動的介質(zhì)。例如如圖4至6所示，朝向測量管逐漸變細的第二引導(dǎo)面LF2基本錐狀成形， 特別是至少部分具有凸起的輪廓線。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)中，內(nèi)部棱和引導(dǎo)面還特別地相對于彼此這樣成形并設(shè)置， 使得流動調(diào)整器的內(nèi)壁整體上具有主要為凸起的輪廓。通過可能提供的沖擊面，流動調(diào)整 器的內(nèi)壁的輪廓的上述凸起的程度進一步增大。在本發(fā)明的方法中，在測量操作期間令介質(zhì)流出引入段并進入流動調(diào)整器。由于 在流動調(diào)整器的縱軸的方向上的流動橫截面變小，介質(zhì)被加速。隨著介質(zhì)流經(jīng)第一內(nèi)部棱 K1，在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中的介質(zhì)內(nèi)部至少形成第一旋渦wl，并且實際上，旋渦wl的 最大慣性主軸基本與流動調(diào)整器的縱軸和/或測量管的縱軸一致。對于流經(jīng)旋渦wl的介 質(zhì)，其既實現(xiàn)進一步的橫截面收縮，還相對于引導(dǎo)面L居中地作用，并從而穩(wěn)定流型。這里，旋渦wl由兩條內(nèi)部棱K1、K2之間提供的引導(dǎo)面LF 1支持，并且通過引導(dǎo)面 LFl和第二內(nèi)部棱Κ2的配合而在最大軸向延伸上得到限制并且在形狀及尺寸上在很大程 度上得到限定。于是，防止了旋渦wl被不受控制且同樣不期望地分割和/或分離。對于這里顯示的在流動調(diào)整器的入口區(qū)域引發(fā)至少一個其他基本穩(wěn)定的特別是 基本位置固定的環(huán)形旋渦的情況，有效的是提供附加的橫截面收縮并且因而流體進一步加 速。于是，可以實現(xiàn)對于測量系統(tǒng)的期望測量精度足夠高的雷諾數(shù)以及足夠高的湍流程度， 從而在連接至流動調(diào)整器的測量管中可以建立可良好預(yù)估且可良好再現(xiàn)的流型。在以下的表1、2和3以及所附權(quán)利要求中給出了其他優(yōu)選實施例以及特殊發(fā)展， 特別是對于本發(fā)明的流動調(diào)整器的各個元件具有優(yōu)點的大小，其中Al-測量管的流動橫截面；Α2-過程管線的引入段的流動橫截面；Α2/Α1-過程管線的引入段的流動橫截面Α2與測量管的流動橫截面Al的截面比；a_流動調(diào)整器的由第一內(nèi)部棱Kl約束的內(nèi)腔的橫截面；a/Al-由第一內(nèi)部棱約束的橫截面a與測量管的橫截面Al的壓縮比；A2/Al-a/Al_截面比A2/A1與壓縮比a/Al之間的差；a/A2-由第一內(nèi)部棱Kl約束的橫截面a與過程管線的引入段的流動橫截面A2的 收縮比；A2/Al-a/A2_截面比A2/A1與收縮比a/A2之間的差；C-流動調(diào)整器的由第二內(nèi)部棱K2約束的內(nèi)腔的橫截面；c/Al-由第二內(nèi)部棱K2約束的橫截面c與測量管的橫截面Al的壓縮比；A2/A1-C/A1-截面比A2/A1與壓縮比c/Al之間的差；c/A2-由第二內(nèi)部棱約束的橫截面c與過程管線的引入段的流動橫截面A2的收縮 比；
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A2/A1-C/A2-截面比A2/A1與收縮比c/A2之間的差；Dl-測量管的口徑；D2-過程管線的在入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段的口徑；D2/D1-過程管線的引入段的口徑D2與測量管的口徑Dl的口徑比；d-流動調(diào)整器的由內(nèi)部棱K約束的內(nèi)腔的橫截面的直徑；Ll-測量管的安裝長度；L2-流動調(diào)整器的安裝長度；Lm-傳感器元件與測量管入口端的距離；α-形成流動調(diào)整器的沖擊面的內(nèi)部錐的側(cè)面角(α =90° -α ；β-形成流動調(diào)整器的引導(dǎo)面的內(nèi)部錐的側(cè)面角。關(guān)于流動調(diào)整器的具有優(yōu)點的實施例和進一步發(fā)展，特別是涉及測量管以及測量 系統(tǒng)整體的合適大小及使用，還參考未提前公開的國際專利申請PCT/EP2007/057467和 PCT/EP2007/057468的公開內(nèi)容，它們的內(nèi)容要被看作是本發(fā)明的公開內(nèi)容的補充。表1: 表2:
權(quán)利要求
測量系統(tǒng)，其插入過程管線特別是管道的路線中，用于記錄在過程管線中流動的介質(zhì)的至少一個測量變量，特別是質(zhì)量流量、體積流量、流速、密度、粘度、壓力、溫度，等等，該測量系統(tǒng)包括 測量換能器， 該測量換能器具有用于引導(dǎo)待測介質(zhì)的測量管，特別是基本直的測量管，該測量管的流動橫截面(A1)小于過程管線的在入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段的流動橫截面，以及 該測量換能器具有傳感器組件， 該傳感器組件具有至少一個主要對于待記錄的測量變量，特別是該測量變量的變化，作出反應(yīng)的傳感器元件(3)，并且 該傳感器組件利用至少一個傳感器元件提供至少一個受到測量變量影響的測量信號； 與測量換能器通信的測量電子器件，該測量電子器件通過使用至少一個測量信號而至少間歇地產(chǎn)生至少一個瞬時代表測量變量的測量值，特別是質(zhì)量流量測量值、體積流量測量值、密度測量值、粘度測量值、壓力測量值、溫度測量值；和 設(shè)置在測量管的入口側(cè)的流動調(diào)整器，該流動調(diào)整器處于測量管和過程管線的引入段之間，流動調(diào)整器的內(nèi)腔朝向測量管逐漸變細并且在操作期間由介質(zhì)流過； 其中流動調(diào)整器的朝向過程管線的引入段的入口端的流動橫截面(a)大于測量管的流動橫截面(A1)，流動調(diào)整器的朝向測量管的出口端的流動橫截面(b)小于流動調(diào)整器的入口端的流動橫截面；以及 其中，流動調(diào)整器具有至少一個設(shè)置在流動調(diào)整器的出口端上游的第一內(nèi)部棱(K1)，該第一內(nèi)部棱突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔，特別是沿著流動調(diào)整器的母線環(huán)繞和/或是環(huán)形的；流動調(diào)整器還具有至少一個設(shè)置在第一內(nèi)部棱(K1)下游的第二內(nèi)部棱(K2)，該第二內(nèi)部棱同樣突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔，特別是沿著流動調(diào)整器的母線環(huán)繞和/或是環(huán)形的，在操作期間在流動調(diào)整器的內(nèi)部引導(dǎo)的介質(zhì)向著這兩個內(nèi)部棱(K1，K2)流動； 其中，流動調(diào)整器的一個特別是至少部分相對于流動調(diào)整器的虛擬縱軸強烈凹入成形的第一引導(dǎo)面(LF1)在突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱(K1)以及突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱(K2)之間延伸；以及 其中突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱約束流動調(diào)整器的特別是基本上凸出的第二引導(dǎo)面(LF2)，該第二引導(dǎo)面用于引導(dǎo)在流動調(diào)整器中流動的介質(zhì)并且朝向流動調(diào)整器的出口端延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中過程管線的引入段的流動橫截面(Α2)與測 量管的流動橫截面(Al)的截面比(Α2/Α1)保持大于1. 5和/或小于10，特別是在1. 66 9.6的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中由第一內(nèi)部棱約束的橫截面(a)與過 程管線的引入段的流動橫截面(A2)的收縮比(a/A2)保持小于0.9和/或大于0. 1，特別是 在0. 25 0. 85的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2結(jié)合權(quán)利要求3所述的測量系統(tǒng)，其中截面比(A2/A1)與收縮比(a/ A2)之間的差(A2/Al-a/A2)保持大于0. 5和/或小于10，特別是大于0. 83且小于9. 5。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由第二內(nèi)部棱 (K2)約束的橫截面(c)與測量管的流動橫截面(Al)的壓縮比(c/Al)保持大于0.9和/或 小于5，特別是在0. 9 2. 5的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2結(jié)合權(quán)利要求5所述的測量系統(tǒng)，其中過程管線的引入段的流動橫 截面(A2)與測量管的流動橫截面(Al)之間的截面比(A2/A1)和壓縮比(c/Al)之間的差 (A2/A1-C/A1)保持大于0. 2和/或小于10，特別是大于0. 4且小于8。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中由第一內(nèi)部棱約束的橫截面(a)與測 量管的流動橫截面(Al)之間的壓縮比(a/Al)保持大于1.2和/或小于5，特別是在1.3 3的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2結(jié)合權(quán)利要求7所述的測量系統(tǒng)，其中截面比(A2/A1)與壓縮比(a/ Al)之間的差(A2/Al-a/Al)保持大于0. 2和/或小于10，特別是大于0. 25且小于8。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中測量管的口徑(Dl)比過程管線的在 入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段的口徑小。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測量系統(tǒng)，_其中流動調(diào)整器的朝向過程管線的引入段的入口端的口徑大于測量管的口徑(Dl)， 并且流動調(diào)整器的朝向測量管的出口端的口徑小于流動調(diào)整器的入口端的口徑；和/或-其中流動調(diào)整器的入口端的內(nèi)徑(d)保持小于過程管線的引入段的口徑(D2)，由此 形成突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱；和/或-其中流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱約束的橫截面的 直徑⑷小于過程管線的引入段的口徑(D2)；和/或-其中過程管線的引入段的口徑(D2)與測量管的口徑(Dl)的口徑比(D2/D1)保持大 于1. 1和/或小于5，特別是在1. 2 3. 1的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中測量管的安裝長度(Li)大于流動調(diào) 整器的安裝長度(L2)，從而流動調(diào)整器的安裝長度(L2)與測量管的安裝長度(Li)的安裝 長度比(L2/L1)保持小于1。
12.根據(jù)權(quán)利要求9結(jié)合權(quán)利要求11所述的測量系統(tǒng)，其中過程管線的引入段的口徑 (D2)與測量管的口徑(Dl)的口徑比(D2/D1)至少為流動調(diào)整器的安裝長度(L2)與測量管 的安裝長度(Li)的安裝長度比(L2/L1)的10%。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中至少一個特別是在操作期間浸入介 質(zhì)的傳感器元件與測量管的入口端相距一段距離(Lm)設(shè)置在測量管內(nèi)部和/或特別是直 接設(shè)置在測量管上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13結(jié)合權(quán)利要求9所述的測量系統(tǒng)，其中放置至少一個傳感器元件， 使得所述距離(Lm)與測量管的口徑(Dl)之比保持大于1。
15.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi) 部棱限定流動調(diào)整器的沖擊面，該沖擊面設(shè)置在流動調(diào)整器的特別是環(huán)形環(huán)繞的邊界區(qū)域 中并且用于令流到該沖擊面上的介質(zhì)起旋渦。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測量系統(tǒng)，-其中沖擊面在流動調(diào)整器中設(shè)置及定向，使得該沖擊面至少部分基本垂直于流動調(diào) 整器的虛擬縱軸延伸并且/或者該沖擊面部分基本垂直于測量管的虛擬縱軸延伸；和/或-其中沖擊面在徑向上的高度為至少Imm ；和/或-其中沖擊面為環(huán)形面；和/或-其中沖擊面和第一內(nèi)部棱至少部分由在流動調(diào)整器入口側(cè)中成形的特別是環(huán)形的和 /或自封閉的凸肩形成；和/或-其中沖擊面至少部分基本是平坦的；和/或-其中沖擊面在流動調(diào)整器中設(shè)置及定向，使得該沖擊面部分與流動調(diào)整器的橫截面 基本共面和/或該沖擊面部分與測量管的橫截面基本共面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的測量系統(tǒng)，其中-其中沖擊面至少部分基本為圓錐形；和/或-其中沖擊面朝向測量管逐漸變細；和/或-其中沖擊面朝向流動調(diào)整器的入口端逐漸變寬。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或17所述的測量系統(tǒng)，其中沖擊面和第一內(nèi)部棱至少部分由在流 動調(diào)整器入口側(cè)中成形的內(nèi)部錐形成，該內(nèi)部錐特別是朝向流動調(diào)整器的入口端延伸并且 向著測量管逐漸變細。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的測量系統(tǒng)，-其中形成流動調(diào)整器的沖擊面的內(nèi)部錐的側(cè)面角(α)大于45°，特別是大于60° ； 和/或-其中形成流動調(diào)整器的沖擊面的內(nèi)部錐的側(cè)面角(α)小于90°，特別是小于88°。
20.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中第二引導(dǎo)面和第二內(nèi)部棱至少部分 是由在流動調(diào)整器的入口側(cè)成形的內(nèi)部錐形成的，該內(nèi)部錐特別是朝向流動調(diào)整器的出口 端延伸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的測量系統(tǒng)，其中形成流動調(diào)整器的第二引導(dǎo)面的內(nèi)部錐的 側(cè)面角(β)大于2°特別是大于4°，和/或小于45°特別是小于10°。
22.根據(jù)權(quán)利要求18及20所述的測量系統(tǒng)，其中沖擊面是通過第一內(nèi)部錐形成的，該 第一內(nèi)部錐在流動調(diào)整器的入口側(cè)成形并且朝向流動調(diào)整器的入口端延伸；并且第二引導(dǎo) 面是通過第二內(nèi)部錐形成的，該第二內(nèi)部錐在流動調(diào)整器的入口側(cè)成形并朝向流動調(diào)整器 的出口端延伸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的測量系統(tǒng)，其中形成沖擊面的第一內(nèi)部錐的側(cè)面角大于形 成第二引導(dǎo)面的第二內(nèi)部錐的側(cè)面角。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的測量系統(tǒng)，其中形成流動調(diào)整器的沖擊面的第一內(nèi)部錐的 側(cè)面角(α)大于45°特別是大于60°，并且小于90°特別是小于88° ；以及其中形成流動 調(diào)整器的第二引導(dǎo)面的第二內(nèi)部錐的側(cè)面角(β)大于2°特別是大于4°，并且小于45° 特別是小于10°。
25.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，-其中至少一個傳感器元件是利用至少一個壓電元件和/或利用至少一個壓敏元件形 成的；和/或-其中至少一個傳感器元件是利用至少一個與鐵心相配的螺管線圈形成的；和/或_其中至少一個傳感器元件是利用至少一個接觸在測量管中流動的介質(zhì)且感測電勢的 測量電極形成的；和/或_其中至少一個傳感器元件是利用至少一個對測量變量的變化作出反應(yīng)的測量電容形 成的；和/或“其中至少一個傳感器元件是利用至少一個電阻形成的；和/或_其中至少一個傳感器元件在操作期間在測量管中流動的介質(zhì)的影響下經(jīng)歷重復(fù)的機 械變形；和/或_其中至少一個傳感器元件在操作期間在測量管中流動的介質(zhì)的影響下重復(fù)地相對于 靜態(tài)靜止位置運動。
26.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中測量換能器包括至少一個設(shè)置在測 量管中的阻流體。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的測量系統(tǒng)，其中傳感器組件的至少一個特別是至少部分突 出入測量管的傳感器元件設(shè)置在至少一個阻流體的下游。
28.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中，測量換能器為旋渦流量計，特別是 渦街流量計。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至27之一所述的測量系統(tǒng)，其中測量換能器為以下之一磁感應(yīng) 流量計；振動型流量計，特別是科里奧利質(zhì)量流量計、密度計和/或粘度計；或超聲流量計。
30.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，其中流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由突出入流動 調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱約束的橫截面(a)大于流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由突出入流動調(diào) 整器的內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱約束的橫截面(C)。
31.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，-其中流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱(K2)約束的橫 截面(c)小于過程管線的引入段的流動橫截面(A2)，特別是小于流動調(diào)整器的入口端的流 動橫截面；和/或-其中流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由第二內(nèi)部棱(K2)約束的橫截面(c)與過程管線的引入段 的流動橫截面(A2)的收縮比(c/A2)保持小于0. 9和/或大于0. 1，特別是在0. 19 0. 78 的范圍內(nèi)。
32.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)，_其中每一個突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的內(nèi)部棱都構(gòu)造并設(shè)置在流動調(diào)整器中，使得 該內(nèi)部棱基本上垂直于流動調(diào)整器的虛擬縱軸和/或垂直于測量管的虛擬縱軸；和/或-其中每一個突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的內(nèi)部棱都特別地環(huán)形地環(huán)繞，并且因而自封 閉；和/或-其中每一個突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的內(nèi)部棱的棱角半徑都小于2mm，特別是小于 0. 6mm ；和 / 或-其中流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第二內(nèi)部棱約束的橫截面 (a)，特別是還有流動調(diào)整器的內(nèi)腔的由突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱約束的橫 截面(a)，小于過程管線的引入段的流動橫截面(A2)；和/或_其中突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱特別是直接設(shè)置在流動調(diào)整器的入口端 附近；和/或-其中突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔的第一內(nèi)部棱直接設(shè)置在流動調(diào)整器的入口端；和/或_其中流動調(diào)整器至少在入口區(qū)域基本為環(huán)形圓柱狀；和/或 -其中測量管至少在入口區(qū)域基本為環(huán)形圓柱狀；和/或 “其中流動調(diào)整器至少在出口區(qū)域基本為環(huán)形圓柱狀；和/或 “其中特別是環(huán)形圓柱狀的測量管基本是直的；和/或_其中第一引導(dǎo)面至少部分是通過在流動調(diào)整器中成形的特別是環(huán)形和/或環(huán)繞的溝 或槽而形成的；和/或“其中第一引導(dǎo)面是通過在流動調(diào)整器中成形的環(huán)形槽形成的；和/或 -其中第一引導(dǎo)面是通過在流動調(diào)整器中成形的內(nèi)部錐形成的；和/或 -其中第一引導(dǎo)面(L2)相對于流動調(diào)整器的虛擬縱軸特別是主要地或完全地凹入；和/或_其中流動調(diào)整器的特別是圓錐形的第二引導(dǎo)面至少部分相對于流動調(diào)整器的虛擬縱 軸凸出；和/或-其中流動調(diào)整器的特別是圓錐形的第二引導(dǎo)面至少部分凹入；和/或 -其中流動調(diào)整器的第二引導(dǎo)面向著測量管逐漸收縮；和/或 -其中流動調(diào)整器的第二引導(dǎo)面基本為圓錐形。
33.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的測量系統(tǒng)的應(yīng)用，用于記錄在過程管線中流動的介 質(zhì)的至少一個測量變量，特別是質(zhì)量流量、體積流量、留宿、密度、粘度、壓力、溫度，等等。
34.用于利用插入過程管線的路線中的測量系統(tǒng)記錄在過程管線中流動的介質(zhì)的至少 一個測量變量的方法，測量變量特別是質(zhì)量流量、體積流量、流速、密度、粘度、壓力、溫度， 等等，該測量系統(tǒng)具有連接至過程管線的引入段的流動調(diào)整器以及連接至流動調(diào)整器的測 量換能器，該方法包括以下步驟-令待測介質(zhì)從引入段流入流動調(diào)整器；-沿著流動調(diào)整器的虛擬縱軸的方向加速流動的介質(zhì)，并且在流動調(diào)整器的入口區(qū)域 中流動的介質(zhì)內(nèi)部感生至少一個基本靜態(tài)的特別是基本位置固定的環(huán)形旋渦，使得所述至 少一個環(huán)形旋渦的最大虛擬慣性主軸與流動調(diào)整器的虛擬縱軸和/或測量換能器的測量 管的虛擬縱軸基本一致；-令待測介質(zhì)流經(jīng)所述至少一個環(huán)形旋渦，并且令待測介質(zhì)從流動調(diào)整器流入所連接 的測量換能器的測量管；以及-通過使用至少一個主要對于測量變量特別是測量變量的變化做出反應(yīng)的傳感器元 件，產(chǎn)生至少一個受到待記錄的測量變量影響的測量信號(si)；-其中，在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中感生至少一個基本靜態(tài)的環(huán)形旋渦的步驟包括令 介質(zhì)流經(jīng)流動調(diào)整器的第一內(nèi)部棱的步驟，該第一內(nèi)部棱突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔中并且 特別是沿著流動調(diào)整器的一條母線封閉地環(huán)繞，還包括令介質(zhì)流經(jīng)流動調(diào)整器的設(shè)置在第 一內(nèi)部棱下游的第二內(nèi)部棱的步驟，該第二內(nèi)部棱突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔中并且特別是 沿著流動調(diào)整器的一條母線封閉地環(huán)繞。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，進一步包括在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中感生至少一 個另外的基本靜態(tài)的特別是基本位置固定的環(huán)形旋渦的步驟，其中至少兩個環(huán)形旋渦的每 一個的最大虛擬慣性主軸基本彼此平行并且/或者至少在軸向延伸上彼此基本一致。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，進一步包括令介質(zhì)朝向流動調(diào)整器的沖擊面流動的6步驟，以在流動調(diào)整器的入口區(qū)域中感生基本靜態(tài)的環(huán)形旋渦，所述沖擊面與在流動調(diào)整 器的特別是沿著流動調(diào)整器的母線封閉環(huán)繞的邊界區(qū)域中流動的介質(zhì)相對。
全文摘要
測量系統(tǒng)插入過程管線的路線中并且用于記錄在過程管線中流動的介質(zhì)的至少一個測量變量。測量系統(tǒng)為此包括測量換能器，其具有用于引導(dǎo)待測介質(zhì)的測量管以及傳感器組件，該傳感器組件具有至少一個主要對于待測的測量變量作出反應(yīng)的傳感器元件并且利用至少一個傳感器元件提供至少一個受到測量變量影響的測量信號。測量系統(tǒng)還包括與測量換能器通信的測量電子器件，其通過使用至少一個測量信號而至少間歇地產(chǎn)生至少一個瞬時代表測量變量的測量值。在本發(fā)明的測量系統(tǒng)中，測量管的流動橫截面小于過程管線的在入口側(cè)連接至測量系統(tǒng)的引入段。測量系統(tǒng)還包括設(shè)置在測量管的入口側(cè)的流動調(diào)整器，其處于測量管和過程管線引入段之間。流動調(diào)整器的內(nèi)腔在向著測量管的方向上逐漸變細并且在操作期間由介質(zhì)流過。流動調(diào)整器具有至少兩個內(nèi)部棱，它們設(shè)置在入口端的上游并且突出入流動調(diào)整器的內(nèi)腔。在操作期間，在流動調(diào)整器之內(nèi)引導(dǎo)的介質(zhì)向著每一內(nèi)部棱流動。流動調(diào)整器的第一引導(dǎo)面在第一內(nèi)部棱和第二內(nèi)部棱之間延伸。另外，第二內(nèi)部棱約束流動調(diào)整器的第二引導(dǎo)面，該第二引導(dǎo)面朝向流動調(diào)整器的出口端延伸并且用于引導(dǎo)在流動調(diào)整器中流動的介質(zhì)。
文檔編號G01F15/18GK101910805SQ200880123601
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月30日
發(fā)明者賴納·赫克爾 申請人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司