本發(fā)明涉及一種渦流式流量測量設(shè)備,其帶有可被介質(zhì)至少部分地流過且被設(shè)備壁限定的介質(zhì)腔、至少一個設(shè)置在介質(zhì)腔中的阻擋體和至少一個設(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)在測量技術(shù)上被考慮用于探測在與壓力傳感器相鄰的介質(zhì)中的壓力,其中,為了檢測壓力傳感器的偏轉(zhuǎn),在壓力傳感器上和/或中設(shè)置有至少一個光纖,其中,該光纖在設(shè)備壁中穿過耐壓的光纖套管從介質(zhì)腔伸入到無介質(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):渦流式流量測量設(shè)備已公知許久,其中,測量原理的事實依據(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-通過渦流頻率測量來確定體積流量和質(zhì)量流量。在渦流線上出現(xiàn)的介質(zhì)渦流導致局部的能被壓力傳感器探測到的壓力波動。這種壓力傳感器可以具有基本上平面地設(shè)計的測量膜片,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)過壓力傳感器的測量膜片,進而可被探測到。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在流量測量設(shè)備殼體中的通道間接地檢測渦流線的壓力波動。由現(xiàn)有技術(shù)已知完全不同的用于檢測壓力傳感器偏轉(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)還已知用于檢測壓力傳感器移動的光纖,其中,據(jù)這里例如已知的構(gòu)造,光纖實際上垂直地位于壓力傳感器的測量膜片之前,且在端側(cè)對膜片施加光,該光被測量膜片反射并隨后用于探測移動。由現(xiàn)有技術(shù)也已知下述這種渦流式流量測量設(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,該光纖隨同壓力傳感器偏轉(zhuǎn),結(jié)果是,光纖拉長和/或縮短,光纖因而發(fā)生長度變化。已知可在光學上以高精度對這種長度變化進行分析,例如采用本已公知的基于電磁波干涉的方法進行分析。采用這些方法可以直截了當?shù)乜煽康靥綔y出位于所用電磁波的波長范圍內(nèi)的長度變化。光纖特別是對彎曲和彎折負荷比較敏感,從而為了使得光纖從介質(zhì)腔伸到無介質(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)化學腐蝕性方面會產(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,從而使得無介質(zhì)的外腔可靠地與介質(zhì)腔隔離,例如用于光纖信號的電子分析機構(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械穩(wěn)固的密封件粘接或焊接起來,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,因為光纖通常并非由渦流式流量測量設(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,因為光纖通常呈套圈狀地伸入到渦流式流量測量設(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,使得對于任何設(shè)備變型來說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)在機械上也比較繁瑣,若不把光纖套管從設(shè)備壁中取出來,就無法拆下壓力傳感器。如此布置的光纖在長度上缺少靈活性,這通常也導致在無介質(zhì)的腔中產(chǎn)生額外的連接點。
技術(shù)實現(xiàn)要素: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,該光纖套管無需特別地布置光纖,且可輕易地制得。首先主要針對本發(fā)明所基于的渦流式流量測量設(shè)備和光纖套管,采用如下措施來實現(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)的引導件中導向,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的光纖將光纖通道封閉。本發(fā)明的光纖套管無需特別地布置光纖,既不必把密封件套到光纖上,也不必把這種密封件與光纖連接起來。就本發(fā)明的光纖套管而言,光纖在一定程度上從第一側(cè)被第一密封件包夾,且從第二側(cè)被第二密封件包夾,其中,由調(diào)節(jié)機構(gòu)施加到第二密封件上的壓力的大小必須至少使得第一密封件和/或第二密封件在一定程度上彈性地和/或塑性地變形,致使光纖被密封地包夾,同時第一密封件的接觸面和第二密封件的接觸面也密封地彼此封閉。由此可見,第一密封件的和第二密封件的用于光纖的接觸面不僅是用于光纖的接觸面,而且是它們彼此間的接觸面。對于封閉光纖通道必需的全部部件都包含在光纖套管中,當然光纖本身除外。按照本發(fā)明的一種有利的改進所規(guī)定,第一密封件也在構(gòu)造于設(shè)備壁中的引導件內(nèi)導向,且可通過調(diào)節(jié)機構(gòu)定位。該方案具有的優(yōu)點是,當例如在安裝期間使光纖在光纖通道內(nèi)導向時,光纖通道可以完全開通。該方案還具有的優(yōu)點是,光纖通道中的光纖的位置可以調(diào)節(jié),且可以根據(jù)構(gòu)造需求來調(diào)整。按照本發(fā)明的另一種有利的設(shè)計所規(guī)定,在光纖套管的密封狀態(tài)下,第一密封件的引導件密封地封閉,和/或第二密封件的引導件密封地封閉。這種密封效果例如當密封件在密封狀態(tài)下即在利用調(diào)節(jié)件施加壓力的情況下以其引導件沿著圓周線密封地封閉時產(chǎn)生。通常,密封件的用于光纖的接觸面大致垂直于由密封件的相應(yīng)的引導件限定的直線移動伸展。引導件的這個外表面或者這些外表面通常垂直于密封件的接觸面。按照密封件的這種設(shè)計,這些密封件的接觸面相互壓緊,由此引起朝向力施加的方向頂壓密封件,這同時導致密封件在垂直于力施加的方向上拉伸,從而引起密封件的與相應(yīng)的引導件的一個壁或多個壁對置的那個壁或那些壁靠近該引導件的這個壁或這些壁,且-在適當設(shè)計的前提下-實現(xiàn)足夠密封的形狀配合。殼體中的密封件和分別配屬于這些密封件的引導件彼此一致,從而它們形成僅有很小的尺寸過盈或尺寸不足的配合,進而始終都保證密封件能在相應(yīng)的引導件內(nèi)順暢地移動,但同時也實現(xiàn)了在適度地施加力時就達到了良好的密封效果。在選擇用于第一密封件和/或第二密封件的材料時,要考慮各種不同的邊緣條件。一方面,這種材料在對光纖不嚴重的擠壓力情況下能充分地變形,以便能充分地貼靠在光纖周圍。這種材料在化學上必須耐受介質(zhì)腔中的介質(zhì),從而不會因腐蝕而危及密封件。最后,密封件的材料還必須充分地壓力穩(wěn)定和溫度穩(wěn)定??梢钥紤]主要具有彈性的材料(例如彈性體),但也可以考慮具有比如在某些金屬上會產(chǎn)生的塑性或彈塑性的(elastoplastisch)材料。作為用于密封件的在含油的介質(zhì)和適度的溫度載荷情況下適宜的材料,已表明丙烯腈-丁二烯生膠是合適的。對于要求高耐熱性的應(yīng)用,已表明氟彈性體適宜作為用于密封件的合適材料,全氟彈性體適宜作為在中等耐熱性(不超過約300℃)情況下具有高的化學耐受性的彈性體。在本發(fā)明的其它設(shè)計中已表明有利的是,采用金屬或金屬合金作為用于第一密封件和/或第二密封件的材料,其中在此尤其是鉭令人感興趣,因為其延展性足夠好、化學耐受性極強且耐熱性很高。對于具有少許極端要求的應(yīng)用來說,可以采用銀,或者也可以采用銀合金,或者也可以采用其它貴金屬。不言而喻,所介紹的光纖套管并非僅適用于渦流式流量測量設(shè)備,可以直截了當?shù)乜紤]的是,此前詳細介紹的光纖套管也可應(yīng)用于其它設(shè)備或其它設(shè)備的壁中。附圖說明具體而言,有很多種方案可用來設(shè)計和改進本發(fā)明的渦流式流量測量設(shè)備和本發(fā)明的光纖套管。對此,一方面參見引用權(quán)利要求1的權(quán)利要求,另一方面參見結(jié)合附圖對實施例的如下說明。附圖中:圖1為本發(fā)明的位于渦流式流量測量設(shè)備的設(shè)備壁中的光纖套管的側(cè)剖視圖;圖2為根據(jù)圖1的光纖套管的局部剖切的俯視圖;和圖3示出在未密封狀態(tài)(上面)和密封狀態(tài)(下面)下的本發(fā)明的光纖套管的光纖通道。具體實施方式在圖1-3中以局部剖切的方式集中于主要部分示出了一種帶有介質(zhì)腔2的渦流式流量測量設(shè)備,該介質(zhì)腔可被介質(zhì)至少部分地流過且被發(fā)備壁1限定。這里看不到通常設(shè)置在介質(zhì)腔2中的阻擋體,就像很少能看到始終都設(shè)置在渦流式流量測量設(shè)備中的壓力傳感器一樣,該壓力傳感器的偏轉(zhuǎn)在測量技術(shù)上被考慮用于探測在與壓力傳感器相鄰的介質(zhì)中的壓力。然而示出了對于檢測壓力傳感器偏轉(zhuǎn)所需的光纖3,該光纖在下面遠處以適當?shù)姆绞脚c壓力傳感器連接,其中,在這些附圖中可看到,光纖3在設(shè)備壁1中穿過耐壓的光纖套管4從介質(zhì)腔2伸入到無介質(zhì)的外腔5中。光纖套管4具有位于設(shè)備壁1中的光纖通道6、伸入到該光纖通道6中的帶有用于光纖3的接觸面8的第一密封件7和帶有接觸面10的至少一個第二密封件9。第二密封件9當前在構(gòu)造于設(shè)備壁1中的引導件11內(nèi)導向,其中,在光纖套管4的密封狀態(tài)下,利用調(diào)節(jié)機構(gòu)12使得第二密封件9的接觸面10頂壓到第一密封件7的接觸面8上,致使設(shè)置在第一密封件7的接觸面8與第二密封件9的接觸面10之間的光纖3被第一密封件7的接觸面8與第二密封件9的接觸面10環(huán)繞地貼靠。通過這種方式,利用第一密封件7、第二密封件8和在第一密封件7與第二密封件8之間引導的光纖3將光纖通道6封閉。在圖3的上面部分中示出光纖套管4在未密封狀態(tài)下的外觀,其中,第一密封件7和第二密封件9在此以它們的接觸面8、10與這個光纖3或者這些光纖3接觸。朝向光纖3對密封件7、9施加力,由此使得光纖通道6中的留下的間隙密封,具體為,這些密封件塑性地和/或彈性地變形,并以它們的接觸面8、10圍繞在光纖3周圍。光纖3完全能夠承受住這種機械負荷,但前提是,密封件7和9的材料具有足夠的彈性和/或塑性。密封件7和9的接觸面8和10不僅緊貼在光纖3上,而且相互接觸,進而也使得它們之間的間隙密封。據(jù)本發(fā)明的這里未示出的另一設(shè)計所規(guī)定,至少一個接觸面的邊相對于介質(zhì)腔和無介質(zhì)的腔略微縮進,以便防止光纖卡住/折斷;于是,相關(guān)密封件的接觸面例如略微凸出地變形。如在圖1和2中可見,第一密封件7還在構(gòu)造于設(shè)備壁1中的引導件13內(nèi)導向,且也可通過調(diào)節(jié)機構(gòu)14定位在該引導件13內(nèi)。第一密封件7和第二密封件9在它們的相應(yīng)的引導件11、14內(nèi)緊密地配合,使得在光纖套管4的密封狀態(tài)下第一密封件7利用其引導件13密封地封閉,且第二密封件9也利用其引導件11密封地封閉。這種效果不僅通過在引導件11、13中的密封件7、9的適宜配合來實現(xiàn),而且特別是通過在力施加的方向上由調(diào)節(jié)件12引起的對密封件7、9的頂壓和由此產(chǎn)生的密封件7、9朝向引導件7、11的壁的徑向延展來實現(xiàn)。在當前情況下,第一密封件7的引導件13和第二密封件9的引導件11垂直于光纖套管4,進而垂直于光纖通道6,其中,第一密封件7的引導件13和第二密封件9的引導件11位于一個共同的軸線A上,其中,第一密封件7的引導件13和第二密封件9的引導件11在當前被設(shè)計成孔。第一密封件7的調(diào)節(jié)機構(gòu)14和第二密封件9的調(diào)節(jié)機構(gòu)12均由分別在設(shè)置于設(shè)備壁1中的螺紋導程15、16內(nèi)導向的絲杠或機器螺絲構(gòu)成。每個螺紋導程15、16也位于分別配屬的密封件7、9的引導件11、13的軸線A上。在當前情況下,引導件11、13和用于螺紋導程15、16的孔由唯一的一個通孔產(chǎn)生。在用于第二密封件9的調(diào)節(jié)機構(gòu)12和第二密封件9之間設(shè)置有壓緊墊(Druckstück)17,該壓緊墊用銷釘18固定,以防扭轉(zhuǎn),從而實際上不會有扭矩通過調(diào)節(jié)機構(gòu)12傳遞到第二密封件9上。壓緊墊17因而允許在第二密封件9的引導件11的方向上進行的直線移動,卻阻止圍繞軸線A進行的旋轉(zhuǎn)移動。這是重要的,因為第二密封件9的一同旋轉(zhuǎn)會在第二密封件9與第一密封件7配合時導致光纖3損毀。不言而喻,也可以附加地或替代地在用于第一密封件7的調(diào)節(jié)機構(gòu)14與第一密封件7之間設(shè)置壓緊墊,在這種情況下甚至可能利用調(diào)節(jié)機構(gòu)12、14首先調(diào)節(jié)光纖通道6中的光纖3的位置,隨后利用調(diào)節(jié)機構(gòu)12、14對密封件7、9施加壓力。在所示的實施例中,第一密封件7和第二密封件9由鉭構(gòu)成,從而所實現(xiàn)的光纖套管4在整體上具有高的耐壓性和耐熱性以及對化學腐蝕的耐受性。