操作測(cè)量裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于操作測(cè)量裝置(1)的方法，該方法包括如下步驟：判定流速，將判定的流速與閾值比較，其中閾值與臨界應(yīng)力對(duì)應(yīng)，特別是與所述測(cè)量裝置(1)的沉浸元件(3)的諧振頻率對(duì)應(yīng)，所述元件突出到流體中；以及輸出消息，該消息用信號(hào)通知已達(dá)到臨界的流量和/或頻率。
【專利說(shuō)明】
操作測(cè)量裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種操作測(cè)量裝置的方法。另外，本發(fā)明涉及用于執(zhí)行該方法的測(cè)量
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]由專利公開(kāi)W02011028220A2中例示的現(xiàn)有技術(shù)獲知一種用于監(jiān)測(cè)保護(hù)管的設(shè)備。直接應(yīng)用于所述保護(hù)管的測(cè)量變換器用于記錄振動(dòng)。然而，這要求一個(gè)相應(yīng)的單獨(dú)的或者另外的與保護(hù)管連接的測(cè)量變換器。從而，這就導(dǎo)致了額外的花費(fèi)以及測(cè)量裝置的特殊結(jié)構(gòu)，特別是保護(hù)管和連接頭或發(fā)送器電子器件之間的另外的連接。
[0003]通常，在沉浸體突出到流體中的情況下，存在一個(gè)問(wèn)題，即流體引起的振動(dòng)在最壞的情況下會(huì)導(dǎo)致沉浸體被扯掉。例如，在沉浸體諸如在熱流量測(cè)量的情況下使用或者用于PH值判定的情況下，這不僅對(duì)于溫度計(jì)的保護(hù)管如此，對(duì)其它設(shè)備也如此，。
[0004]沉浸體中的扯掉或者泄漏可導(dǎo)致測(cè)量裝置的失效，甚至?xí)P(guān)閉在車間中正在運(yùn)行的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于監(jiān)測(cè)或者操作的具有沉浸體的測(cè)量裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明通過(guò)方法或測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)該目的。
[0007]關(guān)于該方法，通過(guò)用于操作測(cè)量裝置的方法獲得該目的，該方法包括如下步驟:確定流速，將確定的流速與閾值相比較，閾值例如與臨界載荷對(duì)應(yīng)，特別是與突出到流體中的測(cè)量裝置沉浸體的諧振頻率對(duì)應(yīng)，并且輸出報(bào)告，該報(bào)告用信號(hào)通知達(dá)到臨界的流量和/或頻率。
[0008]因此，可以使用安裝在流體內(nèi)的類似的測(cè)量設(shè)備，尤其是用于記錄流體或者流速或者其它特征量，其用作閾值或者與閾值的比較值。根據(jù)該比較，然后可以輸出報(bào)告，特別是警報(bào)。作為流速和諧振頻率之間的關(guān)系使用的例如可以是斯德魯哈爾數(shù)St，或斯德魯哈爾關(guān)系式，St = f*L/v，其中f為漩渦脫落頻率，L為障礙物的長(zhǎng)度，并且V為流速。斯德魯哈爾數(shù)繼而可由雷諾數(shù)判定。
[0009]因此，為此目的，測(cè)量裝置包括例如沉浸體，其用于容納測(cè)量插入物。測(cè)量插入物則例如可以為測(cè)量變換器，用于確定插入有沉浸體的容器中所測(cè)量的材料的溫度。
[0010]流速例如還可以由容納在沉浸體中的傳感器確定，例如在熱流量測(cè)量設(shè)備的情況下，該裝置具有至少一個(gè)沉浸體，傳感器被布置在沉浸體中。
[0011]所提供的與沉浸體的臨界載荷對(duì)應(yīng)的閾值此后可被使用，從而與所確定的流速或者從所確定的流逝推導(dǎo)的值進(jìn)行比較。
[0012]此后，可以例如通過(guò)相應(yīng)的診斷報(bào)告用信號(hào)向用戶通知超過(guò)閾值。類似的，有可能直接在測(cè)量系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)輸出報(bào)告，例如采用視覺(jué)信號(hào)或聲學(xué)信號(hào)的形式。另一方面，例如通過(guò)數(shù)字的形式，特別是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線的方式，將相應(yīng)的診斷報(bào)告通信到控制室或者一些其它的數(shù)據(jù)處理單元。
[0013]在該方法的實(shí)施例的一種形式中，沉浸體上的漩渦脫落頻率由所確定的流速判定。這可以例如在已經(jīng)解釋過(guò)的通過(guò)例如斯德魯哈爾關(guān)系式來(lái)發(fā)生(參見(jiàn)上面)。
[0014]因此，例如，沉浸體的制造商或者其他一些人此后可以提供一種計(jì)算方法或表格或其它裝置，其使得基于所判定的流速能夠判定沉浸體上的漩渦脫落頻率。該漩渦脫落頻率此后可以與相應(yīng)的閾值比較，一旦達(dá)到該閾值，例如根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，則產(chǎn)生沉浸體的臨界載荷。
[0015]自然地，該閾值還可以選擇為與對(duì)應(yīng)于臨界載荷的頻率具有足夠大的間隔，從而提供足夠可以對(duì)抗威脅到保護(hù)管完整性的緩沖。
[0016]然而，除了這里提到的諧振頻率，還可以是另外的臨界載荷，優(yōu)選為機(jī)械載荷，然而，也可以是另外的載荷，諸如，例如由沉浸體上的空穴引起的載荷。
[0017]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，沉浸體為用于判定溫度的測(cè)量裝置的保護(hù)管。困擾保護(hù)管，特別是溫度測(cè)量裝置的保護(hù)管的一組問(wèn)題已經(jīng)在上面的【背景技術(shù)】介紹中并且特別在現(xiàn)有技術(shù)，即W02011/028220中進(jìn)行了解釋。這里所解釋的實(shí)施例形式相比之下使得能夠檢測(cè)臨界載荷，不需要在保護(hù)管上有另外的測(cè)量變換器。
[0018]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，通過(guò)流量測(cè)量裝置確定流速。例如，流量測(cè)量裝置的測(cè)量信號(hào)或測(cè)量值，或者從其推導(dǎo)的值可以考慮在內(nèi)，從而與閾值進(jìn)行比較。因此，一方面，第一測(cè)量變換器可以布置在沉浸體內(nèi)，用于判定第一物理和/或化學(xué)變量，并且另一方面，第二測(cè)量變換器可以位于流體中，諸如，例如流量測(cè)量設(shè)備的測(cè)量變換器可以布置在流體中，并且用于確定流量或流速。
[0019]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，沉浸體和流量測(cè)量裝置布置在同一管道段中。優(yōu)選的，同一管道段意味著具有基本上相同的流動(dòng)特性，或者由此第一測(cè)量變換器或沉浸體所在的位置處的流動(dòng)特性可以被判定的管道段。
[0020]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，測(cè)量裝置具有第一測(cè)量發(fā)送器，通過(guò)第一測(cè)量發(fā)送器將所確定的流速與閾值進(jìn)行比較。
[0021]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，與所確定的流速對(duì)應(yīng)的測(cè)量值被傳送到第一測(cè)量發(fā)送器。
[0022]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，與所確定的流速對(duì)應(yīng)的測(cè)量值被從第二測(cè)量發(fā)送器發(fā)送到第一測(cè)量發(fā)送器。
[0023]可替換地，同樣可以提供僅一個(gè)測(cè)量發(fā)送器或者相應(yīng)的測(cè)量值處理單元，第一測(cè)量變換器(例如，用于判定溫度)和第二測(cè)量變換器與其連接，其中第一測(cè)量變換器被插入到沉浸體中，第二測(cè)量變換器例如用于判定流量或流速等。
[0024]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，諧振頻率為沉浸體的本征頻率。
[0025]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，在測(cè)量裝置操作期間至少不時(shí)地執(zhí)行該方法。一方面，關(guān)于沉浸體的載荷的經(jīng)驗(yàn)值自然能夠?yàn)榱嗽囼?yàn)?zāi)康脑跍y(cè)試中被確定。然而，根據(jù)所提出發(fā)明的該實(shí)施例形式，該方法在測(cè)量裝置的期望操作期間被執(zhí)行，由此是在車間內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行。
[0026]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，沉浸體的本征頻率在第一測(cè)量發(fā)送器中被提供。這里本征頻率指的是第一諧振模式或者同樣是沉浸體的更高諧振模式。
[0027]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，沉浸體設(shè)有識(shí)別裝置，能夠從該識(shí)別裝置得知沉浸體的本征頻率。例如，通過(guò)沉浸體上的(激光)雕刻，例如，相應(yīng)的信息可以放置在保護(hù)管上。
[0028]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，基于照相圖片，優(yōu)選通過(guò)積分計(jì)算方法，例如，利茲法，特別是瑞利-利茲法，確定沉浸體的本征頻率。
[0029]在本發(fā)明方法的實(shí)施例的另一形式中，第一測(cè)量發(fā)送器通過(guò)通信連接與上級(jí)單元連接，其中沉浸體的識(shí)別裝置和/或照相圖片被發(fā)送到上級(jí)單元，并且由上級(jí)單元執(zhí)行沉浸體的本征頻率的確定，其中本征頻率或從其推導(dǎo)的閾值被發(fā)送到第一測(cè)量發(fā)送器。
[0030]關(guān)于測(cè)量裝置，通過(guò)用于執(zhí)行根據(jù)實(shí)施例的前述形式中的一種形式的測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)該目的。
【附圖說(shuō)明】
[0031]將基于附圖更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，其中的唯一附圖示出如下:
[0032]圖1是根據(jù)所提出發(fā)明的實(shí)施例的一種形式的測(cè)量系統(tǒng)的示意性表示。
【具體實(shí)施方式】
[0033]測(cè)量裝置I包括保護(hù)管形式的沉浸體3，測(cè)量插入物可插入在該沉浸體3中。測(cè)量插入物(未示出)在這種情況下例如包括至少用于判定物理和/或化學(xué)變量的第一測(cè)量變換器。
[0034]另外，提供流量測(cè)量裝置6，其包括至少第二測(cè)量變換器，用于判定容器11中所測(cè)量的材料的流速。流量測(cè)量裝置6可以例如為根據(jù)超聲測(cè)量原理、磁感應(yīng)測(cè)量原理、熱測(cè)量原理、渦流測(cè)量原理或科里奧利測(cè)量原理工作的裝置。
[0035]如圖1所示，第一和第二測(cè)量變換器通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量發(fā)送器2或7與評(píng)估單元8連接。然而，這兩個(gè)測(cè)量變換器還可以與它們各自的、例如采用測(cè)量發(fā)送器的形式的評(píng)估單元連接?？商鎿Q地，還可以將單個(gè)評(píng)估單元容納在測(cè)量發(fā)送器2、7中的一個(gè)中。評(píng)估單元8例如通過(guò)在兩個(gè)測(cè)量發(fā)送器2、7中的一個(gè)中的軟件實(shí)施。
[0036]基于所確定的流速，可以確定沉浸體5的載荷。例如，基于評(píng)估單元8中提供的閾值，這可以發(fā)生。為此目的例如在評(píng)估單元8的存儲(chǔ)器單元中提供閾值。
[0037]閾值可以與流速比較。例如通過(guò)判定與沉浸體臨界載荷對(duì)應(yīng)的流速并此后判定流速的閾值，這可以發(fā)生。
[0038]沉浸體3的載荷為機(jī)械載荷，特別是組成沉浸體3的材料的機(jī)械載荷。該載荷可能弓I起材料疲勞、材料移除等。
[0039]載荷的原因例如可以是在沉浸體3上例如以沉浸體3的諧振頻率發(fā)生的漩渦脫落10諧振頻率在這種情況下與沉浸體3的本征頻率對(duì)應(yīng)。
[0040]在沉浸體3的標(biāo)定或測(cè)試期間，例如流速可以通過(guò)試驗(yàn)判定，這種情況下由于沉浸體3的幾何形狀，在沉浸體3上以沉浸體3的本征頻率發(fā)生漩渦脫落10。相應(yīng)的，流速閾值可以設(shè)定。閾值例如落在相應(yīng)流速附近或之下或之上。
[0041]類似的，基于所確定的流速，可以基于例如提供的公式或映射判定漩渦脫落頻率。所判定的漩渦脫落頻率此后與漩渦脫落頻率的閾值比較。漩渦脫落頻率的閾值可以根據(jù)沉浸體的諧振頻率或本征頻率設(shè)定，優(yōu)選地使得閾值落在沉浸體諧振頻率之下。
[0042]為了判定沉浸體3的諧振頻率或本征頻率，繼而，例如通過(guò)計(jì)算機(jī)單元可以執(zhí)行沉浸體3(在這種情況下優(yōu)選為保護(hù)管)的模型分析，例如該計(jì)算機(jī)單元能夠集成到測(cè)量發(fā)送器2、7中的一個(gè)或者評(píng)估單元8中。模型分析還可以通過(guò)上級(jí)單元執(zhí)行，S卩，例如通過(guò)布置成遠(yuǎn)離車間的計(jì)算單元執(zhí)行。模型分析的結(jié)果，例如沉浸體3的本征頻率此后被發(fā)送到測(cè)量裝置I。
[0043]模型分析基于沉浸體3的照相圖片或者另一種類型的記錄發(fā)生。還可以通過(guò)測(cè)量發(fā)送器2執(zhí)行本征頻率計(jì)算，測(cè)量發(fā)送器也被稱為過(guò)程發(fā)送器。
[0044]同樣地，圖1所示為通過(guò)安裝在例如溫度測(cè)量設(shè)備的沉浸體3和/或連接頭或連接頭發(fā)送器2上的識(shí)別裝置，用于讀取沉浸體3的本征頻率、閾值或流速的機(jī)會(huì)。識(shí)別裝置可以例如為標(biāo)記5，例如，條形碼或QR碼。識(shí)別裝置可以設(shè)置在沉浸體3上或者與其連接的部件上，諸如，例如測(cè)量發(fā)送器(殼體)4上。
[0045]通過(guò)用于圖片采集的裝置9，此后該識(shí)別裝置可以通過(guò)照相方式記錄。通過(guò)圖片處理方法，此后可以提取關(guān)于諧振頻率、閾值或流速的信息，并將它們發(fā)送至評(píng)估單元或輸入到那里。
[0046]可替換地，同樣是沉浸體3的照相圖片或者同一沉浸體3的一部分用作識(shí)別裝置。同樣，基于整個(gè)沉浸體3的照相圖片，例如可以確定沉浸體的諧振頻率。關(guān)于此，例如，可以使用利茲法或者瑞利-利茲法判定沉浸體3的本征振動(dòng)。
[0047]諧振頻率優(yōu)選為沉浸體3的彎曲振動(dòng)。例如，同樣通過(guò)沉浸體3的一個(gè)或多個(gè)幾何和/或材料參數(shù)可以計(jì)算該沉浸體的本征頻率，。
[0048]尤其還在流速超過(guò)閾值的情況下，可以執(zhí)行抑制諧振，在給定情況下是提高諧振的補(bǔ)救措施。同樣，在測(cè)量點(diǎn)處或者在上級(jí)單元，諸如，例如控制室或者評(píng)估單元中現(xiàn)場(chǎng)輸出報(bào)警信號(hào)。在這種情況下，通過(guò)直接安裝在沉浸體3上的用于記錄沉浸體3振蕩的傳感器，也可以進(jìn)行對(duì)沉浸體3振蕩頻率的記錄。
[0049]因此，所提出的發(fā)明可以增加沉浸體3(諸如，例如保護(hù)管)的操作安全性。
[0050]對(duì)于例如通過(guò)流量傳感器6判定流速，可替換的是，同樣也可將容器11的兩個(gè)位置上的壓力差考慮在內(nèi)，用于基于與閾值的比較判定沉浸體3的臨界載荷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于操作測(cè)量裝置(I)的方法，所述方法包括如下步驟: 確定流速， 將所確定的流速與閾值比較，其中閾值與臨界載荷對(duì)應(yīng)，特別是與突出到流體中的測(cè)量裝置沉浸體(3)的諧振頻率對(duì)應(yīng)，以及 輸出報(bào)告，所述報(bào)告用信號(hào)通知達(dá)到臨界的流量和/或頻率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其中由所確定的流速判定所述沉浸體(3)上的漩渦脫落頻率。3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述沉浸體(3)為用于判定溫度的所述測(cè)量裝置(I)的保護(hù)管。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述流速通過(guò)流量測(cè)量裝置(6，7)確定。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述沉浸體(3)以及所述流量測(cè)量裝置(6，7)被布置同一管道段或容器(11)中。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述測(cè)量裝置(I)具有第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)，通過(guò)該第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)，將所確定的流速與所述閾值比較。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中與所確定的流速對(duì)應(yīng)的測(cè)量值被發(fā)送到所述第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中與所確定的流速對(duì)應(yīng)的所述測(cè)量值被從第二測(cè)量發(fā)送器(7)發(fā)送到所述第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述諧振頻率為所述沉浸體(3)的本征頻率。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中在所述測(cè)量裝置(I)的操作期間至少不時(shí)地執(zhí)行所述方法。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中在所述第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)中提供所述沉浸體的所述本征頻率。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述沉浸體(3)設(shè)有識(shí)別設(shè)備(4，5)，能夠從所述識(shí)別設(shè)備(4，5)得知所述沉浸體(3)的所述本征頻率。13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中基于照相圖片，優(yōu)選地通過(guò)積分計(jì)算方法，諸如例如利茲法，確定所述沉浸體(3)的所述本征頻率。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法， 其中所述第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)通過(guò)通信連接與上級(jí)單元連接，并且其中所述沉浸體(3)的所述識(shí)別設(shè)備和/或所述照相圖片被發(fā)送到所述上級(jí)單元， 通過(guò)所述上級(jí)單元執(zhí)行所述沉浸體的所述本征頻率的確定，并且 所述本征頻率或從所述本征頻率推導(dǎo)的閾值被發(fā)送到所述第一測(cè)量發(fā)送器(2，8)。15.—種測(cè)量裝置(I)，用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】G01F1/32GK105874305SQ201480065844
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年11月3日
【發(fā)明人】帕沃·弗爾多利亞克, 彼得·澤費(fèi)爾德
【申請(qǐng)人】恩德萊斯+豪瑟爾韋澤爾有限商業(yè)兩合公司