用于过程管线中流动的介质的测量系统的制作方法
专利名称：用于过程管线中流动的介质的测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量系统，其用于测量过程管线中流动的介质的至少一个测量变 量，特别是质量流量、密度、粘度、压力等等，该测量系统带有测量换能器和介于测量换能器 和过程管线之间的流动调整器。
背景技术：
在工业过程测量技术中，特别是结合化学或制造自动化过程，为了记录描述过程 的测量变量并且为了产生代表这些测量变量的测量值信号，使用安装在过程附近的测量系 统，它们直接安装在介质所流过的过程管线上面或者内部。要记录的测量变量可以例如是 在这种例如作为管道构造的过程管线中引导或容纳的液态、粉末状、蒸汽状或气态的过程 介质的质量流量、体积流量、流速、密度、粘度、温度等等。这种测量系统是其中使用在线测量仪表的测量系统，该在线测量仪表带有磁感 应测量换能器或者分析沿流动方向发射的超声波的渡越时间且特别是根据多普勒原理工 作的测量换能器、振动型换能器，特别是科里奥利质量流量换能器、密度换能器等等。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 中充分描述了磁感应测量换能器的基本结构和功能；对于超声测量换能器，例如参见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，本领域技术人员已知关于这些主题 的背景知识，从而这里可以省略对于这些测量原理的详细解释。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中详细介绍了这种本领域技术人员已知的，特别是利用紧凑的在线测量仪 表所构成的测量系统的其他例子。为了记录各测量变量，这里所讨论类型的测量系统包括相应的测量换能器，其插 入引导介质的过程管线的路线中，并用于产生至少一个尽可能精确地代表主要记录的测量 变量的测量信号，特别是电子信号。为此，测量换能器通常包括测量管，其插入管道的路线 中并且用于引导流动的介质，还包括相应的物理-电子传感器组件。传感器组件包括至少 一个主要对待测变量或其变化作出反应的传感器元件，以在操作期间产生至少一个合适地 受到测量变量影响的测量信号。为了进一步处理或分析至少一个测量信号，换能器还与适 用于此的测量电子器件相连。以合适的方式与测量换能器通信的测量电子器件在测量系统 的操作期间通过使用至少一个测量信号而至少间歇地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值，也就是例如质量流量测量值、体积流量测量值、密度测量值、粘度测量值、压力测量 值、温度测量值等等。为了容纳测量电子器件，这种测量系统还包括合适的电子器件外壳，其正如US-A 63 97 683或WO-A 00/36 379中所建议的，可以远离测量换能器设置并且仅仅利用柔性电 缆与测量换能器相连。然而，也可以例如像在EP-A 903 651或EP-A 1 008 836中所显示 的，通过形成紧凑的在线测量仪表(例如，科里奥利质量流量计/密度计、超声流量计、旋 涡流量计、热度流量计、磁感应流量计等等)，电子器件外壳可以直接设置在测量换能器上 或者设置在单独容纳测量换能器的换能器外壳上。在后一种情况中，正如例如在EP-A 984 248、US-A 47 16 770或US-A 63 52 000中所显示的，电子器件外壳常常还用于容纳测量 换能器的某些机械部件，例如在操作期间由于机械作用而形变的薄膜状、棒状、套筒状或管 状的形变体或振动体；关于这一点，参见上面提到的US-B 63 52 000。另外，所述类型的测量系统通常经由联接至测量电子器件的数据传输系统彼此相 连和/或与合适的过程主机相连，并且例如通过(4 20mA)电流回路和/或数字数据总线 向它们发送测量值信号。这里，用作数据传输系统的是现场总线系统，特别是串行现场总线 系统，诸如PROFIBUS-PA、FOUNDATION FIELDBUS,以及相应的传输协议。利用过程主机，传 输的测量值信号可以被进一步处理并作为相应的测量结果而例如在监视器上得到可视化， 并且/或者被转换为用于过程控制元件(例如电磁阀、电动马达，等等)的控制信号。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中所讨论的，在线测量仪表以及所描述类型的测量系统的测 量精度可以类似地或多或少依赖于流动类型。这里，特别感兴趣的是测量管中的流型的瞬 时特性。考虑到湍流(雷诺数大于2300的流动)在一个较宽的雷诺数范围上基本彼此相 似并且因而对于测量精度具有类似的影响，所以在许多测量系统中常常期望待测介质具有 较高的流速。为了旋涡实现足够高的测量精度，旋涡流量计通常希望流体的雷诺数远远大 于 4000。于是，在下面讨论的类型的测量系统中，至少在具有较大口径的过程管线中和/ 或应用了较慢的流动介质的情况中，如果需要则这样构造测量管，使得它的流动横截面小 于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入端的横截面。于是，流动的介质经历沿流动 方向的加速，从而雷诺数增加。在利用超声测量仪表和/或利用旋涡流量计工作的测量系 统以及/或者用于测量至少部分特别是主要或完全是气态介质的测量系统的情况中，这种 原理的实现已经证明是特别有益的。在与流体相对的阻流体上的旋涡的分离速率与主要要被记录的测量变量(即，体 积流量或流速)之间的关系例如形成旋涡流量计的测量原理的基础，只有雷诺数充分超过 20000时才可以认为这个关系是线性的，因而必须在过程管线与测量管的流动横截面之间 实现较大的差异。为了在尽可能短的距离上创建尽可能良好限定的从引入段到具有较小流动横截 面的测量管的过渡区，正如在 GB-A 21 42 725、US-A 5808 209、US-A 2007/0163361 或 US-A 2005/0092101中所建议的，通常在测量系统中提供相应的流动调整器，其内腔朝向测 量管逐渐变细。在操作期间，介质流经该内腔。流动调整器设置在测量管的入口侧上并且位于测量管和过程管线的引入段之间。这里，流动调整器的朝向过程管线引入段的入口端 的流动横截面大于测量管的流动横截面，而流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截 面相应地小于入口端的流动横截面。特别是在US-A 58 08 209和US-A 2005/0092101中，进一步结合所给出的流动调 整器建议，在两个不同大小的流动横截面之间实现的过渡必须保持连续并且绝对没有故障 位置，例如，引起旋涡的棱角。这可以通过较为复杂地处理流动调整器的表面以及在测量系 统入口区域中可能存在的结合处，而以令人满意的程度得到保证。然而已经发现，尽管使用 了上面所述类型的流动调整器，在测量系统的入口区域中，特别是在位于测量系统上游的 所连接的过程管线的引入段中或者在入口侧上所连接的用于连接引入段和测量系统的法 兰的区域中，流动的微小干扰也会引起测量管内腔内部的流动状况显著改变，并因而引起 测量精度相应下降。表面上，一种消除这个问题的可能性是对测量系统的入口区域也就是 过程管线的引入段或者在入口处的法兰连接执行匹配处理。然而，无论有没有测量系统的 用户的进一步需求，这种处理实际上都无法执行。特别是由于测量系统的选择可以是源自 以下事实在现存的厂房中，特别地要替换之前已经安装的且对于实际流动状态可能过大 的测量系统。关于这一点，测量系统的实际安装条件不仅不可预见，而且不可修改且因而不 可控。根据US-A 2007/0163361，消除伴随所讨论类型的流动调整器所产生的缺点的另 一种可能是，利用不同的内部锥形成这种流动调整器，从而它在内部实际上具有分级的轮 廓。这个入口几何形状导致流体在壁附近比在内部明显更加加速，从而随后在测量管中得 到的流型具有略微的压力依赖性。然而，在这种流型的结构中的问题可能是其依赖于其自 身的流速以及它的扰动程度过低。避免与所讨论类型的流动调整器相关联的问题的另一种可能是增加流动调整器 的安装长度，从而以可预测的方式在流动调整器中(尽可能在流体进入测量管的入口之 前)实现流体的由增加的湍流而引起的均勻和/或稳定。然而，这可能意味着整个测量系 统的安装长度显著增加。考虑上面讨论的现存的传统测量系统要被替换为上游所连接的流 动调整器的情况，测量系统的安装长度或多或少被预先给定，并且因而流动调整器的安装 长度的增加仅仅能够在这个非常有限的范围内实现。
发明内容
从所讨论类型的传统测量系统的上述缺点出发，本发明的目的是提供一种用于流 动介质的测量系统，其以尽可能短的安装长度实现从过程管线到测量管的流动雷诺数增 加，并且尽管如此，测量精度对于在测量系统上游的流动介质中可能的干扰基本上不敏感， 所述干扰在引入段和/或在过程管线与实际测量系统之间的中间过渡区。为实现这个目的，本发明在于一种测量系统，其插入过程管线特别是管道的路线 中并且用于记录在过程管线中流动的介质的至少一个测量变量，特别是质量流量、体积流 量、流速、密度、粘度、压力、温度，等等，该测量系统包括_测量换能器，其具有一用于引导待测介质的测量管，特别是直的测量管，其流动横截面小于过程管线 的在入口侧连接至测量系统的引入段，以及
—传感器组件，—该传感器组件具有至少一个主要对于待记录的测量变量，特别是其变化，作出 反应的传感器元件，并且—利用至少一个传感器元件提供至少一个受到测量变量影响的测量信号；-与测量换能器通信的测量电子器件，其通过使用至少一个测量信号而至少间歇 地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值，特别是质量流量测量值、体积流量测量值、密 度测量值、粘度测量值、压力测量值、温度测量值；和-设置在测量管的入口侧的流动调整器，其处于测量管和过程管线引入段之间，流 动调整器的内腔朝向测量管逐渐变细并且在操作期间由介质流过；-其中流动调整器的朝向过程管线引入段的入口端的流动横截面大于测量管的流 动横截面，流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截面小于流动调整器的入口端的流 动横截面；以及-其中，流动调整器具有至少一个设置在其出口端上游的第一内部棱，其突出入流 动调整器的内腔，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的；还具有至少一个设 置在第一内部棱下游的第二内部棱，其同样突出入流动调整器的内腔，特别是沿着流动调 整器的母线环绕和/或是环形的，在操作期间从流动调整器的内部引导的介质向着这两个 内部棱流动；-其中流动调整器的第一引导面特别是至少部分相对于流动调整器的虚拟纵轴强 烈凹入成形，该第一引导面在突出入流动调整器内腔的第一内部棱以及突出入流动调整器 内腔的第二内部棱之间延伸；以及-其中突出入流动调整器内腔的第二内部棱约束流动调整器的特别是基本上凸出 的第二引导面，该第二引导面用于引导在流动调整器中流动的介质并且朝向流动调整器的 出口端延伸。另外，本发明还在于一种用于利用插入过程管线的路线中的测量系统记录在过程 管线中流动的介质的至少一个测量变量的方法，测量变量特别是质量流量、体积流量、流 速、密度、粘度、压力、温度，等等，该测量系统包括连接至过程管线的引入段的流动调整器 以及连接至流动调整器的测量换能器，该方法包括以下步骤-令待测介质从引入段流入流动调整器；-沿着流动调整器的虚拟纵轴的方向加速流动的介质，并且在流动调整器的入口 区域中流动的介质内部感生至少一个基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡，使得至 少一个环形旋涡的最大虚拟惯性主轴与流动调整器的虚拟纵轴和/或测量换能器的测量 管的虚拟纵轴基本一致，-令待测介质流经至少一个环形旋涡，并且令待测介质流出流动调整器，进入所连 接的测量换能器的测量管；以及-通过使用至少一个主要对于测量变量特别是其变化做出反应的传感器元件，产 生至少一个受到待记录的测量变量影响的测量信号；-其中，在流动调整器的入口区域中感生至少一个基本静态的环形旋涡的步骤包 括令介质流经流动调整器的突出入流动调整器内腔的第一内部棱的步骤，该第一内部棱特 别是沿着流动调整器的母线封闭地环绕，以及令介质流经流动调整器的设置在第一内部棱
11下游且突出入流动调整器内腔的第二内部棱的步骤，该第二内部棱特别是沿着流动调整器 的母线封闭地环绕。在本发明的测量系统的第一实施方式中，每一个突出入流动调整器内腔的内部棱 都这样构造并设置在流动调整器中，使得它基本上垂直于流动调整器的虚拟纵轴和/或垂 直于测量管的虚拟纵轴。在本发明的测量系统的第二实施方式中，每一个突出入流动调整器内腔的内部棱 都特别是环形地环绕，并且因而自封闭。在本发明的测量系统的第三实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部棱设 置在流动调整器的入口端附近，特别是紧邻该入口端。在本发明的测量系统的第四实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部棱紧 邻流动调整器的入口端设置。在本发明的测量系统的第五实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部棱的 棱角半径小于2mm，特别是小于0. 6mm。在本发明的测量系统的第六实施方式中，流动调整器至少在入口区域基本为环形 圆柱状。在本发明的测量系统的第七实施方式中，测量管至少在入口区域基本为环形圆柱 状。在本发明的测量系统的第八实施方式中，流动调整器至少在出口区域基本成形为 环形圆柱状。在本发明的测量系统的第九实施方式中，特别是环形圆柱状的测量管基本是直 的。在本发明的测量系统的第十实施方式中，过程管线引入段的流动横截面与测量管 的流动横截面的截面比保持大于1. 5。在本发明的测量系统的第十一实施方式中，过程管线引入段的流动横截面与测量 管的流动横截面的截面比保持小于10。在本发明的测量系统的第十二实施方式中，过程管线引入段的流动横截面与测量 管的流动横截面的截面比保持在1. 66 9. 6的范围内。在本发明的测量系统的第十三实施方式中，流动调整器的内腔由突出入流动调整 器的内腔的第一内部棱约束的横截面小于过程管线的引入段的流动横截面。在本发明的测量系统的第十四实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持小于0. 9。在本发明的测量系统的第十五实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持大于0. 1。在本发明的测量系统的第十六实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持在0. 25 0. 85的范围内。在本发明的测量系统的第十七实施方式中，截面比与收缩比之间的差保持大于 0. 5。在本发明的测量系统的第十八实施方式中，截面比与收缩比之间的差保持小于 10。
在本发明的测量系统的第十九实施方式中，截面比与收缩比之间的差保持大于 0. 83且小于9. 5。在本发明的测量系统的第二十实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与测量管 的流动横截面之间的压缩比保持大于1. 2。在本发明的测量系统的第二十一实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面之间的压缩比保持小于5。在本发明的测量系统的第二十二实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面之间的压缩比保持在1. 3 3的范围内。在本发明的测量系统的第二十三实施方式中，截面比与压缩比之间的差保持大于 0. 2。在本发明的测量系统的第二十四实施方式中，截面比与压缩比之间的差保持小于 10。在本发明的测量系统的第二十五实施方式中，截面比与压缩比之间的差保持大于 0. 25且小于8。在本发明的测量系统的第二十六实施方式中，测量管的口径比过程管线的在入口 侧连接至测量系统的引入段的口径小。在本发明的测量系统的第二十七实施方式中，流动调整器的朝向过程管线引入段 的入口端的口径大于测量管的口径，并且流动调整器的朝向测量管的出口端的口径小于流 动调整器的入口端的口径。在本发明的测量系统的第二十八实施方式中，流动调整器的入口端的内径保持小 于过程管线引入段的口径，由此形成突出入流动调整器内腔的第一内部棱。在本发明的测量系统的第二十九实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管的 口径的口径比保持大于1.1。在本发明的测量系统的第三十实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管的口 径的口径比保持小于5。在本发明的测量系统的第三十一实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管的 口径的口径比保持在1. 2 3. 1的范围内。在本发明的测量系统的第三十二实施方式中，流动调整器的内腔由突出入流动调 整器内腔的第一内部棱约束的横截面的直径小于过程管线的引入段的口径。在本发明的测量系统的第三十三实施方式中，测量管的安装长度大于流动调整器 的安装长度，从而流动调整器的安装长度与测量管的安装长度的安装长度比保持小于1。在本发明的测量系统的第三十四实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管 的口径的口径比对应于流动调整器的安装长度与测量管的安装长度的安装长度比的至少 10%。在本发明的测量系统的第三十五实施方式中，至少一个传感器元件，特别是在操 作期间浸入介质的传感器元件与测量管的入口端相距一段距离地设置在测量管内部和/ 或上面，特别是直接设置在测量管上。在本发明的测量系统的第三十六实施方式中，这样放置至少一个传感器元件，使 得所述距离与测量管的口径之比保持大于1。
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在本发明的测量系统的第三十七实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部 棱限定一个冲击面，该冲击面设置在流动调整器的特别是环形环绕的边界区域中并且用于 令流到该冲击面上的介质起旋涡。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第一发展中，冲击面这样在流动调整 器中设置及定向，使得它至少部分基本垂直于流动调整器的虚拟纵轴延伸并且/或者部分 基本垂直于测量管的虚拟纵轴延伸。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第二发展中，冲击面在径向上的高度 为至少1mm。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第三发展中，冲击面形成为环形面。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第四发展中，冲击面和第一内部棱至 少部分由在流动调整器入口侧中形成的特别是环形的和/或自封闭的凸肩形成。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第五发展中，冲击面至少部分基本是 平坦的。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第六发展中，冲击面这样在流动调整 器中设置及定向，使得它部分与流动调整器的横截面基本共面和/或它部分与测量管的横 截面基本共面。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第七发展中，冲击面至少部分基本为 圆锥形。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第八发展中，冲击面朝向测量管逐渐 变细。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第九发展中，冲击面朝向流动调整器 的入口端逐渐变宽。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十发展中，冲击面和第一内部棱至 少部分由在流动调整器入口侧中成形的内部锥形成，该内部锥特别是朝向流动调整器的入 口端延伸并且向着测量管逐渐变细。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十一发展中，形成流动调整器的冲 击面的内部锥的侧面角大于45°，特别是大于60°。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十二发展中，形成流动调整器的冲 击面的内部锥的侧面角小于90°，特别是小于88°。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十三发展中，形成流动调整器的冲 击面的内部锥的侧面角大于60°且小于88°。在本发明的测量系统的第三十八实施方式中，第一引导面相对于流动调整器的虚 拟纵轴特别是主要地或全部地凹入成形。在本发明的测量系统的第三十九实施方式中，流动调整器的特别是圆锥形的第二 引导面至少部分相对于流动调整器的虚拟纵轴凸起成形。在本发明的测量系统的第四十实施方式中，流动调整器的第二引导面向着测量管 逐渐变窄。在本发明的测量系统的第四十一实施方式中，流动调整器的第二引导面基本圆锥 形成形。
在本发明的测量系统的第四十二实施方式中，第二引导面和第二内部棱至少部分 是由在流动调整器的入口侧成形的内部锥形成的，该内部锥特别是朝向流动调整器的出口 端延伸。在本发明的测量系统的第四十二实施方式的第一发展中，形成流动调整器的第二 引导面的内部锥的侧面角大于2°，特别是大于4°。在本发明的测量系统的第四十二实施方式的第二发展中，形成流动调整器的第二 引导面的内部锥的侧面角小于45°，特别是小于10°。在本发明的测量系统的第四十二实施方式的第三发展中，形成流动调整器的第二 引导面的内部锥的侧面角大于4°且小于10°。在本发明的测量系统的第四十三实施方式中，至少一个突出入流动调整器内腔的 第一内部棱限定流动调整器的冲击面，该冲击面设置在流动调整器的特别是环形环绕的边 界区域中并且用于令流到该冲击面上的介质起旋涡，该第一内部棱还限定流动调整器的引 导面，该引导面朝向流动调整器的出口端延伸并且用于引导在流动调整器中流动的介质。在本发明的测量系统的第四十三实施方式的第一发展中，冲击面是通过第一内部 锥形成的，该第一内部锥在流动调整器的入口侧成形并且朝向流动调整器的入口端延伸， 引导面是通过第二内部锥形成的，该第二内部锥在流动调整器的入口侧成形并朝向流动调 整器的出口端延伸。在本发明的测量系统的第四十三实施方式的第二发展中，形成冲击面的第一内部 锥的侧面角大于形成冲击面的第二内部锥的侧面角。在本发明的测量系统的第四十三实施方式的第三发展中，形成流动调整器的冲击 面的第一内部锥的侧面角大于45°，特别是大于60°，且小于90°，特别是小于88°，并且 形成流动调整器的引导面的第二内部锥的侧面角大于2°，特别是大于4°，且小于45°， 特别是小于10°。在本发明的测量系统的第四十四实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个压电元件和/或利用至少一个压敏元件形成的。在本发明的测量系统的第四十五实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个与铁心相配的螺管线圈形成的。在本发明的测量系统的第四十六实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个接触在测量管中流动的介质且感测电势的测量电极形成的。在本发明的测量系统的第四十七实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个对测量变量的变化作出反应的测量电容形成的。在本发明的测量系统的第四十八实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个电阻形成的。在本发明的测量系统的第四十九实施方式中，至少一个传感器元件在操作期间在 测量管中流动的介质的影响下经历重复的机械变形。在本发明的测量系统的第五十实施方式中，至少一个传感器元件在操作期间在测 量管中流动的介质的影响下重复地相对于静态静止位置移动。在本发明的测量系统的第五十一实施方式中，测量换能器包括至少一个设置在测 量管中的阻流体。
在本发明的测量系统的第五十二实施方式中，传感器组件的至少一个传感器元 件，特别是至少部分突出入测量管的传感器元件，设置在至少一个阻流体的下游。在本发明的测量系统的第五十三实施方式中，测量换能器实施为旋涡流量计，特 别是涡街流量计。在本发明的测量系统的第五十四实施方式中，测量换能器实施为磁感应流量计。在本发明的测量系统的第五十五实施方式中，测量换能器实施为振动型流量计， 特别是科里奥利质量流量计、密度计和/或粘度计。在本发明的测量系统的第五十六实施方式中，测量换能器实施为超声流量计。在本发明的测量系统的第五十六实施方式中，由突出入流动调整器内腔的第一内 部棱约束的流动调整器的内腔的横截面大于由突出入流动调整器内腔的第二内部棱约束 的流动调整器的内腔的横截面。在本发明的测量系统的第五十七实施方式中，由突出入流动调整器内腔的第二内 部棱约束的流动调整器的内腔的横截面小于过程管线引入段的流动横截面，特别是小于流 动调整器的入口端的流动横截面。在本发明的测量系统的第五十八实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与过程 管线引入段的流动横截面的收缩比保持小于0. 9。在本发明的测量系统的第五十九实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与过程 管线引入段的流动横截面的收缩比保持大于0. 1。在本发明的测量系统的第六十实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持在0. 19 0. 78的范围内。在本发明的测量系统的第六十一实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面的压缩比保持大于0. 9。在本发明的测量系统的第六十二实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面的压缩比保持小于5。在本发明的测量系统的第六十三实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面的压缩比保持在0. 9 2. 5的范围内。在本发明的测量系统的第六十三实施方式的第一发展中，过程管线的引入段的流 动横截面与测量管的流动横截面之间的截面比和压缩比之间的差保持大于0. 2。在本发明的测量系统的第六十三实施方式的第二发展中，过程管线的引入段的流 动横截面与测量管的流动横截面之间的截面比和压缩比之间的差保持小于10。在本发明的测量系统的第六十三实施方式的第三发展中，过程管线的引入段的流 动横截面与测量管的流动横截面之间的截面比和压缩比之间的差保持大于0. 4且小于8。在本发明的测量系统的第六十四实施方式中，第一引导面至少部分是通过在流动 调整器中成形的特别是环形和/或环绕的沟或槽而形成的。在本发明的测量系统的第六十五实施方式中，第一引导面是通过在流动调整器中 成形的环形槽形成的。 在本发明的测量系统的第六十六实施方式中，第一引导面是通过在流动调整器中 成形的内部锥形成的。 在本发明的方法的第一实施方式中，进一步包括在流动调整器的入口区域中感生至少一个另外的基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡的步骤，其中至少两个环形旋 涡的每一个的最大虚拟惯性主轴基本彼此平行地延伸并且/或者至少在轴向延伸上彼此
基本一致。在本发明的方法的第二实施方式中，进一步包括令介质朝向流动调整器的冲击面 流动的步骤，以在流动调整器的入口区域中感生基本静态的环形旋涡，所述冲击面与在流 动调整器的特别是沿着流动调整器的母线封闭环绕的边界区域中流动的介质相对。本发明的一个基本思想是不仅通过将流体充分加速并且由此转变为有利的雷诺 数范围而提高所述类型测量系统的测量精度，而且还一方面利用放置在实际测量换能器之 前的流动调整器而基本消除可能在测量系统上游引入流体的干扰(例如，在管壁附近的边 界区域中“混杂”的旋涡)，另一方面利用流动调整器为流入测量换能器的介质建立一个对 于干扰基本不敏感、对于测量原理可以被充分好地再现的流型。特别地，这在本发明的测量 系统中是通过在测量系统入口区域中产生至少一个基本环形的旋涡而实现的，该旋涡至少 在稳定状态中保持基本上位置固定。对于流经的介质，这个稳态旋涡实际上作为附加的横 截面约束并且因而作为在流动介质内固有形成的“虚拟”喷嘴。这种“虚拟”喷嘴的一个特 殊特性是，它基本消除了在入口区域之前在流体中可能引起的干扰，并且由此实际上在下 游得到了基本不受干扰的流型。环形旋涡的大小和强度甚至与出现的干扰的大小及强度匹 配，从而这样获得的“虚拟”喷嘴实际上在有效干扰消除器的意义上是自适应的。这里，本发明基于以下令人惊奇的发现利用放置于测量系统入口区域中且在介 质流经的内腔的边界区域中用作限定的干扰的流动障碍物(这里是两个在流动方向上前 后设置的尽可能尖锐并且尽可能完全特别是环形地环绕的内部棱)，与设置在内部棱之间 或者在内部棱与流动调整器出口端之间的引导面相互作用，可以实现这种稳定的特别是基 本位置固定的旋涡。在两个内部棱之间的凹入的引导面(它应当尽可能以具有优点的方式 基本对应于环形外壳的一个特别是大约为1/2片段到大约1/5片段的量级的片段的外表 面，或者对应于类似的桶体的外表面)对于旋涡敞开一个空间，在该空间中，旋涡可以相对 于流体剩余部分得到保护，基本不受干扰并因而具有确定的形式。这又推进了旋涡的位置 稳定性并且还支持了旋涡的大小及尺寸可以最优地适应流动调整器内部的瞬时流动条件。 另外，处于两个引导面之间的第二内部棱限制了在轴向上的旋涡最大尺寸并且因而提供了 旋涡的附加稳定性。作为环形旋涡以及与其相伴随的流体偏转的结果，在下游获得的流型在流动调整 器中行进一段非常短的距离之后，至少在进入随后的测量管时令人高兴地基本对应于完全 湍流的管道轮廓。利用环形旋涡产生的“虚拟”喷嘴的效果可以进一步得到改进，其中在利用内部棱 产生的旋涡的上游引起另一个同样尽可能位置固定地在流动调整器中的旋涡，其可能紧邻 地位于由内部棱产生的旋涡之前。这可以在本发明的流动调整器中以结构上非常简单的方 式通过以下方法实现明确地提供由入口侧的第一内部棱限定的冲击面，特别是在圆周上 基本均勻地环绕的冲击面，从而该冲击面以足以形成旋涡的方式与流到其上的介质相对作 用，作为阻挡流动的流动障碍物。通过形成两个这样的特别是基本彼此共中心的环形旋涡，一方面可以更好地捕获 在流入的介质中夹带的旋涡并从而更为有效地消除旋涡。另一方面，利用两个这种顺序设
17置的共中心旋涡，这样形成的对于流体有效作用的“虚拟”喷嘴的轮廓具有整体上的凸起形 状，并且相应地对于特别是在壁附近的流体部分，在测量系统的整个入口区域中实际上具 有围绕大约S形的一面凹一面凸的形状。在特殊测量中，这有利于得到在广泛的应用范围 上都同样可被良好再现且非常适合随后测量的流型。于是，尽管在引入段中可能有受到扰 动的流动，介质仍然可以经由流动调整器而以至少基本上与标定条件类似的流型供应至测 量换能器。例如在开始提到的旋涡测量仪表的情况中，使用本发明的流动调整器还具有以下 优点尽管所连接的过程管线的引入段的口径与测量管的口径相差较大，例如相差超过两 个公称直径级别，该测量仪表仍然适于测量较慢流动的气体。
现在根据附图详细解释本发明，附图中图1以侧视图透视性地显示了用于在过程管线中流动的介质的测量系统；图2、3显示了根据旋涡原理工作并且适用于图1的测量系统中的测量换能器；和图4 6以纵截面示意性显示了图1的测量系统的细节。
具体实施例方式图1示意性地显示了一个在需要是也被模块化构造的测量系统，其适于非常鲁棒 地测量在未显示的过程管线中流动的介质(例如，液体、气体、蒸汽，等等)的至少一个测量 变量并用于将该测量变量映射为至少一个相应的测量值χΜ，其中测量变量特别是质量流量 m和/或体积流量ν和/或流速u和/或其他流动参数。测量系统为此包括至少一个用于 流动介质的在线测量仪表。测量仪表是利用适于此目的的测量换能器100以及至少间歇地 与该测量换能器电联接的测量电子器件形成的。于是，在线测量仪表包括测量换能器100 以及电子器件外壳200，在工作期间待测介质流经该测量换能器，与测量换能器100电连接 的这里未详细描述的测量电子器件容纳于所述电子器件外壳中。测量换能器100具有至少一个插入特别是作为管道构成的过程管线的路线中的 测量管，在测量系统工作期间，令待测介质至少间歇地流经测量管。在线测量仪表特别是用 于至少间歇地产生至少一个测量信号，该测量信号受到测量管中存在的介质的至少一个物 理参数(特别是流速、质量流量m、体积流量ν、密度P和/或粘度η)影响并且合适地对 应于测量变量。这里，在线测量仪表的设置在测量管上和/或测量管附近的传感器组件用 于产生至少一个测量信号，该传感器组件至少间接地以合适地影响至少一个测量信号的方 式对于介质的至少一个测量变量的变化做出反应。在本发明的一个优选实施例中，测量电子器件可以在测量系统工作期间通过数据 传输系统(例如，现场总线系统)与测量系统的上位测量值处理单元(例如可编程逻辑控 制器PLC、个人电脑或工作站)交换测量数据和/或其他操作数据，特别是至少一个测量值 XM。对于测量系统联接至现场总线或其他通信系统的情况，测量仪表电子器件具有用于数 据通信的相应通信接口，例如用于将测量数据发送至已经提到的可编程逻辑控制器或上位 的过程控制系统。为此还可以使用相应建立的测量及自动化技术的标准接口。另外，外部 电源也可以连接至现场总线系统，并且测量系统可以以上述方式通过现场总线系统直接得到供电。在这里显示的实施例中，旋涡流量计用作在线测量仪表，已知其很好地适用于测 量气体，高度精确地记录待测介质的物理测量变量，特别是质量流量m、密度P和/或粘度 η。然而，也可以使用在过程自动化技术中同样建立的其他在线测量仪表来确定测量变量， 例如磁感应流量计、克里奥利流量计、热学流量计、压差流量计、超声流量计，等等。图2和3的透视性全视图是关于根据旋涡原理工作的旋涡测量换能器的一个实施 例，它们一方面沿着流动方向(图2)另一方面逆着流动方向(图3)显示了旋涡流量计的 部分剖开的测量换能器1，其具有固定至测量管2的壁21上并且突出贯穿孔22的旋涡传感 器3。这个传感器可以例如是具有电容传感器元件的动态补偿旋涡传感器，例如在中US-A 60 03 384所描述的。沿着测量管2的直径在测量管内部设置有阻流体4，其与测量管2固定地连接，形 成所示的第一固定位置41和未显示的第二固定位置41*。孔22的中心和固定位置41的中 心位于测量管2的一条母线上。阻流体4具有冲击面42，在工作期间待测介质(例如，液体、气体或蒸汽)流向该 冲击面。阻流体4还具有两个侧面，其中一个(前)面43在图2和3中可见。由冲击面42 和侧面形成两个分离棱44，图2中仅可以完整地看到一个(前)分离棱44，而(后)分离 棱45只表示出来而没有被完全显示。图2和3的阻流体4具有基本为三角直棱柱的形状，也就是具有三角形横截面的 棱柱。然而，也可以使用其他对于这种旋涡流量计常用的阻流体形状。通过介质朝向冲击面42流动，以已知的方式在阻流体4下游形成卡曼涡街，其中 旋涡在每一分离棱被交替地分离以及由流动的介质带走。这个旋涡在流动的介质中产生局 部的压力波动，其相对于时间的分离频率(也就是所谓的旋涡频率)是介质的流速和/或 体积流率的量度。压力波动被利用旋涡传感器3转换为用作电子测量信号的旋涡信号，其被送入容 纳在电子器件外壳中的(这里没有示出且未详细阐述的)测量电子器件，测量电子器件由 此相应地计算例如流动介质的流速和/或体积流量。旋涡传感器3在阻流体4的下游插入在测量管2的管壁21中的孔22内，并且将 孔22相对于测量管2的外表面，为此，旋涡传感器3与管壁21旋接。用于此目的的例如是 四个螺钉，其中在图2和3中可以看到螺钉5、6、7，而图4中示出了所配属的孔50、60、70、 80。正如图2和3所示，旋涡传感器3包括楔形传感器叶片31和外壳盖32，该传感器 叶片贯穿管壁21的孔22突出进入测量管2的内部。外壳盖32在延伸部322终止，其中插 入了薄壁的中间件323 ；参见所提到的US-A 60 03 384。传感器叶片31具有多个主面，其中仅有主面311在图2和3中可见。主面与所提 到的测量管2的母线对齐并且形成前部棱313。传感器叶片31还可以具有其他合适的空间 形状；从而它例如可以具有两个平行的主面，这两个主面形成两条平行的前部棱。传感器叶片31比测量管2的直径短；另外，它抗弯曲并且具有相应的盲孔。为了 使得盲孔具有足够的直径，壁部分延伸超过主面。图2中示出了这些壁部分中的一个，即， 壁部分315。盲孔尽可能达到前部棱313的附近并且在那里具有底面。
还为旋涡传感器3分配一个覆盖了孔22的薄膜，其具有朝向介质的第一表面和背 离介质的第二表面。传感器叶片31固定至第一表面，并且物理-电子传感器元件固定至第 二表面。传感器叶片31、薄膜、其环形边缘以及传感器36的固定至薄膜33的部分可以例如 由一个工件制成，该工件的材料例如是金属，特别是不锈钢。传感器元件36产生上面提到 的信号，其频率与流动介质的体积流量成正比。在本发明的测量系统中，正如图4、5和6示意性示出的，用于引导待测介质的特 别是基本直的测量管的流动横截面Al小于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段 400的流动横截面。于是，测量系统还包括流动调整器300，其设置在测量管的入口端并且 位于测量管和引入段之间。流动调整器300具有内腔，在工作期间介质流经该内腔。内腔 朝向测量管2逐渐变细。这里，流动调整器的朝向过程管线引入段的入口端的流动横截面a 大于测量管的流动横截面Al，而流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截面小于流动 调整器的入口端的流动横截面。另外，流动调整器具有至少一个第一内部棱Kl和至少一个 第二内部棱K2，第一内部棱设置在流动调整器的出口端的上游并且突入流动调整器的内腔 中，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的；第二内部棱设置在第一内部棱Kl 的下游并且同样突入流动调整器的内腔中，特别沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形 的，其中在工作期间，在流动调整器中引导的介质对着每一条内部棱流动。对于介质流经流动调整器的情况，在第一内部棱Kl和第二内部棱K2之间形成基 本环形的第一旋涡wl，其至少在稳定状态中基本位置固定。在本发明的一个实施例中，每一 条内部棱ΚΙ、K2这样形成并设置在流动调整器中，使得它基本垂直于流动调整器的纵轴和 /或垂直于测量管的纵轴。进一步，每一条内部棱在圆周上特别是环形地延伸，并且因而自 封闭。在这里显示的一个实施例中，第一内部棱进一步设置在流动调整器的入口端的附近， 特别是与其紧邻。由于利用较为尖锐的内部棱可以实现特别好的结果，所以在具有优点的 实施例中，每一条内部棱的棱角半径小于2mm，特别是小于0. 6mm。在这里显示的流动调整器的结构中，在流动调整器的特别是环形环绕的端部区域 中设置的由流动调整器的第一内部棱限定并且用于令冲击到其上的介质起旋涡的冲击面P 的上游，除了第一旋涡wl之外，还形成基本环形的第二旋涡《2，其同样至少在稳定状态中 基本位置固定。实际上，这样形成第二旋涡《2，使得两个旋涡wl、w2中每一个的最大虚拟 惯性主轴至少在轴向延伸上基本彼此一致。作为替代或者补充，两个旋涡wl、w2中的每一 个的最大虚拟惯性主轴各自与流动调整器的虚拟纵轴和/或测量管的虚拟纵轴基本一致。冲击面P这样在流动调整器中设置并定向，使得它至少部分基本垂直于流动调整 器的虚拟纵轴延伸和/或部分基本垂直于测量管的虚拟纵轴延伸。由于利用良好成型的冲 击面可以实现特别好的结果，在本发明的一个优选实施例中，冲击面在径向上的高度h2为 至少1mm。冲击面P可以例如为基本平坦的圆环面，或者也可以为圆锥形，即，朝向测量管逐 渐变细或者朝向过程管线扩宽。正如可以从图4、5和6中看到的，产生旋涡的第一内部棱Kl是通过冲击面P与第 一引导面LFl (其同样由第一内部棱Kl限定)的交叉而形成的，该第一引导面朝向流动调 整器的出口端延伸并且用于支持并稳定第一旋涡wl。在这里显示的实施例中，以简单的方 式，通过保持流动调整器的入口端的内径小于过程管线的引入段的口径，形成冲击面P以 及第一内部棱Kl。在本发明的一个实施例中，第一引导面LFl对应于环形外壳的一个片段(这里大约为1/4或1/3片段)或者类似的桶体的外表面。在简单的方式中，引导面LFl可 以通过至少部分由例如在流动调整器中形成的环形沟槽或者在流动调整器中形成的内部 圆锥而实现。特别地，在本发明的另一实施例中，在两条内部棱之间形成的引导面LFl至少 部分相对于流动调整器的虚拟纵轴强烈凹入地成形。正如在图4、5和6中示意性示出的，第一引导面LFl进一步延伸，最后达到流动调 整器的第二引导面LF2并从而形成第二内部棱K2，该第二引导面用于引导在流动调整器中 流动的介质。例如如图4至6所示，朝向测量管逐渐变细的第二引导面LF2基本锥状成形， 特别是至少部分具有凸起的轮廓线。在本发明的测量系统中，内部棱和引导面还特别地相对于彼此这样成形并设置， 使得流动调整器的内壁整体上具有主要为凸起的轮廓。通过可能提供的冲击面，流动调整 器的内壁的轮廓的上述凸起的程度进一步增大。在本发明的方法中，在测量操作期间令介质流出引入段并进入流动调整器。由于 在流动调整器的纵轴的方向上的流动横截面变小，介质被加速。随着介质流经第一内部棱 K1，在流动调整器的入口区域中的介质内部至少形成第一旋涡wl，并且实际上，旋涡wl的 最大惯性主轴基本与流动调整器的纵轴和/或测量管的纵轴一致。对于流经旋涡wl的介 质，其既实现进一步的横截面收缩，还相对于引导面L居中地作用，并从而稳定流型。这里，旋涡wl由两条内部棱K1、K2之间提供的引导面LF 1支持，并且通过引导面 LFl和第二内部棱Κ2的配合而在最大轴向延伸上得到限制并且在形状及尺寸上在很大程 度上得到限定。于是，防止了旋涡wl被不受控制且同样不期望地分割和/或分离。对于这里显示的在流动调整器的入口区域引发至少一个其他基本稳定的特别是 基本位置固定的环形旋涡的情况，有效的是提供附加的横截面收缩并且因而流体进一步加 速。于是，可以实现对于测量系统的期望测量精度足够高的雷诺数以及足够高的湍流程度， 从而在连接至流动调整器的测量管中可以建立可良好预估且可良好再现的流型。在以下的表1、2和3以及所附权利要求中给出了其他优选实施例以及特殊发展， 特别是对于本发明的流动调整器的各个元件具有优点的大小，其中Al-测量管的流动横截面；Α2-过程管线的引入段的流动横截面；Α2/Α1-过程管线的引入段的流动横截面Α2与测量管的流动横截面Al的截面比；a_流动调整器的由第一内部棱Kl约束的内腔的横截面；a/Al-由第一内部棱约束的横截面a与测量管的横截面Al的压缩比；A2/Al-a/Al_截面比A2/A1与压缩比a/Al之间的差；a/A2-由第一内部棱Kl约束的横截面a与过程管线的引入段的流动横截面A2的 收缩比；A2/Al-a/A2_截面比A2/A1与收缩比a/A2之间的差；C-流动调整器的由第二内部棱K2约束的内腔的横截面；c/Al-由第二内部棱K2约束的横截面c与测量管的横截面Al的压缩比；A2/A1-C/A1-截面比A2/A1与压缩比c/Al之间的差；c/A2-由第二内部棱约束的横截面c与过程管线的引入段的流动横截面A2的收缩 比；
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A2/A1-C/A2-截面比A2/A1与收缩比c/A2之间的差；Dl-测量管的口径；D2-过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段的口径；D2/D1-过程管线的引入段的口径D2与测量管的口径Dl的口径比；d-流动调整器的由内部棱K约束的内腔的横截面的直径；Ll-测量管的安装长度；L2-流动调整器的安装长度；Lm-传感器元件与测量管入口端的距离；α-形成流动调整器的冲击面的内部锥的侧面角(α =90° -α ；β-形成流动调整器的引导面的内部锥的侧面角。关于流动调整器的具有优点的实施例和进一步发展，特别是涉及测量管以及测量 系统整体的合适大小及使用，还参考未提前公开的国际专利申请PCT/EP2007/057467和 PCT/EP2007/057468的公开内容，它们的内容要被看作是本发明的公开内容的补充。表1: 表2:
权利要求
测量系统，其插入过程管线特别是管道的路线中，用于记录在过程管线中流动的介质的至少一个测量变量，特别是质量流量、体积流量、流速、密度、粘度、压力、温度，等等，该测量系统包括 测量换能器， 该测量换能器具有用于引导待测介质的测量管，特别是基本直的测量管，该测量管的流动横截面(A1)小于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段的流动横截面，以及 该测量换能器具有传感器组件， 该传感器组件具有至少一个主要对于待记录的测量变量，特别是该测量变量的变化，作出反应的传感器元件(3)，并且 该传感器组件利用至少一个传感器元件提供至少一个受到测量变量影响的测量信号； 与测量换能器通信的测量电子器件，该测量电子器件通过使用至少一个测量信号而至少间歇地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值，特别是质量流量测量值、体积流量测量值、密度测量值、粘度测量值、压力测量值、温度测量值；和 设置在测量管的入口侧的流动调整器，该流动调整器处于测量管和过程管线的引入段之间，流动调整器的内腔朝向测量管逐渐变细并且在操作期间由介质流过； 其中流动调整器的朝向过程管线的引入段的入口端的流动横截面(a)大于测量管的流动横截面(A1)，流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截面(b)小于流动调整器的入口端的流动横截面；以及 其中，流动调整器具有至少一个设置在流动调整器的出口端上游的第一内部棱(K1)，该第一内部棱突出入流动调整器的内腔，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的；流动调整器还具有至少一个设置在第一内部棱(K1)下游的第二内部棱(K2)，该第二内部棱同样突出入流动调整器的内腔，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的，在操作期间在流动调整器的内部引导的介质向着这两个内部棱(K1，K2)流动； 其中，流动调整器的一个特别是至少部分相对于流动调整器的虚拟纵轴强烈凹入成形的第一引导面(LF1)在突出入流动调整器的内腔的第一内部棱(K1)以及突出入流动调整器的内腔的第二内部棱(K2)之间延伸；以及 其中突出入流动调整器的内腔的第二内部棱约束流动调整器的特别是基本上凸出的第二引导面(LF2)，该第二引导面用于引导在流动调整器中流动的介质并且朝向流动调整器的出口端延伸。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其中过程管线的引入段的流动横截面(Α2)与测 量管的流动横截面(Al)的截面比(Α2/Α1)保持大于1. 5和/或小于10，特别是在1. 66 9.6的范围内。
3.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中由第一内部棱约束的横截面(a)与过 程管线的引入段的流动横截面(A2)的收缩比(a/A2)保持小于0.9和/或大于0. 1，特别是 在0. 25 0. 85的范围内。
4.根据权利要求2结合权利要求3所述的测量系统，其中截面比(A2/A1)与收缩比(a/ A2)之间的差(A2/Al-a/A2)保持大于0. 5和/或小于10，特别是大于0. 83且小于9. 5。
5.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中流动调整器的内腔的由第二内部棱 (K2)约束的横截面(c)与测量管的流动横截面(Al)的压缩比(c/Al)保持大于0.9和/或 小于5，特别是在0. 9 2. 5的范围内。
6.根据权利要求2结合权利要求5所述的测量系统，其中过程管线的引入段的流动横 截面(A2)与测量管的流动横截面(Al)之间的截面比(A2/A1)和压缩比(c/Al)之间的差 (A2/A1-C/A1)保持大于0. 2和/或小于10，特别是大于0. 4且小于8。
7.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中由第一内部棱约束的横截面(a)与测 量管的流动横截面(Al)之间的压缩比(a/Al)保持大于1.2和/或小于5，特别是在1.3 3的范围内。
8.根据权利要求2结合权利要求7所述的测量系统，其中截面比(A2/A1)与压缩比(a/ Al)之间的差(A2/Al-a/Al)保持大于0. 2和/或小于10，特别是大于0. 25且小于8。
9.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中测量管的口径(Dl)比过程管线的在 入口侧连接至测量系统的引入段的口径小。
10.根据权利要求9所述的测量系统，_其中流动调整器的朝向过程管线的引入段的入口端的口径大于测量管的口径(Dl)， 并且流动调整器的朝向测量管的出口端的口径小于流动调整器的入口端的口径；和/或-其中流动调整器的入口端的内径(d)保持小于过程管线的引入段的口径(D2)，由此 形成突出入流动调整器的内腔的第一内部棱；和/或-其中流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第一内部棱约束的横截面的 直径⑷小于过程管线的引入段的口径(D2)；和/或-其中过程管线的引入段的口径(D2)与测量管的口径(Dl)的口径比(D2/D1)保持大 于1. 1和/或小于5，特别是在1. 2 3. 1的范围内。
11.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中测量管的安装长度(Li)大于流动调 整器的安装长度(L2)，从而流动调整器的安装长度(L2)与测量管的安装长度(Li)的安装 长度比(L2/L1)保持小于1。
12.根据权利要求9结合权利要求11所述的测量系统，其中过程管线的引入段的口径 (D2)与测量管的口径(Dl)的口径比(D2/D1)至少为流动调整器的安装长度(L2)与测量管 的安装长度(Li)的安装长度比(L2/L1)的10%。
13.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中至少一个特别是在操作期间浸入介 质的传感器元件与测量管的入口端相距一段距离(Lm)设置在测量管内部和/或特别是直 接设置在测量管上。
14.根据权利要求13结合权利要求9所述的测量系统，其中放置至少一个传感器元件， 使得所述距离(Lm)与测量管的口径(Dl)之比保持大于1。
15.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中突出入流动调整器的内腔的第一内 部棱限定流动调整器的冲击面，该冲击面设置在流动调整器的特别是环形环绕的边界区域 中并且用于令流到该冲击面上的介质起旋涡。
16.根据权利要求15所述的测量系统，-其中冲击面在流动调整器中设置及定向，使得该冲击面至少部分基本垂直于流动调 整器的虚拟纵轴延伸并且/或者该冲击面部分基本垂直于测量管的虚拟纵轴延伸；和/或-其中冲击面在径向上的高度为至少Imm ；和/或-其中冲击面为环形面；和/或-其中冲击面和第一内部棱至少部分由在流动调整器入口侧中成形的特别是环形的和 /或自封闭的凸肩形成；和/或-其中冲击面至少部分基本是平坦的；和/或-其中冲击面在流动调整器中设置及定向，使得该冲击面部分与流动调整器的横截面 基本共面和/或该冲击面部分与测量管的横截面基本共面。
17.根据权利要求15所述的测量系统，其中-其中冲击面至少部分基本为圆锥形；和/或-其中冲击面朝向测量管逐渐变细；和/或-其中冲击面朝向流动调整器的入口端逐渐变宽。
18.根据权利要求15或17所述的测量系统，其中冲击面和第一内部棱至少部分由在流 动调整器入口侧中成形的内部锥形成，该内部锥特别是朝向流动调整器的入口端延伸并且 向着测量管逐渐变细。
19.根据权利要求18所述的测量系统，-其中形成流动调整器的冲击面的内部锥的侧面角(α)大于45°，特别是大于60° ； 和/或-其中形成流动调整器的冲击面的内部锥的侧面角(α)小于90°，特别是小于88°。
20.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中第二引导面和第二内部棱至少部分 是由在流动调整器的入口侧成形的内部锥形成的，该内部锥特别是朝向流动调整器的出口 端延伸。
21.根据权利要求20所述的测量系统，其中形成流动调整器的第二引导面的内部锥的 侧面角(β)大于2°特别是大于4°，和/或小于45°特别是小于10°。
22.根据权利要求18及20所述的测量系统，其中冲击面是通过第一内部锥形成的，该 第一内部锥在流动调整器的入口侧成形并且朝向流动调整器的入口端延伸；并且第二引导 面是通过第二内部锥形成的，该第二内部锥在流动调整器的入口侧成形并朝向流动调整器 的出口端延伸。
23.根据权利要求22所述的测量系统，其中形成冲击面的第一内部锥的侧面角大于形 成第二引导面的第二内部锥的侧面角。
24.根据权利要求23所述的测量系统，其中形成流动调整器的冲击面的第一内部锥的 侧面角(α)大于45°特别是大于60°，并且小于90°特别是小于88° ；以及其中形成流动 调整器的第二引导面的第二内部锥的侧面角(β)大于2°特别是大于4°，并且小于45° 特别是小于10°。
25.根据前述任一权利要求所述的测量系统，-其中至少一个传感器元件是利用至少一个压电元件和/或利用至少一个压敏元件形 成的；和/或-其中至少一个传感器元件是利用至少一个与铁心相配的螺管线圈形成的；和/或_其中至少一个传感器元件是利用至少一个接触在测量管中流动的介质且感测电势的 测量电极形成的；和/或_其中至少一个传感器元件是利用至少一个对测量变量的变化作出反应的测量电容形 成的；和/或“其中至少一个传感器元件是利用至少一个电阻形成的；和/或_其中至少一个传感器元件在操作期间在测量管中流动的介质的影响下经历重复的机 械变形；和/或_其中至少一个传感器元件在操作期间在测量管中流动的介质的影响下重复地相对于 静态静止位置运动。
26.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中测量换能器包括至少一个设置在测 量管中的阻流体。
27.根据权利要求26所述的测量系统，其中传感器组件的至少一个特别是至少部分突 出入测量管的传感器元件设置在至少一个阻流体的下游。
28.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中，测量换能器为旋涡流量计，特别是 涡街流量计。
29.根据权利要求1至27之一所述的测量系统，其中测量换能器为以下之一磁感应 流量计；振动型流量计，特别是科里奥利质量流量计、密度计和/或粘度计；或超声流量计。
30.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中流动调整器的内腔的由突出入流动 调整器的内腔的第一内部棱约束的横截面(a)大于流动调整器的内腔的由突出入流动调 整器的内腔的第二内部棱约束的横截面(C)。
31.根据前述任一权利要求所述的测量系统，-其中流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第二内部棱(K2)约束的横 截面(c)小于过程管线的引入段的流动横截面(A2)，特别是小于流动调整器的入口端的流 动横截面；和/或-其中流动调整器的内腔的由第二内部棱(K2)约束的横截面(c)与过程管线的引入段 的流动横截面(A2)的收缩比(c/A2)保持小于0. 9和/或大于0. 1，特别是在0. 19 0. 78 的范围内。
32.根据前述任一权利要求所述的测量系统，_其中每一个突出入流动调整器的内腔的内部棱都构造并设置在流动调整器中，使得 该内部棱基本上垂直于流动调整器的虚拟纵轴和/或垂直于测量管的虚拟纵轴；和/或-其中每一个突出入流动调整器的内腔的内部棱都特别地环形地环绕，并且因而自封 闭；和/或-其中每一个突出入流动调整器的内腔的内部棱的棱角半径都小于2mm，特别是小于 0. 6mm ；和 / 或-其中流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第二内部棱约束的横截面 (a)，特别是还有流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第一内部棱约束的横 截面(a)，小于过程管线的引入段的流动横截面(A2)；和/或_其中突出入流动调整器的内腔的第一内部棱特别是直接设置在流动调整器的入口端 附近；和/或-其中突出入流动调整器的内腔的第一内部棱直接设置在流动调整器的入口端；和/或_其中流动调整器至少在入口区域基本为环形圆柱状；和/或 -其中测量管至少在入口区域基本为环形圆柱状；和/或 “其中流动调整器至少在出口区域基本为环形圆柱状；和/或 “其中特别是环形圆柱状的测量管基本是直的；和/或_其中第一引导面至少部分是通过在流动调整器中成形的特别是环形和/或环绕的沟 或槽而形成的；和/或“其中第一引导面是通过在流动调整器中成形的环形槽形成的；和/或 -其中第一引导面是通过在流动调整器中成形的内部锥形成的；和/或 -其中第一引导面(L2)相对于流动调整器的虚拟纵轴特别是主要地或完全地凹入；和/或_其中流动调整器的特别是圆锥形的第二引导面至少部分相对于流动调整器的虚拟纵 轴凸出；和/或-其中流动调整器的特别是圆锥形的第二引导面至少部分凹入；和/或 -其中流动调整器的第二引导面向着测量管逐渐收缩；和/或 -其中流动调整器的第二引导面基本为圆锥形。
33.根据前述任一权利要求所述的测量系统的应用，用于记录在过程管线中流动的介 质的至少一个测量变量，特别是质量流量、体积流量、留宿、密度、粘度、压力、温度，等等。
34.用于利用插入过程管线的路线中的测量系统记录在过程管线中流动的介质的至少 一个测量变量的方法，测量变量特别是质量流量、体积流量、流速、密度、粘度、压力、温度， 等等，该测量系统具有连接至过程管线的引入段的流动调整器以及连接至流动调整器的测 量换能器，该方法包括以下步骤-令待测介质从引入段流入流动调整器；-沿着流动调整器的虚拟纵轴的方向加速流动的介质，并且在流动调整器的入口区域 中流动的介质内部感生至少一个基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡，使得所述至 少一个环形旋涡的最大虚拟惯性主轴与流动调整器的虚拟纵轴和/或测量换能器的测量 管的虚拟纵轴基本一致；-令待测介质流经所述至少一个环形旋涡，并且令待测介质从流动调整器流入所连接 的测量换能器的测量管；以及-通过使用至少一个主要对于测量变量特别是测量变量的变化做出反应的传感器元 件，产生至少一个受到待记录的测量变量影响的测量信号(si)；-其中，在流动调整器的入口区域中感生至少一个基本静态的环形旋涡的步骤包括令 介质流经流动调整器的第一内部棱的步骤，该第一内部棱突出入流动调整器的内腔中并且 特别是沿着流动调整器的一条母线封闭地环绕，还包括令介质流经流动调整器的设置在第 一内部棱下游的第二内部棱的步骤，该第二内部棱突出入流动调整器的内腔中并且特别是 沿着流动调整器的一条母线封闭地环绕。
35.根据权利要求34所述的方法，进一步包括在流动调整器的入口区域中感生至少一 个另外的基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡的步骤，其中至少两个环形旋涡的每 一个的最大虚拟惯性主轴基本彼此平行并且/或者至少在轴向延伸上彼此基本一致。
36.根据权利要求35所述的方法，进一步包括令介质朝向流动调整器的冲击面流动的6步骤，以在流动调整器的入口区域中感生基本静态的环形旋涡，所述冲击面与在流动调整 器的特别是沿着流动调整器的母线封闭环绕的边界区域中流动的介质相对。
全文摘要
测量系统插入过程管线的路线中并且用于记录在过程管线中流动的介质的至少一个测量变量。测量系统为此包括测量换能器，其具有用于引导待测介质的测量管以及传感器组件，该传感器组件具有至少一个主要对于待测的测量变量作出反应的传感器元件并且利用至少一个传感器元件提供至少一个受到测量变量影响的测量信号。测量系统还包括与测量换能器通信的测量电子器件，其通过使用至少一个测量信号而至少间歇地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值。在本发明的测量系统中，测量管的流动横截面小于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段。测量系统还包括设置在测量管的入口侧的流动调整器，其处于测量管和过程管线引入段之间。流动调整器的内腔在向着测量管的方向上逐渐变细并且在操作期间由介质流过。流动调整器具有至少两个内部棱，它们设置在入口端的上游并且突出入流动调整器的内腔。在操作期间，在流动调整器之内引导的介质向着每一内部棱流动。流动调整器的第一引导面在第一内部棱和第二内部棱之间延伸。另外，第二内部棱约束流动调整器的第二引导面，该第二引导面朝向流动调整器的出口端延伸并且用于引导在流动调整器中流动的介质。
文档编号G01F15/18GK101910805SQ200880123601
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月22日 优先权日2007年12月30日
发明者赖纳·赫克尔 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种测量系统，其用于测量过程管线中流动的介质的至少一个测量变 量，特别是质量流量、密度、粘度、压力等等，该测量系统带有测量换能器和介于测量换能器 和过程管线之间的流动调整器。
背景技术：
在工业过程测量技术中，特别是结合化学或制造自动化过程，为了记录描述过程 的测量变量并且为了产生代表这些测量变量的测量值信号，使用安装在过程附近的测量系 统，它们直接安装在介质所流过的过程管线上面或者内部。要记录的测量变量可以例如是 在这种例如作为管道构造的过程管线中引导或容纳的液态、粉末状、蒸汽状或气态的过程 介质的质量流量、体积流量、流速、密度、粘度、温度等等。这种测量系统是其中使用在线测量仪表的测量系统，该在线测量仪表带有磁感 应测量换能器或者分析沿流动方向发射的超声波的渡越时间且特别是根据多普勒原理工 作的测量换能器、振动型换能器，特别是科里奥利质量流量换能器、密度换能器等等。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 中充分描述了磁感应测量换能器的基本结构和功能；对于超声测量换能器，例如参见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，本领域技术人员已知关于这些主题 的背景知识，从而这里可以省略对于这些测量原理的详细解释。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中详细介绍了这种本领域技术人员已知的，特别是利用紧凑的在线测量仪 表所构成的测量系统的其他例子。为了记录各测量变量，这里所讨论类型的测量系统包括相应的测量换能器，其插 入引导介质的过程管线的路线中，并用于产生至少一个尽可能精确地代表主要记录的测量 变量的测量信号，特别是电子信号。为此，测量换能器通常包括测量管，其插入管道的路线 中并且用于引导流动的介质，还包括相应的物理-电子传感器组件。传感器组件包括至少 一个主要对待测变量或其变化作出反应的传感器元件，以在操作期间产生至少一个合适地 受到测量变量影响的测量信号。为了进一步处理或分析至少一个测量信号，换能器还与适 用于此的测量电子器件相连。以合适的方式与测量换能器通信的测量电子器件在测量系统 的操作期间通过使用至少一个测量信号而至少间歇地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值，也就是例如质量流量测量值、体积流量测量值、密度测量值、粘度测量值、压力测量 值、温度测量值等等。为了容纳测量电子器件，这种测量系统还包括合适的电子器件外壳，其正如US-A 63 97 683或WO-A 00/36 379中所建议的，可以远离测量换能器设置并且仅仅利用柔性电 缆与测量换能器相连。然而，也可以例如像在EP-A 903 651或EP-A 1 008 836中所显示 的，通过形成紧凑的在线测量仪表(例如，科里奥利质量流量计/密度计、超声流量计、旋 涡流量计、热度流量计、磁感应流量计等等)，电子器件外壳可以直接设置在测量换能器上 或者设置在单独容纳测量换能器的换能器外壳上。在后一种情况中，正如例如在EP-A 984 248、US-A 47 16 770或US-A 63 52 000中所显示的，电子器件外壳常常还用于容纳测量 换能器的某些机械部件，例如在操作期间由于机械作用而形变的薄膜状、棒状、套筒状或管 状的形变体或振动体；关于这一点，参见上面提到的US-B 63 52 000。另外，所述类型的测量系统通常经由联接至测量电子器件的数据传输系统彼此相 连和/或与合适的过程主机相连，并且例如通过(4 20mA)电流回路和/或数字数据总线 向它们发送测量值信号。这里，用作数据传输系统的是现场总线系统，特别是串行现场总线 系统，诸如PROFIBUS-PA、FOUNDATION FIELDBUS,以及相应的传输协议。利用过程主机，传 输的测量值信号可以被进一步处理并作为相应的测量结果而例如在监视器上得到可视化， 并且/或者被转换为用于过程控制元件(例如电磁阀、电动马达，等等)的控制信号。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中所讨论的，在线测量仪表以及所描述类型的测量系统的测 量精度可以类似地或多或少依赖于流动类型。这里，特别感兴趣的是测量管中的流型的瞬 时特性。考虑到湍流(雷诺数大于2300的流动)在一个较宽的雷诺数范围上基本彼此相 似并且因而对于测量精度具有类似的影响，所以在许多测量系统中常常期望待测介质具有 较高的流速。为了旋涡实现足够高的测量精度，旋涡流量计通常希望流体的雷诺数远远大 于 4000。于是，在下面讨论的类型的测量系统中，至少在具有较大口径的过程管线中和/ 或应用了较慢的流动介质的情况中，如果需要则这样构造测量管，使得它的流动横截面小 于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入端的横截面。于是，流动的介质经历沿流动 方向的加速，从而雷诺数增加。在利用超声测量仪表和/或利用旋涡流量计工作的测量系 统以及/或者用于测量至少部分特别是主要或完全是气态介质的测量系统的情况中，这种 原理的实现已经证明是特别有益的。在与流体相对的阻流体上的旋涡的分离速率与主要要被记录的测量变量(即，体 积流量或流速)之间的关系例如形成旋涡流量计的测量原理的基础，只有雷诺数充分超过 20000时才可以认为这个关系是线性的，因而必须在过程管线与测量管的流动横截面之间 实现较大的差异。为了在尽可能短的距离上创建尽可能良好限定的从引入段到具有较小流动横截 面的测量管的过渡区，正如在 GB-A 21 42 725、US-A 5808 209、US-A 2007/0163361 或 US-A 2005/0092101中所建议的，通常在测量系统中提供相应的流动调整器，其内腔朝向测 量管逐渐变细。在操作期间，介质流经该内腔。流动调整器设置在测量管的入口侧上并且位于测量管和过程管线的引入段之间。这里，流动调整器的朝向过程管线引入段的入口端 的流动横截面大于测量管的流动横截面，而流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截 面相应地小于入口端的流动横截面。特别是在US-A 58 08 209和US-A 2005/0092101中，进一步结合所给出的流动调 整器建议，在两个不同大小的流动横截面之间实现的过渡必须保持连续并且绝对没有故障 位置，例如，引起旋涡的棱角。这可以通过较为复杂地处理流动调整器的表面以及在测量系 统入口区域中可能存在的结合处，而以令人满意的程度得到保证。然而已经发现，尽管使用 了上面所述类型的流动调整器，在测量系统的入口区域中，特别是在位于测量系统上游的 所连接的过程管线的引入段中或者在入口侧上所连接的用于连接引入段和测量系统的法 兰的区域中，流动的微小干扰也会引起测量管内腔内部的流动状况显著改变，并因而引起 测量精度相应下降。表面上，一种消除这个问题的可能性是对测量系统的入口区域也就是 过程管线的引入段或者在入口处的法兰连接执行匹配处理。然而，无论有没有测量系统的 用户的进一步需求，这种处理实际上都无法执行。特别是由于测量系统的选择可以是源自 以下事实在现存的厂房中，特别地要替换之前已经安装的且对于实际流动状态可能过大 的测量系统。关于这一点，测量系统的实际安装条件不仅不可预见，而且不可修改且因而不 可控。根据US-A 2007/0163361，消除伴随所讨论类型的流动调整器所产生的缺点的另 一种可能是，利用不同的内部锥形成这种流动调整器，从而它在内部实际上具有分级的轮 廓。这个入口几何形状导致流体在壁附近比在内部明显更加加速，从而随后在测量管中得 到的流型具有略微的压力依赖性。然而，在这种流型的结构中的问题可能是其依赖于其自 身的流速以及它的扰动程度过低。避免与所讨论类型的流动调整器相关联的问题的另一种可能是增加流动调整器 的安装长度，从而以可预测的方式在流动调整器中(尽可能在流体进入测量管的入口之 前)实现流体的由增加的湍流而引起的均勻和/或稳定。然而，这可能意味着整个测量系 统的安装长度显著增加。考虑上面讨论的现存的传统测量系统要被替换为上游所连接的流 动调整器的情况，测量系统的安装长度或多或少被预先给定，并且因而流动调整器的安装 长度的增加仅仅能够在这个非常有限的范围内实现。
发明内容
从所讨论类型的传统测量系统的上述缺点出发，本发明的目的是提供一种用于流 动介质的测量系统，其以尽可能短的安装长度实现从过程管线到测量管的流动雷诺数增 加，并且尽管如此，测量精度对于在测量系统上游的流动介质中可能的干扰基本上不敏感， 所述干扰在引入段和/或在过程管线与实际测量系统之间的中间过渡区。为实现这个目的，本发明在于一种测量系统，其插入过程管线特别是管道的路线 中并且用于记录在过程管线中流动的介质的至少一个测量变量，特别是质量流量、体积流 量、流速、密度、粘度、压力、温度，等等，该测量系统包括_测量换能器，其具有一用于引导待测介质的测量管，特别是直的测量管，其流动横截面小于过程管线 的在入口侧连接至测量系统的引入段，以及
—传感器组件，—该传感器组件具有至少一个主要对于待记录的测量变量，特别是其变化，作出 反应的传感器元件，并且—利用至少一个传感器元件提供至少一个受到测量变量影响的测量信号；-与测量换能器通信的测量电子器件，其通过使用至少一个测量信号而至少间歇 地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值，特别是质量流量测量值、体积流量测量值、密 度测量值、粘度测量值、压力测量值、温度测量值；和-设置在测量管的入口侧的流动调整器，其处于测量管和过程管线引入段之间，流 动调整器的内腔朝向测量管逐渐变细并且在操作期间由介质流过；-其中流动调整器的朝向过程管线引入段的入口端的流动横截面大于测量管的流 动横截面，流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截面小于流动调整器的入口端的流 动横截面；以及-其中，流动调整器具有至少一个设置在其出口端上游的第一内部棱，其突出入流 动调整器的内腔，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的；还具有至少一个设 置在第一内部棱下游的第二内部棱，其同样突出入流动调整器的内腔，特别是沿着流动调 整器的母线环绕和/或是环形的，在操作期间从流动调整器的内部引导的介质向着这两个 内部棱流动；-其中流动调整器的第一引导面特别是至少部分相对于流动调整器的虚拟纵轴强 烈凹入成形，该第一引导面在突出入流动调整器内腔的第一内部棱以及突出入流动调整器 内腔的第二内部棱之间延伸；以及-其中突出入流动调整器内腔的第二内部棱约束流动调整器的特别是基本上凸出 的第二引导面，该第二引导面用于引导在流动调整器中流动的介质并且朝向流动调整器的 出口端延伸。另外，本发明还在于一种用于利用插入过程管线的路线中的测量系统记录在过程 管线中流动的介质的至少一个测量变量的方法，测量变量特别是质量流量、体积流量、流 速、密度、粘度、压力、温度，等等，该测量系统包括连接至过程管线的引入段的流动调整器 以及连接至流动调整器的测量换能器，该方法包括以下步骤-令待测介质从引入段流入流动调整器；-沿着流动调整器的虚拟纵轴的方向加速流动的介质，并且在流动调整器的入口 区域中流动的介质内部感生至少一个基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡，使得至 少一个环形旋涡的最大虚拟惯性主轴与流动调整器的虚拟纵轴和/或测量换能器的测量 管的虚拟纵轴基本一致，-令待测介质流经至少一个环形旋涡，并且令待测介质流出流动调整器，进入所连 接的测量换能器的测量管；以及-通过使用至少一个主要对于测量变量特别是其变化做出反应的传感器元件，产 生至少一个受到待记录的测量变量影响的测量信号；-其中，在流动调整器的入口区域中感生至少一个基本静态的环形旋涡的步骤包 括令介质流经流动调整器的突出入流动调整器内腔的第一内部棱的步骤，该第一内部棱特 别是沿着流动调整器的母线封闭地环绕，以及令介质流经流动调整器的设置在第一内部棱
11下游且突出入流动调整器内腔的第二内部棱的步骤，该第二内部棱特别是沿着流动调整器 的母线封闭地环绕。在本发明的测量系统的第一实施方式中，每一个突出入流动调整器内腔的内部棱 都这样构造并设置在流动调整器中，使得它基本上垂直于流动调整器的虚拟纵轴和/或垂 直于测量管的虚拟纵轴。在本发明的测量系统的第二实施方式中，每一个突出入流动调整器内腔的内部棱 都特别是环形地环绕，并且因而自封闭。在本发明的测量系统的第三实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部棱设 置在流动调整器的入口端附近，特别是紧邻该入口端。在本发明的测量系统的第四实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部棱紧 邻流动调整器的入口端设置。在本发明的测量系统的第五实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部棱的 棱角半径小于2mm，特别是小于0. 6mm。在本发明的测量系统的第六实施方式中，流动调整器至少在入口区域基本为环形 圆柱状。在本发明的测量系统的第七实施方式中，测量管至少在入口区域基本为环形圆柱 状。在本发明的测量系统的第八实施方式中，流动调整器至少在出口区域基本成形为 环形圆柱状。在本发明的测量系统的第九实施方式中，特别是环形圆柱状的测量管基本是直 的。在本发明的测量系统的第十实施方式中，过程管线引入段的流动横截面与测量管 的流动横截面的截面比保持大于1. 5。在本发明的测量系统的第十一实施方式中，过程管线引入段的流动横截面与测量 管的流动横截面的截面比保持小于10。在本发明的测量系统的第十二实施方式中，过程管线引入段的流动横截面与测量 管的流动横截面的截面比保持在1. 66 9. 6的范围内。在本发明的测量系统的第十三实施方式中，流动调整器的内腔由突出入流动调整 器的内腔的第一内部棱约束的横截面小于过程管线的引入段的流动横截面。在本发明的测量系统的第十四实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持小于0. 9。在本发明的测量系统的第十五实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持大于0. 1。在本发明的测量系统的第十六实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持在0. 25 0. 85的范围内。在本发明的测量系统的第十七实施方式中，截面比与收缩比之间的差保持大于 0. 5。在本发明的测量系统的第十八实施方式中，截面比与收缩比之间的差保持小于 10。
在本发明的测量系统的第十九实施方式中，截面比与收缩比之间的差保持大于 0. 83且小于9. 5。在本发明的测量系统的第二十实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与测量管 的流动横截面之间的压缩比保持大于1. 2。在本发明的测量系统的第二十一实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面之间的压缩比保持小于5。在本发明的测量系统的第二十二实施方式中，由第一内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面之间的压缩比保持在1. 3 3的范围内。在本发明的测量系统的第二十三实施方式中，截面比与压缩比之间的差保持大于 0. 2。在本发明的测量系统的第二十四实施方式中，截面比与压缩比之间的差保持小于 10。在本发明的测量系统的第二十五实施方式中，截面比与压缩比之间的差保持大于 0. 25且小于8。在本发明的测量系统的第二十六实施方式中，测量管的口径比过程管线的在入口 侧连接至测量系统的引入段的口径小。在本发明的测量系统的第二十七实施方式中，流动调整器的朝向过程管线引入段 的入口端的口径大于测量管的口径，并且流动调整器的朝向测量管的出口端的口径小于流 动调整器的入口端的口径。在本发明的测量系统的第二十八实施方式中，流动调整器的入口端的内径保持小 于过程管线引入段的口径，由此形成突出入流动调整器内腔的第一内部棱。在本发明的测量系统的第二十九实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管的 口径的口径比保持大于1.1。在本发明的测量系统的第三十实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管的口 径的口径比保持小于5。在本发明的测量系统的第三十一实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管的 口径的口径比保持在1. 2 3. 1的范围内。在本发明的测量系统的第三十二实施方式中，流动调整器的内腔由突出入流动调 整器内腔的第一内部棱约束的横截面的直径小于过程管线的引入段的口径。在本发明的测量系统的第三十三实施方式中，测量管的安装长度大于流动调整器 的安装长度，从而流动调整器的安装长度与测量管的安装长度的安装长度比保持小于1。在本发明的测量系统的第三十四实施方式中，过程管线引入段的口径与测量管 的口径的口径比对应于流动调整器的安装长度与测量管的安装长度的安装长度比的至少 10%。在本发明的测量系统的第三十五实施方式中，至少一个传感器元件，特别是在操 作期间浸入介质的传感器元件与测量管的入口端相距一段距离地设置在测量管内部和/ 或上面，特别是直接设置在测量管上。在本发明的测量系统的第三十六实施方式中，这样放置至少一个传感器元件，使 得所述距离与测量管的口径之比保持大于1。
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在本发明的测量系统的第三十七实施方式中，突出入流动调整器内腔的第一内部 棱限定一个冲击面，该冲击面设置在流动调整器的特别是环形环绕的边界区域中并且用于 令流到该冲击面上的介质起旋涡。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第一发展中，冲击面这样在流动调整 器中设置及定向，使得它至少部分基本垂直于流动调整器的虚拟纵轴延伸并且/或者部分 基本垂直于测量管的虚拟纵轴延伸。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第二发展中，冲击面在径向上的高度 为至少1mm。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第三发展中，冲击面形成为环形面。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第四发展中，冲击面和第一内部棱至 少部分由在流动调整器入口侧中形成的特别是环形的和/或自封闭的凸肩形成。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第五发展中，冲击面至少部分基本是 平坦的。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第六发展中，冲击面这样在流动调整 器中设置及定向，使得它部分与流动调整器的横截面基本共面和/或它部分与测量管的横 截面基本共面。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第七发展中，冲击面至少部分基本为 圆锥形。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第八发展中，冲击面朝向测量管逐渐 变细。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第九发展中，冲击面朝向流动调整器 的入口端逐渐变宽。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十发展中，冲击面和第一内部棱至 少部分由在流动调整器入口侧中成形的内部锥形成，该内部锥特别是朝向流动调整器的入 口端延伸并且向着测量管逐渐变细。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十一发展中，形成流动调整器的冲 击面的内部锥的侧面角大于45°，特别是大于60°。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十二发展中，形成流动调整器的冲 击面的内部锥的侧面角小于90°，特别是小于88°。在本发明的测量系统的第三十七实施方式的第十三发展中，形成流动调整器的冲 击面的内部锥的侧面角大于60°且小于88°。在本发明的测量系统的第三十八实施方式中，第一引导面相对于流动调整器的虚 拟纵轴特别是主要地或全部地凹入成形。在本发明的测量系统的第三十九实施方式中，流动调整器的特别是圆锥形的第二 引导面至少部分相对于流动调整器的虚拟纵轴凸起成形。在本发明的测量系统的第四十实施方式中，流动调整器的第二引导面向着测量管 逐渐变窄。在本发明的测量系统的第四十一实施方式中，流动调整器的第二引导面基本圆锥 形成形。
在本发明的测量系统的第四十二实施方式中，第二引导面和第二内部棱至少部分 是由在流动调整器的入口侧成形的内部锥形成的，该内部锥特别是朝向流动调整器的出口 端延伸。在本发明的测量系统的第四十二实施方式的第一发展中，形成流动调整器的第二 引导面的内部锥的侧面角大于2°，特别是大于4°。在本发明的测量系统的第四十二实施方式的第二发展中，形成流动调整器的第二 引导面的内部锥的侧面角小于45°，特别是小于10°。在本发明的测量系统的第四十二实施方式的第三发展中，形成流动调整器的第二 引导面的内部锥的侧面角大于4°且小于10°。在本发明的测量系统的第四十三实施方式中，至少一个突出入流动调整器内腔的 第一内部棱限定流动调整器的冲击面，该冲击面设置在流动调整器的特别是环形环绕的边 界区域中并且用于令流到该冲击面上的介质起旋涡，该第一内部棱还限定流动调整器的引 导面，该引导面朝向流动调整器的出口端延伸并且用于引导在流动调整器中流动的介质。在本发明的测量系统的第四十三实施方式的第一发展中，冲击面是通过第一内部 锥形成的，该第一内部锥在流动调整器的入口侧成形并且朝向流动调整器的入口端延伸， 引导面是通过第二内部锥形成的，该第二内部锥在流动调整器的入口侧成形并朝向流动调 整器的出口端延伸。在本发明的测量系统的第四十三实施方式的第二发展中，形成冲击面的第一内部 锥的侧面角大于形成冲击面的第二内部锥的侧面角。在本发明的测量系统的第四十三实施方式的第三发展中，形成流动调整器的冲击 面的第一内部锥的侧面角大于45°，特别是大于60°，且小于90°，特别是小于88°，并且 形成流动调整器的引导面的第二内部锥的侧面角大于2°，特别是大于4°，且小于45°， 特别是小于10°。在本发明的测量系统的第四十四实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个压电元件和/或利用至少一个压敏元件形成的。在本发明的测量系统的第四十五实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个与铁心相配的螺管线圈形成的。在本发明的测量系统的第四十六实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个接触在测量管中流动的介质且感测电势的测量电极形成的。在本发明的测量系统的第四十七实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个对测量变量的变化作出反应的测量电容形成的。在本发明的测量系统的第四十八实施方式中，至少一个传感器元件是利用至少一 个电阻形成的。在本发明的测量系统的第四十九实施方式中，至少一个传感器元件在操作期间在 测量管中流动的介质的影响下经历重复的机械变形。在本发明的测量系统的第五十实施方式中，至少一个传感器元件在操作期间在测 量管中流动的介质的影响下重复地相对于静态静止位置移动。在本发明的测量系统的第五十一实施方式中，测量换能器包括至少一个设置在测 量管中的阻流体。
在本发明的测量系统的第五十二实施方式中，传感器组件的至少一个传感器元 件，特别是至少部分突出入测量管的传感器元件，设置在至少一个阻流体的下游。在本发明的测量系统的第五十三实施方式中，测量换能器实施为旋涡流量计，特 别是涡街流量计。在本发明的测量系统的第五十四实施方式中，测量换能器实施为磁感应流量计。在本发明的测量系统的第五十五实施方式中，测量换能器实施为振动型流量计， 特别是科里奥利质量流量计、密度计和/或粘度计。在本发明的测量系统的第五十六实施方式中，测量换能器实施为超声流量计。在本发明的测量系统的第五十六实施方式中，由突出入流动调整器内腔的第一内 部棱约束的流动调整器的内腔的横截面大于由突出入流动调整器内腔的第二内部棱约束 的流动调整器的内腔的横截面。在本发明的测量系统的第五十七实施方式中，由突出入流动调整器内腔的第二内 部棱约束的流动调整器的内腔的横截面小于过程管线引入段的流动横截面，特别是小于流 动调整器的入口端的流动横截面。在本发明的测量系统的第五十八实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与过程 管线引入段的流动横截面的收缩比保持小于0. 9。在本发明的测量系统的第五十九实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与过程 管线引入段的流动横截面的收缩比保持大于0. 1。在本发明的测量系统的第六十实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与过程管 线引入段的流动横截面的收缩比保持在0. 19 0. 78的范围内。在本发明的测量系统的第六十一实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面的压缩比保持大于0. 9。在本发明的测量系统的第六十二实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面的压缩比保持小于5。在本发明的测量系统的第六十三实施方式中，由第二内部棱约束的横截面与测量 管的流动横截面的压缩比保持在0. 9 2. 5的范围内。在本发明的测量系统的第六十三实施方式的第一发展中，过程管线的引入段的流 动横截面与测量管的流动横截面之间的截面比和压缩比之间的差保持大于0. 2。在本发明的测量系统的第六十三实施方式的第二发展中，过程管线的引入段的流 动横截面与测量管的流动横截面之间的截面比和压缩比之间的差保持小于10。在本发明的测量系统的第六十三实施方式的第三发展中，过程管线的引入段的流 动横截面与测量管的流动横截面之间的截面比和压缩比之间的差保持大于0. 4且小于8。在本发明的测量系统的第六十四实施方式中，第一引导面至少部分是通过在流动 调整器中成形的特别是环形和/或环绕的沟或槽而形成的。在本发明的测量系统的第六十五实施方式中，第一引导面是通过在流动调整器中 成形的环形槽形成的。 在本发明的测量系统的第六十六实施方式中，第一引导面是通过在流动调整器中 成形的内部锥形成的。 在本发明的方法的第一实施方式中，进一步包括在流动调整器的入口区域中感生至少一个另外的基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡的步骤，其中至少两个环形旋 涡的每一个的最大虚拟惯性主轴基本彼此平行地延伸并且/或者至少在轴向延伸上彼此
基本一致。在本发明的方法的第二实施方式中，进一步包括令介质朝向流动调整器的冲击面 流动的步骤，以在流动调整器的入口区域中感生基本静态的环形旋涡，所述冲击面与在流 动调整器的特别是沿着流动调整器的母线封闭环绕的边界区域中流动的介质相对。本发明的一个基本思想是不仅通过将流体充分加速并且由此转变为有利的雷诺 数范围而提高所述类型测量系统的测量精度，而且还一方面利用放置在实际测量换能器之 前的流动调整器而基本消除可能在测量系统上游引入流体的干扰(例如，在管壁附近的边 界区域中“混杂”的旋涡)，另一方面利用流动调整器为流入测量换能器的介质建立一个对 于干扰基本不敏感、对于测量原理可以被充分好地再现的流型。特别地，这在本发明的测量 系统中是通过在测量系统入口区域中产生至少一个基本环形的旋涡而实现的，该旋涡至少 在稳定状态中保持基本上位置固定。对于流经的介质，这个稳态旋涡实际上作为附加的横 截面约束并且因而作为在流动介质内固有形成的“虚拟”喷嘴。这种“虚拟”喷嘴的一个特 殊特性是，它基本消除了在入口区域之前在流体中可能引起的干扰，并且由此实际上在下 游得到了基本不受干扰的流型。环形旋涡的大小和强度甚至与出现的干扰的大小及强度匹 配，从而这样获得的“虚拟”喷嘴实际上在有效干扰消除器的意义上是自适应的。这里，本发明基于以下令人惊奇的发现利用放置于测量系统入口区域中且在介 质流经的内腔的边界区域中用作限定的干扰的流动障碍物(这里是两个在流动方向上前 后设置的尽可能尖锐并且尽可能完全特别是环形地环绕的内部棱)，与设置在内部棱之间 或者在内部棱与流动调整器出口端之间的引导面相互作用，可以实现这种稳定的特别是基 本位置固定的旋涡。在两个内部棱之间的凹入的引导面(它应当尽可能以具有优点的方式 基本对应于环形外壳的一个特别是大约为1/2片段到大约1/5片段的量级的片段的外表 面，或者对应于类似的桶体的外表面)对于旋涡敞开一个空间，在该空间中，旋涡可以相对 于流体剩余部分得到保护，基本不受干扰并因而具有确定的形式。这又推进了旋涡的位置 稳定性并且还支持了旋涡的大小及尺寸可以最优地适应流动调整器内部的瞬时流动条件。 另外，处于两个引导面之间的第二内部棱限制了在轴向上的旋涡最大尺寸并且因而提供了 旋涡的附加稳定性。作为环形旋涡以及与其相伴随的流体偏转的结果，在下游获得的流型在流动调整 器中行进一段非常短的距离之后，至少在进入随后的测量管时令人高兴地基本对应于完全 湍流的管道轮廓。利用环形旋涡产生的“虚拟”喷嘴的效果可以进一步得到改进，其中在利用内部棱 产生的旋涡的上游引起另一个同样尽可能位置固定地在流动调整器中的旋涡，其可能紧邻 地位于由内部棱产生的旋涡之前。这可以在本发明的流动调整器中以结构上非常简单的方 式通过以下方法实现明确地提供由入口侧的第一内部棱限定的冲击面，特别是在圆周上 基本均勻地环绕的冲击面，从而该冲击面以足以形成旋涡的方式与流到其上的介质相对作 用，作为阻挡流动的流动障碍物。通过形成两个这样的特别是基本彼此共中心的环形旋涡，一方面可以更好地捕获 在流入的介质中夹带的旋涡并从而更为有效地消除旋涡。另一方面，利用两个这种顺序设
17置的共中心旋涡，这样形成的对于流体有效作用的“虚拟”喷嘴的轮廓具有整体上的凸起形 状，并且相应地对于特别是在壁附近的流体部分，在测量系统的整个入口区域中实际上具 有围绕大约S形的一面凹一面凸的形状。在特殊测量中，这有利于得到在广泛的应用范围 上都同样可被良好再现且非常适合随后测量的流型。于是，尽管在引入段中可能有受到扰 动的流动，介质仍然可以经由流动调整器而以至少基本上与标定条件类似的流型供应至测 量换能器。例如在开始提到的旋涡测量仪表的情况中，使用本发明的流动调整器还具有以下 优点尽管所连接的过程管线的引入段的口径与测量管的口径相差较大，例如相差超过两 个公称直径级别，该测量仪表仍然适于测量较慢流动的气体。
现在根据附图详细解释本发明，附图中图1以侧视图透视性地显示了用于在过程管线中流动的介质的测量系统；图2、3显示了根据旋涡原理工作并且适用于图1的测量系统中的测量换能器；和图4 6以纵截面示意性显示了图1的测量系统的细节。
具体实施例方式图1示意性地显示了一个在需要是也被模块化构造的测量系统，其适于非常鲁棒 地测量在未显示的过程管线中流动的介质(例如，液体、气体、蒸汽，等等)的至少一个测量 变量并用于将该测量变量映射为至少一个相应的测量值χΜ，其中测量变量特别是质量流量 m和/或体积流量ν和/或流速u和/或其他流动参数。测量系统为此包括至少一个用于 流动介质的在线测量仪表。测量仪表是利用适于此目的的测量换能器100以及至少间歇地 与该测量换能器电联接的测量电子器件形成的。于是，在线测量仪表包括测量换能器100 以及电子器件外壳200，在工作期间待测介质流经该测量换能器，与测量换能器100电连接 的这里未详细描述的测量电子器件容纳于所述电子器件外壳中。测量换能器100具有至少一个插入特别是作为管道构成的过程管线的路线中的 测量管，在测量系统工作期间，令待测介质至少间歇地流经测量管。在线测量仪表特别是用 于至少间歇地产生至少一个测量信号，该测量信号受到测量管中存在的介质的至少一个物 理参数(特别是流速、质量流量m、体积流量ν、密度P和/或粘度η)影响并且合适地对 应于测量变量。这里，在线测量仪表的设置在测量管上和/或测量管附近的传感器组件用 于产生至少一个测量信号，该传感器组件至少间接地以合适地影响至少一个测量信号的方 式对于介质的至少一个测量变量的变化做出反应。在本发明的一个优选实施例中，测量电子器件可以在测量系统工作期间通过数据 传输系统(例如，现场总线系统)与测量系统的上位测量值处理单元(例如可编程逻辑控 制器PLC、个人电脑或工作站)交换测量数据和/或其他操作数据，特别是至少一个测量值 XM。对于测量系统联接至现场总线或其他通信系统的情况，测量仪表电子器件具有用于数 据通信的相应通信接口，例如用于将测量数据发送至已经提到的可编程逻辑控制器或上位 的过程控制系统。为此还可以使用相应建立的测量及自动化技术的标准接口。另外，外部 电源也可以连接至现场总线系统，并且测量系统可以以上述方式通过现场总线系统直接得到供电。在这里显示的实施例中，旋涡流量计用作在线测量仪表，已知其很好地适用于测 量气体，高度精确地记录待测介质的物理测量变量，特别是质量流量m、密度P和/或粘度 η。然而，也可以使用在过程自动化技术中同样建立的其他在线测量仪表来确定测量变量， 例如磁感应流量计、克里奥利流量计、热学流量计、压差流量计、超声流量计，等等。图2和3的透视性全视图是关于根据旋涡原理工作的旋涡测量换能器的一个实施 例，它们一方面沿着流动方向(图2)另一方面逆着流动方向(图3)显示了旋涡流量计的 部分剖开的测量换能器1，其具有固定至测量管2的壁21上并且突出贯穿孔22的旋涡传感 器3。这个传感器可以例如是具有电容传感器元件的动态补偿旋涡传感器，例如在中US-A 60 03 384所描述的。沿着测量管2的直径在测量管内部设置有阻流体4，其与测量管2固定地连接，形 成所示的第一固定位置41和未显示的第二固定位置41*。孔22的中心和固定位置41的中 心位于测量管2的一条母线上。阻流体4具有冲击面42，在工作期间待测介质(例如，液体、气体或蒸汽)流向该 冲击面。阻流体4还具有两个侧面，其中一个(前)面43在图2和3中可见。由冲击面42 和侧面形成两个分离棱44，图2中仅可以完整地看到一个(前)分离棱44，而(后)分离 棱45只表示出来而没有被完全显示。图2和3的阻流体4具有基本为三角直棱柱的形状，也就是具有三角形横截面的 棱柱。然而，也可以使用其他对于这种旋涡流量计常用的阻流体形状。通过介质朝向冲击面42流动，以已知的方式在阻流体4下游形成卡曼涡街，其中 旋涡在每一分离棱被交替地分离以及由流动的介质带走。这个旋涡在流动的介质中产生局 部的压力波动，其相对于时间的分离频率(也就是所谓的旋涡频率)是介质的流速和/或 体积流率的量度。压力波动被利用旋涡传感器3转换为用作电子测量信号的旋涡信号，其被送入容 纳在电子器件外壳中的(这里没有示出且未详细阐述的)测量电子器件，测量电子器件由 此相应地计算例如流动介质的流速和/或体积流量。旋涡传感器3在阻流体4的下游插入在测量管2的管壁21中的孔22内，并且将 孔22相对于测量管2的外表面，为此，旋涡传感器3与管壁21旋接。用于此目的的例如是 四个螺钉，其中在图2和3中可以看到螺钉5、6、7，而图4中示出了所配属的孔50、60、70、 80。正如图2和3所示，旋涡传感器3包括楔形传感器叶片31和外壳盖32，该传感器 叶片贯穿管壁21的孔22突出进入测量管2的内部。外壳盖32在延伸部322终止，其中插 入了薄壁的中间件323 ；参见所提到的US-A 60 03 384。传感器叶片31具有多个主面，其中仅有主面311在图2和3中可见。主面与所提 到的测量管2的母线对齐并且形成前部棱313。传感器叶片31还可以具有其他合适的空间 形状；从而它例如可以具有两个平行的主面，这两个主面形成两条平行的前部棱。传感器叶片31比测量管2的直径短；另外，它抗弯曲并且具有相应的盲孔。为了 使得盲孔具有足够的直径，壁部分延伸超过主面。图2中示出了这些壁部分中的一个，即， 壁部分315。盲孔尽可能达到前部棱313的附近并且在那里具有底面。
还为旋涡传感器3分配一个覆盖了孔22的薄膜，其具有朝向介质的第一表面和背 离介质的第二表面。传感器叶片31固定至第一表面，并且物理-电子传感器元件固定至第 二表面。传感器叶片31、薄膜、其环形边缘以及传感器36的固定至薄膜33的部分可以例如 由一个工件制成，该工件的材料例如是金属，特别是不锈钢。传感器元件36产生上面提到 的信号，其频率与流动介质的体积流量成正比。在本发明的测量系统中，正如图4、5和6示意性示出的，用于引导待测介质的特 别是基本直的测量管的流动横截面Al小于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段 400的流动横截面。于是，测量系统还包括流动调整器300，其设置在测量管的入口端并且 位于测量管和引入段之间。流动调整器300具有内腔，在工作期间介质流经该内腔。内腔 朝向测量管2逐渐变细。这里，流动调整器的朝向过程管线引入段的入口端的流动横截面a 大于测量管的流动横截面Al，而流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截面小于流动 调整器的入口端的流动横截面。另外，流动调整器具有至少一个第一内部棱Kl和至少一个 第二内部棱K2，第一内部棱设置在流动调整器的出口端的上游并且突入流动调整器的内腔 中，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的；第二内部棱设置在第一内部棱Kl 的下游并且同样突入流动调整器的内腔中，特别沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形 的，其中在工作期间，在流动调整器中引导的介质对着每一条内部棱流动。对于介质流经流动调整器的情况，在第一内部棱Kl和第二内部棱K2之间形成基 本环形的第一旋涡wl，其至少在稳定状态中基本位置固定。在本发明的一个实施例中，每一 条内部棱ΚΙ、K2这样形成并设置在流动调整器中，使得它基本垂直于流动调整器的纵轴和 /或垂直于测量管的纵轴。进一步，每一条内部棱在圆周上特别是环形地延伸，并且因而自 封闭。在这里显示的一个实施例中，第一内部棱进一步设置在流动调整器的入口端的附近， 特别是与其紧邻。由于利用较为尖锐的内部棱可以实现特别好的结果，所以在具有优点的 实施例中，每一条内部棱的棱角半径小于2mm，特别是小于0. 6mm。在这里显示的流动调整器的结构中，在流动调整器的特别是环形环绕的端部区域 中设置的由流动调整器的第一内部棱限定并且用于令冲击到其上的介质起旋涡的冲击面P 的上游，除了第一旋涡wl之外，还形成基本环形的第二旋涡《2，其同样至少在稳定状态中 基本位置固定。实际上，这样形成第二旋涡《2，使得两个旋涡wl、w2中每一个的最大虚拟 惯性主轴至少在轴向延伸上基本彼此一致。作为替代或者补充，两个旋涡wl、w2中的每一 个的最大虚拟惯性主轴各自与流动调整器的虚拟纵轴和/或测量管的虚拟纵轴基本一致。冲击面P这样在流动调整器中设置并定向，使得它至少部分基本垂直于流动调整 器的虚拟纵轴延伸和/或部分基本垂直于测量管的虚拟纵轴延伸。由于利用良好成型的冲 击面可以实现特别好的结果，在本发明的一个优选实施例中，冲击面在径向上的高度h2为 至少1mm。冲击面P可以例如为基本平坦的圆环面，或者也可以为圆锥形，即，朝向测量管逐 渐变细或者朝向过程管线扩宽。正如可以从图4、5和6中看到的，产生旋涡的第一内部棱Kl是通过冲击面P与第 一引导面LFl (其同样由第一内部棱Kl限定)的交叉而形成的，该第一引导面朝向流动调 整器的出口端延伸并且用于支持并稳定第一旋涡wl。在这里显示的实施例中，以简单的方 式，通过保持流动调整器的入口端的内径小于过程管线的引入段的口径，形成冲击面P以 及第一内部棱Kl。在本发明的一个实施例中，第一引导面LFl对应于环形外壳的一个片段(这里大约为1/4或1/3片段)或者类似的桶体的外表面。在简单的方式中，引导面LFl可 以通过至少部分由例如在流动调整器中形成的环形沟槽或者在流动调整器中形成的内部 圆锥而实现。特别地，在本发明的另一实施例中，在两条内部棱之间形成的引导面LFl至少 部分相对于流动调整器的虚拟纵轴强烈凹入地成形。正如在图4、5和6中示意性示出的，第一引导面LFl进一步延伸，最后达到流动调 整器的第二引导面LF2并从而形成第二内部棱K2，该第二引导面用于引导在流动调整器中 流动的介质。例如如图4至6所示，朝向测量管逐渐变细的第二引导面LF2基本锥状成形， 特别是至少部分具有凸起的轮廓线。在本发明的测量系统中，内部棱和引导面还特别地相对于彼此这样成形并设置， 使得流动调整器的内壁整体上具有主要为凸起的轮廓。通过可能提供的冲击面，流动调整 器的内壁的轮廓的上述凸起的程度进一步增大。在本发明的方法中，在测量操作期间令介质流出引入段并进入流动调整器。由于 在流动调整器的纵轴的方向上的流动横截面变小，介质被加速。随着介质流经第一内部棱 K1，在流动调整器的入口区域中的介质内部至少形成第一旋涡wl，并且实际上，旋涡wl的 最大惯性主轴基本与流动调整器的纵轴和/或测量管的纵轴一致。对于流经旋涡wl的介 质，其既实现进一步的横截面收缩，还相对于引导面L居中地作用，并从而稳定流型。这里，旋涡wl由两条内部棱K1、K2之间提供的引导面LF 1支持，并且通过引导面 LFl和第二内部棱Κ2的配合而在最大轴向延伸上得到限制并且在形状及尺寸上在很大程 度上得到限定。于是，防止了旋涡wl被不受控制且同样不期望地分割和/或分离。对于这里显示的在流动调整器的入口区域引发至少一个其他基本稳定的特别是 基本位置固定的环形旋涡的情况，有效的是提供附加的横截面收缩并且因而流体进一步加 速。于是，可以实现对于测量系统的期望测量精度足够高的雷诺数以及足够高的湍流程度， 从而在连接至流动调整器的测量管中可以建立可良好预估且可良好再现的流型。在以下的表1、2和3以及所附权利要求中给出了其他优选实施例以及特殊发展， 特别是对于本发明的流动调整器的各个元件具有优点的大小，其中Al-测量管的流动横截面；Α2-过程管线的引入段的流动横截面；Α2/Α1-过程管线的引入段的流动横截面Α2与测量管的流动横截面Al的截面比；a_流动调整器的由第一内部棱Kl约束的内腔的横截面；a/Al-由第一内部棱约束的横截面a与测量管的横截面Al的压缩比；A2/Al-a/Al_截面比A2/A1与压缩比a/Al之间的差；a/A2-由第一内部棱Kl约束的横截面a与过程管线的引入段的流动横截面A2的 收缩比；A2/Al-a/A2_截面比A2/A1与收缩比a/A2之间的差；C-流动调整器的由第二内部棱K2约束的内腔的横截面；c/Al-由第二内部棱K2约束的横截面c与测量管的横截面Al的压缩比；A2/A1-C/A1-截面比A2/A1与压缩比c/Al之间的差；c/A2-由第二内部棱约束的横截面c与过程管线的引入段的流动横截面A2的收缩 比；
21
A2/A1-C/A2-截面比A2/A1与收缩比c/A2之间的差；Dl-测量管的口径；D2-过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段的口径；D2/D1-过程管线的引入段的口径D2与测量管的口径Dl的口径比；d-流动调整器的由内部棱K约束的内腔的横截面的直径；Ll-测量管的安装长度；L2-流动调整器的安装长度；Lm-传感器元件与测量管入口端的距离；α-形成流动调整器的冲击面的内部锥的侧面角(α =90° -α ；β-形成流动调整器的引导面的内部锥的侧面角。关于流动调整器的具有优点的实施例和进一步发展，特别是涉及测量管以及测量 系统整体的合适大小及使用，还参考未提前公开的国际专利申请PCT/EP2007/057467和 PCT/EP2007/057468的公开内容，它们的内容要被看作是本发明的公开内容的补充。表1: 表2:
权利要求
测量系统，其插入过程管线特别是管道的路线中，用于记录在过程管线中流动的介质的至少一个测量变量，特别是质量流量、体积流量、流速、密度、粘度、压力、温度，等等，该测量系统包括 测量换能器， 该测量换能器具有用于引导待测介质的测量管，特别是基本直的测量管，该测量管的流动横截面(A1)小于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段的流动横截面，以及 该测量换能器具有传感器组件， 该传感器组件具有至少一个主要对于待记录的测量变量，特别是该测量变量的变化，作出反应的传感器元件(3)，并且 该传感器组件利用至少一个传感器元件提供至少一个受到测量变量影响的测量信号； 与测量换能器通信的测量电子器件，该测量电子器件通过使用至少一个测量信号而至少间歇地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值，特别是质量流量测量值、体积流量测量值、密度测量值、粘度测量值、压力测量值、温度测量值；和 设置在测量管的入口侧的流动调整器，该流动调整器处于测量管和过程管线的引入段之间，流动调整器的内腔朝向测量管逐渐变细并且在操作期间由介质流过； 其中流动调整器的朝向过程管线的引入段的入口端的流动横截面(a)大于测量管的流动横截面(A1)，流动调整器的朝向测量管的出口端的流动横截面(b)小于流动调整器的入口端的流动横截面；以及 其中，流动调整器具有至少一个设置在流动调整器的出口端上游的第一内部棱(K1)，该第一内部棱突出入流动调整器的内腔，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的；流动调整器还具有至少一个设置在第一内部棱(K1)下游的第二内部棱(K2)，该第二内部棱同样突出入流动调整器的内腔，特别是沿着流动调整器的母线环绕和/或是环形的，在操作期间在流动调整器的内部引导的介质向着这两个内部棱(K1，K2)流动； 其中，流动调整器的一个特别是至少部分相对于流动调整器的虚拟纵轴强烈凹入成形的第一引导面(LF1)在突出入流动调整器的内腔的第一内部棱(K1)以及突出入流动调整器的内腔的第二内部棱(K2)之间延伸；以及 其中突出入流动调整器的内腔的第二内部棱约束流动调整器的特别是基本上凸出的第二引导面(LF2)，该第二引导面用于引导在流动调整器中流动的介质并且朝向流动调整器的出口端延伸。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其中过程管线的引入段的流动横截面(Α2)与测 量管的流动横截面(Al)的截面比(Α2/Α1)保持大于1. 5和/或小于10，特别是在1. 66 9.6的范围内。
3.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中由第一内部棱约束的横截面(a)与过 程管线的引入段的流动横截面(A2)的收缩比(a/A2)保持小于0.9和/或大于0. 1，特别是 在0. 25 0. 85的范围内。
4.根据权利要求2结合权利要求3所述的测量系统，其中截面比(A2/A1)与收缩比(a/ A2)之间的差(A2/Al-a/A2)保持大于0. 5和/或小于10，特别是大于0. 83且小于9. 5。
5.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中流动调整器的内腔的由第二内部棱 (K2)约束的横截面(c)与测量管的流动横截面(Al)的压缩比(c/Al)保持大于0.9和/或 小于5，特别是在0. 9 2. 5的范围内。
6.根据权利要求2结合权利要求5所述的测量系统，其中过程管线的引入段的流动横 截面(A2)与测量管的流动横截面(Al)之间的截面比(A2/A1)和压缩比(c/Al)之间的差 (A2/A1-C/A1)保持大于0. 2和/或小于10，特别是大于0. 4且小于8。
7.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中由第一内部棱约束的横截面(a)与测 量管的流动横截面(Al)之间的压缩比(a/Al)保持大于1.2和/或小于5，特别是在1.3 3的范围内。
8.根据权利要求2结合权利要求7所述的测量系统，其中截面比(A2/A1)与压缩比(a/ Al)之间的差(A2/Al-a/Al)保持大于0. 2和/或小于10，特别是大于0. 25且小于8。
9.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中测量管的口径(Dl)比过程管线的在 入口侧连接至测量系统的引入段的口径小。
10.根据权利要求9所述的测量系统，_其中流动调整器的朝向过程管线的引入段的入口端的口径大于测量管的口径(Dl)， 并且流动调整器的朝向测量管的出口端的口径小于流动调整器的入口端的口径；和/或-其中流动调整器的入口端的内径(d)保持小于过程管线的引入段的口径(D2)，由此 形成突出入流动调整器的内腔的第一内部棱；和/或-其中流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第一内部棱约束的横截面的 直径⑷小于过程管线的引入段的口径(D2)；和/或-其中过程管线的引入段的口径(D2)与测量管的口径(Dl)的口径比(D2/D1)保持大 于1. 1和/或小于5，特别是在1. 2 3. 1的范围内。
11.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中测量管的安装长度(Li)大于流动调 整器的安装长度(L2)，从而流动调整器的安装长度(L2)与测量管的安装长度(Li)的安装 长度比(L2/L1)保持小于1。
12.根据权利要求9结合权利要求11所述的测量系统，其中过程管线的引入段的口径 (D2)与测量管的口径(Dl)的口径比(D2/D1)至少为流动调整器的安装长度(L2)与测量管 的安装长度(Li)的安装长度比(L2/L1)的10%。
13.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中至少一个特别是在操作期间浸入介 质的传感器元件与测量管的入口端相距一段距离(Lm)设置在测量管内部和/或特别是直 接设置在测量管上。
14.根据权利要求13结合权利要求9所述的测量系统，其中放置至少一个传感器元件， 使得所述距离(Lm)与测量管的口径(Dl)之比保持大于1。
15.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中突出入流动调整器的内腔的第一内 部棱限定流动调整器的冲击面，该冲击面设置在流动调整器的特别是环形环绕的边界区域 中并且用于令流到该冲击面上的介质起旋涡。
16.根据权利要求15所述的测量系统，-其中冲击面在流动调整器中设置及定向，使得该冲击面至少部分基本垂直于流动调 整器的虚拟纵轴延伸并且/或者该冲击面部分基本垂直于测量管的虚拟纵轴延伸；和/或-其中冲击面在径向上的高度为至少Imm ；和/或-其中冲击面为环形面；和/或-其中冲击面和第一内部棱至少部分由在流动调整器入口侧中成形的特别是环形的和 /或自封闭的凸肩形成；和/或-其中冲击面至少部分基本是平坦的；和/或-其中冲击面在流动调整器中设置及定向，使得该冲击面部分与流动调整器的横截面 基本共面和/或该冲击面部分与测量管的横截面基本共面。
17.根据权利要求15所述的测量系统，其中-其中冲击面至少部分基本为圆锥形；和/或-其中冲击面朝向测量管逐渐变细；和/或-其中冲击面朝向流动调整器的入口端逐渐变宽。
18.根据权利要求15或17所述的测量系统，其中冲击面和第一内部棱至少部分由在流 动调整器入口侧中成形的内部锥形成，该内部锥特别是朝向流动调整器的入口端延伸并且 向着测量管逐渐变细。
19.根据权利要求18所述的测量系统，-其中形成流动调整器的冲击面的内部锥的侧面角(α)大于45°，特别是大于60° ； 和/或-其中形成流动调整器的冲击面的内部锥的侧面角(α)小于90°，特别是小于88°。
20.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中第二引导面和第二内部棱至少部分 是由在流动调整器的入口侧成形的内部锥形成的，该内部锥特别是朝向流动调整器的出口 端延伸。
21.根据权利要求20所述的测量系统，其中形成流动调整器的第二引导面的内部锥的 侧面角(β)大于2°特别是大于4°，和/或小于45°特别是小于10°。
22.根据权利要求18及20所述的测量系统，其中冲击面是通过第一内部锥形成的，该 第一内部锥在流动调整器的入口侧成形并且朝向流动调整器的入口端延伸；并且第二引导 面是通过第二内部锥形成的，该第二内部锥在流动调整器的入口侧成形并朝向流动调整器 的出口端延伸。
23.根据权利要求22所述的测量系统，其中形成冲击面的第一内部锥的侧面角大于形 成第二引导面的第二内部锥的侧面角。
24.根据权利要求23所述的测量系统，其中形成流动调整器的冲击面的第一内部锥的 侧面角(α)大于45°特别是大于60°，并且小于90°特别是小于88° ；以及其中形成流动 调整器的第二引导面的第二内部锥的侧面角(β)大于2°特别是大于4°，并且小于45° 特别是小于10°。
25.根据前述任一权利要求所述的测量系统，-其中至少一个传感器元件是利用至少一个压电元件和/或利用至少一个压敏元件形 成的；和/或-其中至少一个传感器元件是利用至少一个与铁心相配的螺管线圈形成的；和/或_其中至少一个传感器元件是利用至少一个接触在测量管中流动的介质且感测电势的 测量电极形成的；和/或_其中至少一个传感器元件是利用至少一个对测量变量的变化作出反应的测量电容形 成的；和/或“其中至少一个传感器元件是利用至少一个电阻形成的；和/或_其中至少一个传感器元件在操作期间在测量管中流动的介质的影响下经历重复的机 械变形；和/或_其中至少一个传感器元件在操作期间在测量管中流动的介质的影响下重复地相对于 静态静止位置运动。
26.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中测量换能器包括至少一个设置在测 量管中的阻流体。
27.根据权利要求26所述的测量系统，其中传感器组件的至少一个特别是至少部分突 出入测量管的传感器元件设置在至少一个阻流体的下游。
28.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中，测量换能器为旋涡流量计，特别是 涡街流量计。
29.根据权利要求1至27之一所述的测量系统，其中测量换能器为以下之一磁感应 流量计；振动型流量计，特别是科里奥利质量流量计、密度计和/或粘度计；或超声流量计。
30.根据前述任一权利要求所述的测量系统，其中流动调整器的内腔的由突出入流动 调整器的内腔的第一内部棱约束的横截面(a)大于流动调整器的内腔的由突出入流动调 整器的内腔的第二内部棱约束的横截面(C)。
31.根据前述任一权利要求所述的测量系统，-其中流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第二内部棱(K2)约束的横 截面(c)小于过程管线的引入段的流动横截面(A2)，特别是小于流动调整器的入口端的流 动横截面；和/或-其中流动调整器的内腔的由第二内部棱(K2)约束的横截面(c)与过程管线的引入段 的流动横截面(A2)的收缩比(c/A2)保持小于0. 9和/或大于0. 1，特别是在0. 19 0. 78 的范围内。
32.根据前述任一权利要求所述的测量系统，_其中每一个突出入流动调整器的内腔的内部棱都构造并设置在流动调整器中，使得 该内部棱基本上垂直于流动调整器的虚拟纵轴和/或垂直于测量管的虚拟纵轴；和/或-其中每一个突出入流动调整器的内腔的内部棱都特别地环形地环绕，并且因而自封 闭；和/或-其中每一个突出入流动调整器的内腔的内部棱的棱角半径都小于2mm，特别是小于 0. 6mm ；和 / 或-其中流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第二内部棱约束的横截面 (a)，特别是还有流动调整器的内腔的由突出入流动调整器的内腔的第一内部棱约束的横 截面(a)，小于过程管线的引入段的流动横截面(A2)；和/或_其中突出入流动调整器的内腔的第一内部棱特别是直接设置在流动调整器的入口端 附近；和/或-其中突出入流动调整器的内腔的第一内部棱直接设置在流动调整器的入口端；和/或_其中流动调整器至少在入口区域基本为环形圆柱状；和/或 -其中测量管至少在入口区域基本为环形圆柱状；和/或 “其中流动调整器至少在出口区域基本为环形圆柱状；和/或 “其中特别是环形圆柱状的测量管基本是直的；和/或_其中第一引导面至少部分是通过在流动调整器中成形的特别是环形和/或环绕的沟 或槽而形成的；和/或“其中第一引导面是通过在流动调整器中成形的环形槽形成的；和/或 -其中第一引导面是通过在流动调整器中成形的内部锥形成的；和/或 -其中第一引导面(L2)相对于流动调整器的虚拟纵轴特别是主要地或完全地凹入；和/或_其中流动调整器的特别是圆锥形的第二引导面至少部分相对于流动调整器的虚拟纵 轴凸出；和/或-其中流动调整器的特别是圆锥形的第二引导面至少部分凹入；和/或 -其中流动调整器的第二引导面向着测量管逐渐收缩；和/或 -其中流动调整器的第二引导面基本为圆锥形。
33.根据前述任一权利要求所述的测量系统的应用，用于记录在过程管线中流动的介 质的至少一个测量变量，特别是质量流量、体积流量、留宿、密度、粘度、压力、温度，等等。
34.用于利用插入过程管线的路线中的测量系统记录在过程管线中流动的介质的至少 一个测量变量的方法，测量变量特别是质量流量、体积流量、流速、密度、粘度、压力、温度， 等等，该测量系统具有连接至过程管线的引入段的流动调整器以及连接至流动调整器的测 量换能器，该方法包括以下步骤-令待测介质从引入段流入流动调整器；-沿着流动调整器的虚拟纵轴的方向加速流动的介质，并且在流动调整器的入口区域 中流动的介质内部感生至少一个基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡，使得所述至 少一个环形旋涡的最大虚拟惯性主轴与流动调整器的虚拟纵轴和/或测量换能器的测量 管的虚拟纵轴基本一致；-令待测介质流经所述至少一个环形旋涡，并且令待测介质从流动调整器流入所连接 的测量换能器的测量管；以及-通过使用至少一个主要对于测量变量特别是测量变量的变化做出反应的传感器元 件，产生至少一个受到待记录的测量变量影响的测量信号(si)；-其中，在流动调整器的入口区域中感生至少一个基本静态的环形旋涡的步骤包括令 介质流经流动调整器的第一内部棱的步骤，该第一内部棱突出入流动调整器的内腔中并且 特别是沿着流动调整器的一条母线封闭地环绕，还包括令介质流经流动调整器的设置在第 一内部棱下游的第二内部棱的步骤，该第二内部棱突出入流动调整器的内腔中并且特别是 沿着流动调整器的一条母线封闭地环绕。
35.根据权利要求34所述的方法，进一步包括在流动调整器的入口区域中感生至少一 个另外的基本静态的特别是基本位置固定的环形旋涡的步骤，其中至少两个环形旋涡的每 一个的最大虚拟惯性主轴基本彼此平行并且/或者至少在轴向延伸上彼此基本一致。
36.根据权利要求35所述的方法，进一步包括令介质朝向流动调整器的冲击面流动的6步骤，以在流动调整器的入口区域中感生基本静态的环形旋涡，所述冲击面与在流动调整 器的特别是沿着流动调整器的母线封闭环绕的边界区域中流动的介质相对。
全文摘要
测量系统插入过程管线的路线中并且用于记录在过程管线中流动的介质的至少一个测量变量。测量系统为此包括测量换能器，其具有用于引导待测介质的测量管以及传感器组件，该传感器组件具有至少一个主要对于待测的测量变量作出反应的传感器元件并且利用至少一个传感器元件提供至少一个受到测量变量影响的测量信号。测量系统还包括与测量换能器通信的测量电子器件，其通过使用至少一个测量信号而至少间歇地产生至少一个瞬时代表测量变量的测量值。在本发明的测量系统中，测量管的流动横截面小于过程管线的在入口侧连接至测量系统的引入段。测量系统还包括设置在测量管的入口侧的流动调整器，其处于测量管和过程管线引入段之间。流动调整器的内腔在向着测量管的方向上逐渐变细并且在操作期间由介质流过。流动调整器具有至少两个内部棱，它们设置在入口端的上游并且突出入流动调整器的内腔。在操作期间，在流动调整器之内引导的介质向着每一内部棱流动。流动调整器的第一引导面在第一内部棱和第二内部棱之间延伸。另外，第二内部棱约束流动调整器的第二引导面，该第二引导面朝向流动调整器的出口端延伸并且用于引导在流动调整器中流动的介质。
文档编号G01F15/18GK101910805SQ200880123601
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月22日 优先权日2007年12月30日
发明者赖纳·赫克尔 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司
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