[go: up one dir, main page]

RU2012118604A - Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, и соответственный способ - Google Patents

Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, и соответственный способ Download PDF

Info

Publication number
RU2012118604A
RU2012118604A RU2012118604/28A RU2012118604A RU2012118604A RU 2012118604 A RU2012118604 A RU 2012118604A RU 2012118604/28 A RU2012118604/28 A RU 2012118604/28A RU 2012118604 A RU2012118604 A RU 2012118604A RU 2012118604 A RU2012118604 A RU 2012118604A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
natural
sensor body
flexible part
fbg
Prior art date
Application number
RU2012118604/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2555206C2 (ru
Inventor
Ваутер СХИФЕРЛИ
Original Assignee
Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно filed Critical Недерландсе Органисати Вор Тугепаст-Натюрветенсхаппелейк Ондерзук Тно
Publication of RU2012118604A publication Critical patent/RU2012118604A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2555206C2 publication Critical patent/RU2555206C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3227—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using fluidic oscillators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/002—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity using variation of the resonant frequency of an element vibrating in contact with the material submitted to analysis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

1. Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, при этом устройство включает в себя:- тело (2) датчика, выполненное с возможностью простираться в движущуюся текучую среду, при этом тело датчика содержит волоконную брэгговскую решетку (FBG) датчика (3, 7, FBG) на основе волоконной брэгговской решетки для генерирования сигнала детектора, относящегося к колебанию, по меньшей мере, гибкой части (2В) тела (2) датчика; и- блок (3) обработки сигналов детектора;при этом упомянутая часть (2В) тела датчика имеет частоту собственных механических колебаний, которая определяется выражением:f=f(1+K∙rho),где f - частота собственных колебаний гибкой части (2В) в текучей среде (Гц), f- начальная частота собственных колебаний гибкой части (2В) в вакууме (Гц), rho - плотность текучей среды (кг/м) и K - постоянная (м/кг), связанная с размерами и массой гибкой части (2В),при этом блок обработки выполнен с возможностью детектирования частоты f собственных механических колебаний гибкой части (2В) тела (2) датчика, используя сигнал детектора, и измерения физической величины на основе детектированной частоты f собственных механических колебаний.2. Устройство по п. 1, в котором тело датчика имеет гибкий элемент (2В), который несет волоконную брэгговскую решетку (FBG), при этом частота f собственных колебаний представляет собой частоту собственных колебаний гибкого элемента (2В).3. Устройство по п. 2, в котором гибкий элемент (2В) простирается параллельно пути потока текучей среды.4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором блок обработки выполнен с возможностью детектирования отклонения основной частоты

Claims (27)

1. Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, при этом устройство включает в себя:
- тело (2) датчика, выполненное с возможностью простираться в движущуюся текучую среду, при этом тело датчика содержит волоконную брэгговскую решетку (FBG) датчика (3, 7, FBG) на основе волоконной брэгговской решетки для генерирования сигнала детектора, относящегося к колебанию, по меньшей мере, гибкой части (2В) тела (2) датчика; и
- блок (3) обработки сигналов детектора;
при этом упомянутая часть (2В) тела датчика имеет частоту собственных механических колебаний, которая определяется выражением:
f=f0.(1+K∙rho)-1/2,
где f - частота собственных колебаний гибкой части (2В) в текучей среде (Гц), f0 - начальная частота собственных колебаний гибкой части (2В) в вакууме (Гц), rho - плотность текучей среды (кг/м3) и K - постоянная (м3/кг), связанная с размерами и массой гибкой части (2В),
при этом блок обработки выполнен с возможностью детектирования частоты f собственных механических колебаний гибкой части (2В) тела (2) датчика, используя сигнал детектора, и измерения физической величины на основе детектированной частоты f собственных механических колебаний.
2. Устройство по п. 1, в котором тело датчика имеет гибкий элемент (2В), который несет волоконную брэгговскую решетку (FBG), при этом частота f собственных колебаний представляет собой частоту собственных колебаний гибкого элемента (2В).
3. Устройство по п. 2, в котором гибкий элемент (2В) простирается параллельно пути потока текучей среды.
4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором блок обработки выполнен с возможностью детектирования отклонения основной частоты f собственных колебаний гибкой части (2В) тела (2) датчика от начальной частоты f0 собственных колебаний данной части (2В).
5. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором блок обработки имеет запоминающее устройство или соединен с запоминающим устройством, выполненным с возможностью хранения начальной частоты f0 собственных колебаний.
6. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором частота собственных колебаний гибкой части (2В) тела датчика меньше 10000 Гц, например, меньше 2000 Гц.
7. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором тело (2) датчика имеет жесткую часть (2А) для присоединения тела датчика к стенке канала для текучей среды, гибкий элемент (2В), который включает в себя волоконную брэгговскую решетку (FBG) и соединен с жесткой частью (2А), и оптическое волокно, которое включает в себя волоконную брэгговскую решетку (FBG) и проходит через жесткую часть (2А) к гибкой части (2В).
8. Устройство по любому из пунктов 1-3, включающее в себя возбудитель колебаний или связанное с возбудителем колебаний, выполненным с возможностью возбуждения колебания гибкой части (2В) тела (2) датчика, используя движущуюся текучую среду.
9. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором тело датчика представляет собой вихреобразующий элемент (2), который выполнен с возможностью образования вихрей (V) Кармана в текучей среде во время работы.
10. Устройство по п. 9, в котором частота (fK) вихрей Кармана, характеризующая вихри (V), создаваемые вихреобразующим элементом (2), может быть детектирована, используя сигнал датчика на основе волоконной брэгговской решетки (FBG), относящийся к соответствующей волоконной брэгговской решетке (FBG) вихреобразующего элемента (2).
11. Устройство по п. 10, в котором частота (fK) вихрей Кармана ниже частоты собственных колебаний тела (2) датчика или его части (2В).
12. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором толщина гибкой части тела датчика меньше 4 мм, например, меньше 2 мм.
13. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором частота собственных колебаний упомянутой части (2В) тела датчика связана со вторым пиком в частотном спектре сигнала детектора, при этом упомянутый второй пик является отдельным от первого, относящегося к частоте вихреобразования, пика в частотном спектре.
14. Устройство по п. 13, в котором первый пик частоты и второй пик частоты отделены на, по меньшей мере, 100 Гц.
15. Устройство по п. 13, в котором блок обработки выполнен с возможностью детектирования упомянутых пиков частот и, в частности, детектирования частоты указанных пиков.
16. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором блок обработки выполнен с возможностью определения частотного спектра сигнала детектора.
17. Устройство по любому из пунктов 1-3, в котором физическая величина представляет собой плотность (rho) текучей среды.
18. Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, например, устройство по любому из предшествующих пунктов, при этом устройство включает в себя:
- тело (2) датчика, выполненное с возможностью простираться в движущуюся текучую среду, при этом тело датчика содержит волоконную брэгговскую решетку (FBG) датчика (3, 7, FBG) на основе волоконной брэгговской решетки для генерирования сигнала детектора, относящегося к колебанию, по меньшей мере, гибкой части (2В) тела (2) датчика; и
- блок обработки, при этом блок обработки имеет запоминающее устройство или связан с запоминающим устройством, выполненным для хранения начальной частоты f0 собственных колебаний части (2В) тела датчика, при этом блок обработки выполнен с возможностью использования сигнала детектора для детектирования основной частоты собственных колебаний гибкой части (2В) тела (2) датчика и для определения отклонения детектированной основной частоты собственного колебания гибкой части (2В) тела (2) датчика от сохраненной начальной частоты собственных колебаний части (2В).
19. Устройство по п. 18, в котором блок обработки выполнен с возможностью определения физической величины на основе детектированного отклонения.
20. Способ детектирования физической величины, например плотности, движущейся текучей среды, например, используя устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором текучая среда вызывает колебание гибкой части (2В) тела датчика на первой частоте, при этом детектируют частоту собственных колебаний колеблющейся части (2В), при этом частота собственных колебаний является отдельной от первой частоты, при этом детектированную частоту собственных колебаний обрабатывают для определения физической величины.
21. Способ по п. 20, включающий в себя: возбуждение вихрей, которые приводят к колебаниям гибкой части (2В) на частоте вихреобразования, которая ниже частоты собственных колебаний, и детектирование частоты вихреобразования.
22. Способ по п. 21, в котором частоту вихреобразования и частоту собственных колебаний детектируют, используя один и тот же датчик.
23. Способ по любому из п.п. 20-22, в котором частоту собственных колебаний детектируют, используя волоконную брэгговскую решетку (FBG).
24. Способ по любому из п.п. 20-22, при этом способ включает в себя:
- обеспечение тела (2) датчика, который простирается в движущуюся текучую среду, при этом тело датчика содержит волоконную брэгговскую решетку (FBG) датчика (3, 7, FBG) на основе волоконной брэгговской решетки, которая генерирует сигнал детектора, относящийся к колебанию, по меньшей мере, гибкой части (2В) тела (2) датчика, при этом упомянутая часть (2В) тела датчика имеет частоту собственных механических колебаний, которая определяется выражением:
f=f0.(1+K.rho)-1/2,
где f - частота (Гц) собственных колебаний гибкой части (2В) в текучей среде, f0 - начальная частота (Гц) собственных колебаний гибкой части (2В) в вакууме, rho - плотность текучей среды (кг/м3) и K - постоянная (м3/кг), связанная с размерами и массой гибкой части (2В),
при этом способ дополнительно включает в себя: обработку упомянутого сигнала детектора для детектирования основной частоты f собственных механических колебаний гибкой части (2В) тела (2) датчика и определение физической величины на основе частоты f собственных механических колебаний.
25. Способ по любому из п.п. 20-22, включающий в себя:
- обеспечение тела (2) датчика, который простирается в движущуюся текучую среду, при этом тело датчика содержит волоконную брэгговскую решетку (FBG) датчика (3, 7, FBG) на основе волоконной брэгговской решетки, которая генерирует сигнал детектора, относящийся к колебанию, по меньшей мере, гибкой части (2В) тела (2) датчика; и
- обработку сигнала детектора для детектирования основной частоты собственных механических колебаний гибкой части (2В) тела (2) датчика; и
- определение отклонения детектированной основной частоты собственных колебаний гибкой части (2В) от заданной начальной частоты собственных колебаний части (2В).
26. Способ по п. 24, в котором обработка включает в себя использование частотного спектра сигнала датчика и, в частности, детектирование пика в данном спектре, пик которого связан с упомянутой основной частотой собственных колебаний.
27. Способ по любому из п.п. 20-22, в котором частота собственных колебаний составляет менее 1000 Гц.
RU2012118604/28A 2009-10-08 2010-10-08 Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, и соответственный способ RU2555206C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09172580 2009-10-08
EP09172580.4 2009-10-08
PCT/NL2010/050662 WO2011043667A1 (en) 2009-10-08 2010-10-08 Apparatus configured to detect a physical quantity of a flowing fluid, and a respective method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012118604A true RU2012118604A (ru) 2013-11-20
RU2555206C2 RU2555206C2 (ru) 2015-07-10

Family

ID=41727393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012118604/28A RU2555206C2 (ru) 2009-10-08 2010-10-08 Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, и соответственный способ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9038481B2 (ru)
EP (1) EP2486375B1 (ru)
CN (1) CN102648400B (ru)
CA (1) CA2776805C (ru)
RU (1) RU2555206C2 (ru)
WO (1) WO2011043667A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013048266A1 (en) * 2011-09-29 2013-04-04 General Electric Company System and method for monitoring polytropic efficiency of a charge gas compressor
US20140260588A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Halliburton Energy Services Flow Sensing Fiber Optic Cable and System
DE102013004725A1 (de) * 2013-03-19 2014-09-25 Abb Technology Ag Eintauchende Messvorrichtung
DE102013112025A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter
DE102013113365A1 (de) * 2013-12-03 2015-06-03 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg Verfahren zum Betreiben eines Messvorrichtung
WO2016048146A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Method and vortex flow meter system for determining a physical property of a gas-liquid two phase flow
US9448092B1 (en) 2015-09-03 2016-09-20 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Clamp-on ultrasonic fluid flow meter system
CN105352558B (zh) * 2015-10-22 2019-03-29 哈尔滨工业大学 一种井下光纤涡街流量计
US10175072B2 (en) * 2017-01-27 2019-01-08 Badger Meter, Inc. Insertion vortex flowmeter element
WO2019237170A1 (pt) * 2018-06-11 2019-12-19 Faculdades Católicas Conjunto e método para medição da vazão de fluido em tubulações
DE102018119805B4 (de) * 2018-08-15 2020-03-19 SIKA Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einem Hohlkörper
DE102018132311A1 (de) * 2018-12-14 2020-06-18 Endress + Hauser Flowtec Ag Meßsystem zum Messen eines Strömungsparameters eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids
CN109540963B (zh) * 2018-12-22 2023-08-18 浙江大学城市学院 一种基于管壁激励的强化换热实验系统
US11160570B2 (en) 2019-04-11 2021-11-02 Covidien Lp Aspiration flow sensor
CN113218461A (zh) * 2020-01-21 2021-08-06 星电株式会社 流体传感器
DE102020104066A1 (de) * 2020-02-17 2021-08-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Vibronischer Sensor
RU206545U1 (ru) * 2020-11-02 2021-09-15 Общество с ограниченной ответственностью "Пифагор-М" Устройство для измерения давления на поверхность
CN113267642B (zh) * 2021-05-25 2022-11-29 海南赛沐科技有限公司 一种全海深海流分布的监测方法及系统
DE102021117707A1 (de) 2021-07-08 2023-01-12 Endress+Hauser Flowtec Ag Meßsystem zum Messen eines Strömungsparameters eines in einer Rohrleitung strömenden fluiden Meßstoffs

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4281553A (en) 1978-05-04 1981-08-04 Datta Barua Lohit Vortex shedding flowmeter
JPS58219417A (ja) * 1982-06-15 1983-12-20 Fuji Electric Co Ltd エンジンの吸気流量計
US5152181A (en) * 1990-01-19 1992-10-06 Lew Hyok S Mass-volume vortex flowmeter
DE4316067A1 (de) * 1993-05-13 1994-11-24 Dmt Gmbh Verfahren zur Messung der Temperatur, der Strömungsgeschwindigkeit und des Druckes eines Fluids und zur Durchführung geeignete Vorrichtung
US6220103B1 (en) * 1996-07-15 2001-04-24 Engineering Measurements Company Vortex detector and flow meter
WO2002077613A2 (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Services Petroliers Schlumberger Fluid property sensors
JP2003087451A (ja) 2001-09-12 2003-03-20 Seiko Epson Corp 画像読み取り装置
US6911645B2 (en) * 2003-03-07 2005-06-28 Lucent Technologies Inc. DWDM channel detection system
JP3744913B2 (ja) * 2003-03-20 2006-02-15 株式会社オーバル 渦流量計センサ及び渦流量計
EP1646849B1 (en) * 2003-07-15 2008-11-12 Expro Meters, Inc. An apparatus and method for compensating a coriolis meter
DE102005050400A1 (de) 2005-10-19 2007-04-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Bestimmung und/oder Überwachung der Masse oder des Massedurchflusses eines Mediums
EP1936332A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-25 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Karman vortex flowmeter assembly comprising a fiber Bragg grating sensor and method to measure a fluid flow rate

Also Published As

Publication number Publication date
CN102648400B (zh) 2015-04-15
RU2555206C2 (ru) 2015-07-10
WO2011043667A1 (en) 2011-04-14
EP2486375A1 (en) 2012-08-15
US20120266689A1 (en) 2012-10-25
CA2776805A1 (en) 2011-04-14
CA2776805C (en) 2018-08-07
CN102648400A (zh) 2012-08-22
EP2486375B1 (en) 2016-07-20
US9038481B2 (en) 2015-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012118604A (ru) Устройство, выполненное с возможностью детектирования физической величины движущейся текучей среды, и соответственный способ
RU2014105294A (ru) Вибрационный измеритель и соответствующий способ для определения резонансной частоты
WO2010103004A3 (de) Messsystem mit einem messwandler vom vibrationstyp
RU2012108877A (ru) Способ и устройство для определения смещения нуля в вибрационном расходомере
RU2011123896A (ru) Способ и устройство для измерения параметра флюида в вибрационном измерителе
WO2006056518A3 (de) Messaufnehmer vom vibrationstyp
US11255766B2 (en) Vibronic sensor and measuring assembly for monitoring a flowable medium
JP2008058316A5 (ru)
RU2012152248A (ru) Способ эксплуатации резонансной измерительной системы
RU2013112031A (ru) Измерительная система с измерительным преобразователем вибрационного типа
RU2009137932A (ru) Измеритель вибрирующего потока и способ для определения вязкости материала потока
BRPI0520555A2 (pt) aparelhos eletrÈnicos de medidor e métodos para verificação de diagnósticos para um medidor de fluxo
WO2019086188A3 (de) Verfahren zum feststellen von belagsbildung in einem messrohr und messgerät zur durchführung des verfahrens
AU2019309920B2 (en) Belt sensor system
WO2010120593A3 (en) A microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications
RU2011105097A (ru) Датчик с осциллирующим элементом для обнаружения перехода пограничного слоя
EP2981805B1 (en) Vibratory sensor and method
RU2010133488A (ru) Измерение проницаемости горных пород резонансным методом радиальных колебаний
CN204461508U (zh) 超声波传感器
US9404824B2 (en) Pressure measuring device
CA3041917A1 (en) Method and device for examining a sample
Wang et al. Analysis on vibration characteristics of coriolis mass flow sensor
JP2011112543A (ja) 光ファイバを用いた振動計測装置
RU143490U1 (ru) Устройство для определения присоединенных масс
RU105435U1 (ru) Устройство для измерения и/или контроля предопределенного уровня жидкой или сыпучей среды в емкости

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201009