ИЗМЕРЕНИЕ ПОТОКА В КЛАПАНАХ С ТЕРМИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИЕЙ Российский патент 2019 года по МПК G01F1/50 

Настоящая патентная заявка описывает способ измерения расхода предопределенного флюида через клапан. Кроме того, настоящий документ описывает устройство клапана с клапаном, соединяемым с системой труб.

Если необходимо измерить массовый расход или объемный расход через трубу в системе труб, в большинстве случаев применяется датчик. Этот датчик часто способен только измерять некоторую часть потока флюида. Это означает, что датчик не измеряет полный расход через трубу или клапан. Он измеряет только локальную величину потока флюида в трубе.

Существует ряд аспектов, которые влияют на величину, измеренную датчиком. Поэтому, величина, измеренная датчиком, обычно не представляет полный расход через трубу. Например, следующие аспекты влияют на величину, измеренную датчиком, и преобразование измеренной величины в полный расход, соответственно. Величина, измеренная датчиком, зависит от положения клапана или формы средств, которые влияют на расход через клапан. Структура потока флюида в месте расположения датчика также влияет на его измеренную величину.

Измерение датчика также зависит от типа флюида или его степени мутации. Геометрия трубы выше по потоку от клапана также имеет влияние на измерение датчика. Например, изгиб трубы на 90° может изменить структуру потока флюида. Кроме того, также температура флюида влияет на измерение датчика.

Патент KR 101702960 B1 выдан 9 февраля 2017. Заявка на этот патент была подана 3 ноября 2015. Патент KR 101702960 B1 раскрывает устройство контроля давления и способ контроля давления, использующий устройство.

Документ DE 10305889 B4 описывает клапан. В частности, этот клапан содержит один единственный датчик, чтобы измерять расход флюида в клапане.

Документ EP 0946910 B2 описывает арматуру регулирования потока. Эта арматура регулирования потока способна регулировать расход через систему труб. Такое арматурное устройство регулирования потока содержит датчик, который измеряет величину, которая представляет расход флюида через клапан. В частности, этот датчик скомпонован плоско в канале потока флюида в клапане.

Задача настоящего раскрытия заключается в том, чтобы обеспечить способ и устройство клапана, которое способно измерять расход через клапан с учетом по меньшей мере одного термического аспекта, который влияет на измерение по меньшей мере одного датчика.

Эта задача может быть решена настоящим раскрытием в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления настоящего раскрытия описываются зависимыми пунктами формулы изобретения.

Настоящее раскрытие описывает способ измерения расхода предопределенного флюида через клапан путем выполнения следующих этапов. На этапе a) по меньшей мере локальная скорость флюида измеряется в клапане. Предпочтительно это измерение выполняется первым датчиком. Для следующего этапа существует два варианта b1) или b2). В варианте b1) температура предопределенного флюида в клапане измеряется вторым датчиком. Альтернативно в варианте b2) температура предопределенного флюида измеряется в клапане, и положение клапана также измеряется. Это означает, что в обоих вариантах b1) или b2) измеряется температура предопределенного флюида. В варианте b2), кроме того, также дополнительно измеряется положение клапана. Температура предопределенного флюида измеряется во всех вариантах раскрытия, и предпочтительно измеряется абсолютная температура в единицах градусов Кельвина.

Например, если флюид имеет температуру 20°C, первый датчик измеряет температуру 293,15 градусов Кельвина. Второй датчик может измерять положение клапана в варианте b2). В частности, положение клапана описывает степень открывания клапана. Положение клапана может быть, например, подъемом клапана, если клапан содержит поршень, посредством которого можно оказывать влияние на расход через клапан. Если клапан реализован как шаровой клапан, положение клапана может быть описано ориентацией шарика с его полостью в клапане. Обычно клапан позволяет регулировать расход в клапане. Очень простым клапаном был бы отсечной клапан. Такой клапан может обеспечить только открытие и закрытие полностью. В этом случае положение клапана соответствовало бы 0% или 100%. Степень открытия 0% означала бы, что клапан блокирует поток флюида и поэтому расход равен 0 м³/с. Степень открытия 100% означает, что клапан не снижает дополнительно расход флюида.

Большинство клапанов обеспечивают возможность дополнительных положений клапана между степенями открытия 0% и 100%. Например, шаровой клапан позволяет адаптировать расход флюида. Например, возможно снизить расход жидкой воды от 30 л/с до 10 л/с. Это значит, что настоящее раскрытие особенно направлено на такие клапаны, которые позволяют устанавливать различные положения клапана помимо крайних положений клапана 0% и 100%. Этот способ направлен, в частности, на такие клапаны, которые обеспечивают возможность по меньшей мере одного положения клапана между 0% и 100%.

На этапе c) расход через клапан определяется с учетом измеренной локальной скорости флюида на этапе a) и измеренных параметров на этапах b1) или b2). Это значит, что полный расход флюида через клапан определяется с учетом локальной скорости флюида, с одной стороны, и по меньшей мере одной измеренной температуры предопределенного флюида. Другими словами, локальная скорость флюида, которая представляет часть расхода в положении первого датчика, преобразуется в общую величину, которой является расход через клапан. Это может быть реализовано, например, с помощью характеристической диаграммы. С помощью такой характеристической диаграммы может определяться профиль скорости флюида в сечении канала потока (протока) в клапане. Такой профиль скорости флюида является, в частности, температурно-зависимым, и поэтому путем измерения температуры флюида может быть получена дополнительная информация о потоке флюида. Эта информация может помочь в идентификации структуры потока через клапан.

Температура предопределенного флюида имеет, в частности, влияние на структуру потока флюида. Например, весьма интересно классифицировать поток флюида через клапан на категории турбулентного или ламинарного потока. Поэтому, дополнительно необходима температура флюида в клапане. Это значит, что этот способ описывает, каким образом общий расход через клапан может быть определен путем измерения локальной скорости флюида в клапане. Совместно с измерениями одного из вариантов b1) или b2) эта локальная скорость флюида может быть преобразована или пересчитана в общий расход через клапан. Другими словами, локальная скорость флюида может быть экстраполирована на полный расход через клапан с использованием температуры предопределенного флюида. Не требуется измерять объем воды, которая проходит через клапан в течение периода времени, чтобы вычислить расход через клапан. Принцип настоящего раскрытия обеспечивает возможность эффективного и точного измерения расхода потока флюида через клапан.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает способ, в котором свойство канала потока, особенно геометрия или шероховатость стенки клапана дополнительно учитываются на этапе c) для определения расхода через клапан. Свойство канала потока, особенно геометрия или шероховатость стенки клапана предварительно определяются, или эти параметры могут быть измерены первым или вторым датчиком. Эти параметры могут учитываться соответствующим уравнением, дополнительным коэффициентом в уравнении или характеристической диаграммой, которая включает влияния этих параметров. Например, увеличенная шероховатость стенки клапана приводит к повышенному трению, вызванному клапаном. Это обуславливает падение давления, которое дополнительно может влиять на расход флюида через клапан. На падение давления, вызванное клапаном, прежде всего оказывает влияние положение клапана, например, подъем поршня клапана в клапане. Тем не менее, шероховатость стенки клапана имеет некоторое влияние на расход флюида через клапан. В этом варианте раскрытия этот параметр влияния дополнительно учитывается. Эта аргументация по аналогии справедлива для свойства канала потока, особенно его геометрии. С учетом этих дополнительных параметров, определение расхода через клапан может стать более точным.

В другом варианте настоящего раскрытия описан способ, в котором посредством температуры предопределенного флюида определяются плотность и/или вязкость флюида, и в зависимости от плотности и/или вязкости определяется профиль скорости флюида, чтобы определить расход через клапан. Плотность и/или вязкость потока флюида являются важными параметрами, которые влияют на структуру потока или характеристику потока флюида через клапан. Изменение в плотности флюида непосредственно приводит к изменению объемного или массового расхода флюида. Модифицированная вязкость непосредственно влияет на число Рейнольдса. Число Рейнольдса является безразмерным числом, которое широко используется в динамике флюидов, чтобы классифицировать различные структуры потоков. Число Рейнольдса содержит в качестве параметров геометрическую величину, которая в большинстве случаев является значимым диаметром, средним значением для скорости флюида и вязкости. Во многих случаях, с использованием числа Рейнольдса совместно со свойствами канала потока может быть определена конкретная структура потока. Различные структуры потока могут приводить к различным измеренным скоростям флюида в положении первого датчика.

Например, поток флюида в круглой трубе часто рассматривается как ламинарный, если число Рейнольдса меньше, чем 2300. Если число Рейнольдса больше, чем 2300, поток флюида в круглой трубе часто рассматривается как турбулентный. Эти различные структуры потока могут иметь различные распределения скорости флюида по поперечному сечению трубы. Поэтому, обычно недостаточно измерять локальную скорость флюида только в одном положении в трубе. Для определения расхода через клапан с достаточной точностью необходимо больше информации о структуре потока через клапан.

В этом варианте раскрытия определяются плотность и/или вязкость флюида в клапане, и эта дополнительная информация может быть использована, чтобы классифицировать конкретную структуру потока. Поэтому, измерение вязкости может помочь получить или определить профиль скорости флюида вдоль поперечного сечения канала потока в клапане. При знании этого профиля скорости флюида в клапане, полный расход через клапан может быть вычислен более точно, исходя из локальной скорости флюида. Локальная скорость флюида в комбинации с температурой и в этом варианте с плотностью и/или вязкостью может быть преобразована в расход клапана. Для этого, подходящая характеристическая диаграмма и/или адаптированное уравнение могут использоваться для определения расхода. Также возможно, что различные структуры потока могут быть согласованы с подходящими расходами. Например, в справочной таблице могут быть сохранены различные структуры потоков в конкретной геометрии совместно с локальными скоростями флюида и их соответствующими полными расходами. В этом случае, измеренная локальная скорость флюида и определенная структура потока через вязкость и/или плотность флюида непосредственно приводит к полному расходу через клапан. Путем дополнительного учета плотности и/или вязкости определение расхода через клапан может стать более точным.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает способ, в котором через температуру определяются теплопроводность и/или теплоемкость флюида, и в зависимости от теплоемкости и/или теплопроводности регистрируется мутация флюида для определения расхода на этапе c). Флюид может ухудшаться из-за мутации. Мутация флюида может возникать из-за процессов старения, химических реакций, утечек и т.д. Это значит, что сам флюид может изменяться со временем. Например, если флюид представляет собой оливковое масло, оно может стать прогорклым спустя некоторое время. Может быть так, что оливковое масло в канале потока флокулирует (выпадает хлопьями). Целью этого варианта не является определение точного типа флюида, присутствующего в клапане. Он нацелен только на обнаружение изменения флюида помимо скорости или расхода флюида.

Флюид может также ухудшаться от мутации, если, например, флюид содержит два различных компонента, и эти два различных компонента химически реагируют друг с другом. В этом случае, химические и физические свойства флюида должны были измениться. Путем определения теплопроводности и/или теплоемкости флюида такие мутации или изменения флюида могут быть обнаружены. В частности, могут регистрироваться такие мутации, которые возникают не из-за различных расходов или структур потока. В частности, теплопроводность и/или теплоемкость флюида может быть определена в различных положениях в клапане. Например, если флюидом является жидкая вода, которая нагревается в системе труб, изменение фазы значительно влияет на свойства флюида и, тем самым, на измерение второго датчика. Если в этом примере в одном положении в клапане измерена теплопроводность 0,6 Вт/(м K), а в другом положении в клапане зарегистрирована теплопроводность только 0,025 Вт/(м K), это может быть существенной догадкой для изменения фазы воды. В этой ситуации, вероятно, что в положении, где измерена более низкая теплопроводность, присутствует газообразная вода или по меньшей мере неконденсируемые газы. Неконденсируемый газ может быть воздухом, дегазированным из жидкой воды. В этой ситуации эти два существенно различающихся значения для теплопроводности могут указывать, что ситуация двухфазного потока имеет место в канале потока (в протоке) клапана. Поэтому, в частности, должна быть применена характеристика потока для двухфазных потоков вместо характеристики однофазного потока. Если определение расхода не возможно точно в случае двухфазного потока, то по меньшей мере может быть извлечена информация о том, что определенный расход может быть некорректным. Во многих системах труб изменение фазы не возникает, и поэтому измерение теплопроводности и/или теплоемкости может быть использовано как указатель изменения в свойствах флюида.

Если флюид в другом примере представляет собой бензин, и некоторое количество воды проникает в систему труб вследствие утечек, то смесь бензина и воды присутствует в системе труб и, следовательно, также в клапане. Это значит, что бензин содержит примеси. Изменение в теплопроводности и/или теплоемкости флюида может указывать на примеси флюида. В случае этого примера, вода представляет примесь. Если значительное количество воды сдержится в бензине, изменение в теплопроводности и/или теплоемкости бензина является измеримым. Путем измерения теплопроводности и/или теплоемкости присутствующего флюида и сравнения этих значений со стандартными значениями флюида без примесей можно распознать изменение флюида. Это содействует контролю того, присутствует ли все еще тот же самый флюид в системе труб или в клапане. С учетом теплопроводности и/или теплоемкости флюида можно избежать того, что флюид существенным образом изменится без распознавания этого. Это значит, что данный вариант раскрытия не притязает на идентификацию точного типа флюида в клапане, а только нацелен на распознавание изменения флюида, которое не вызвано измененным расходом или измененной структурой потока.

Другой вариант настоящего раскрытия предлагает способ, в котором скорость флюида на этапе a) измеряется с использованием теплового расходомера в качестве первого датчика. В этом случае первый датчик выполняет температурные измерения, чтобы определить локальную скорость флюида. В частности, локальную скорость флюида получают из тепловых потерь в тепловом расходомере. Тепловые потери в тепловом расходомере зависят от локальной скорости флюида. Это значит, что тепловые потери определяются в положении теплового расходомера, и посредством этих тепловых потерь может быть определена локальная скорость флюида. Тепловые расходомеры популярны в промышленных применениях. Обычно, они не содержат подвижных частей и поэтому такие расходомеры часто привлекательны. Во многих случаях такие тепловые расходомеры не требуют коррекции температуры или давления, и они могут перекрывать широкий диапазон расходов. Тепловой расходомер обычно не вызывает большого падения давления. Кроме того, тепловой расходомер может быть создан весьма компактным образом.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает способ, в котором по меньшей мере один дополнительный первый датчик применяется на этапе a) для измерения по меньшей мере одной дополнительной локальной скорости флюида, и эффективная скорость флюида вычисляется из локальной скорости флюида и по меньшей мере одной дополнительной локальной скорости флюида, чтобы определить расход через клапан. В этом случае измеряется несколько локальных скоростей флюида, которые могут быть усредненными отклонениями в измерениях локальных скоростей флюида. В частности, среднее значение нескольких локальных скоростей флюида может быть определено, чтобы получить эффективную скорость флюида. Несколько скоростей флюида может быть адаптировано посредством подходящих весовых коэффициентов. Эти весовые коэффициенты могут включать в себя свойства клапанов, такие как форма клапана, геометрия протока и т.д. Несколько локальных скоростей флюида могут также учитывать различные объемные части канала потока (протока) в клапане. Это значит, что каждый из различных первых датчиков может быть согласован с отличающейся объемной частью протока. Весовые коэффициенты могут учитывать эти различные объемные части. С учетом нескольких локальных скоростей флюида и определения эффективной скорости флюида из этих нескольких локальных скоростей флюида точность и стабильность определения расхода могут быть повышены или улучшены.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает способ, в котором второй датчик измеряет давление флюида, и расход через клапан определяется в зависимости от давления флюида. Особенно, в горизонтальных системах труб давление флюида является движущей силой расхода. В частности, расход через клапан возрастает с увеличением давления флюида. Второй датчик может быть выполнен как мембранный датчик или как пьезодатчик. Если второй датчик выполнен как мембранный датчик, он может измерять дифференциальное давление флюида. В большинстве случаев, если второй датчик выполнен как датчик давления, он обеспечивает сигнал, который является характерным для локальной скорости флюида. Обычно этот сигнал формируется как сигнал, измеряемый в вольтах. С помощью подходящего уравнения и/или коэффициента коррекции этот сигнал может быть преобразован в локальную скорость флюида. Это уравнение и/или коэффициент коррекции может дополнительно включать в себя преобразование в полный расход через клапан. Это значит, что сигнал с второго датчика может быть преобразован в локальную скорость флюида, или этот сигнал с второго датчика может непосредственно быть преобразован в полный расход через клапан. Это может быть реализовано посредством подходящей характеристической диаграммы или посредством подходящего уравнения. Уравнение и/или характеристическая диаграмма могут быть сохранены в цифровой памяти второго датчика или внешнем блоке управления второго датчика.

Этот принцип также действителен, если второй датчик измеряет температуру флюида. Путем измерения давления флюида посредством второго датчика, может быть собрана информация о распределении давления в клапане. Эта дополнительная информация о давлении может быть полезна, чтобы классифицировать актуальную структуру потока, присутствующую в клапане. Поэтому, измерение давления вторым датчиком может помочь идентифицировать распределение скорости флюида в канале потока клапана. Это значит, что данный вариант раскрытия описывает другой способ определения профиля потока или распределения скорости флюида в клапане. За счет знания профиля скорости флюида в клапане возможно более точное определение полного расхода. В большинстве случаев двумерный профиль скорости флюида в поперечном сечении клапана достаточен для определения расхода через клапан. В сложных ситуациях, может оказаться необходимым определять трехмерное распределение скорости флюида. В этом случае может потребоваться применять несколько вторых датчиков. Предпочтительным образом, второй датчик расположен в таком положении в клапане, что определение двумерного профиля скорости флюида достаточно.

Настоящее раскрытие содержит также устройство клапана с клапаном, соединяемым с трубой. Это устройство клапана содержит канал потока (проток) в клапане и первый датчик, который выполнен с возможностью измерения локальной скорости флюида в канале потока. Кроме того, устройство клапана содержит второй датчик, который выполнен с возможностью измерения температуры флюида в канале потока, или второй датчик выполнен с возможностью измерения температуры флюида в канале потока и положение клапана. Это значит, что имеются два варианта измерения для датчика. В первом варианте i) второй датчик измеряет только температуру флюида в канале потока, во втором варианте ii) второй датчик дополнительно к температуре флюида в канале потока также измеряет положение клапана. Кроме того, устройство клапана содержит блок управления, который сконфигурирован, чтобы определять расход через скорость с учетом измеренной локальной скорости флюида и измеренных параметров на этапах i) или ii). Следует отметить тот факт, что устройство клапана не содержит системы труб. Оно может реально соединяться с системой труб. Это значит, что измерения первого и второго датчика выполняются на или в устройстве клапана. Блок управления может быть реализован в первом датчике или втором датчике. Также возможно, что блок управления не расположен на или в клапане. В этом случае блок управления предпочтительно имеет соединение с первым датчиком и вторым датчиком. Например, первый датчик и второй датчик могут быть соединены с компьютерным терминалом, который принимает сигналы от первого датчика и второго датчика. Соединение первого датчика или второго датчика с блоком управления может быть проводным или беспроводным. Описанные преимущества в различных вариантах настоящего раскрытия также применимы к устройству клапана.

В другом варианте настоящего раскрытия описано устройство клапана, в котором второй датчик сконфигурирован как датчик температуры, и датчик температуры выступает в канал потока клапана. Предпочтительно, настоящее раскрытие нацелено на учет влияний температуры на расход. Различная температура флюида в клапане влияет на вязкость и поэтому на число Рейнольдса потока флюида. Это значит, что температура также влияет на структуру потока в канале потока. Поэтому, является выгодным измерять температуру флюида в клапане. В общем случае, это может быть реализовано первым датчиком.

Следует учитывать, что первый датчик оптимизирован для измерения локальной скорости флюида. Это значит, что тип первого датчика и его положение в клапане выбраны таким образом, что локальная скорость флюида может быть измерена эффективным образом. Чтобы получить информацию о структуре потока в клапане, может быть необходимо измерять температуру флюида в положении ином, чем положение первого датчика. Поэтому, может быть полезно, что второй датчик сконфигурирован как датчик температуры. В этом случае, второй датчик может быть оптимизирован по отношению к измерению температуры. Если датчик температуры выступает в канал потока, то измеряется температура флюида, а не температура стенки клапана. Это может снизить погрешности в измерениях температуры. Измеренная температура второго датчика может быть более репрезентативной для температуры флюида. Это может улучшить определение структуры потока в канале потока клапана. Наконец, определение профиля скорости флюида в канале потока и поэтому определение полного расхода через клапан может быть более точным вследствие улучшенного измерения температуры флюида.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает устройство клапана, в котором второй датчик выступает так в канал потока клапана, что для двух различных предопределенных структур потока с тем же самым расходом для каждой одной из предопределенных структур потока определяется тот же самый расход для клапана. Одна из двух различных предопределенных структур потока может быть определена как ламинарный поток, а другая - как турбулентный поток. Эти различные структуры потока могут быть классифицированы двумя различными числами Рейнольдса. В обоих случаях второй датчик одинаково выступает в канал потока клапана. Однако конечный результат c) является тем же самым в этой ситуации. В случае первой структуры потока, например ламинарного потока, измеряются первое значение скорости флюида и первое значение температуры. В случае второй структуры потока с тем же самым расходом, например в этом случае турбулентного потока, измеряются вторая локальная скорость флюида и вторая температура.

Поскольку температура может не быть однородной в клапане, первая температура может отличаться от второй температуры. Это значит, что в обоих случаях первый датчик измеряет первую и вторую локальную скорость флюида в канале потока клапана. Второй датчик, датчик температуры, выступает в обоих случаях в канал потока клапана. Степень выступания в обоих случаях является той же самой. Для первой структуры потока, измеряются первая скорость флюида и первая температура. Для второй структуры потока, измеряются вторая температура и вторая локальная скорость флюида. Степень выступания второго датчика в канал потока устанавливается таким образом, что в случае того же самого полного расхода для обеих структур потока определяется тот же самый расход в соответствии с этапом c) раскрытия. Эта степень выступания датчика температуры в канал потока клапана может быть определена с учетом физических особенностей динамики флюида. Это значит, что устройство клапана чувствительно к изменениям в расходе. Оно менее восприимчиво к изменениям в структуре потока без изменения в расходе через клапан. Это может повысить надежность определения расхода.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает устройство клапана, в котором второй датчик размещен с возможностью перемещения в канале потока клапана. Предпочтительным образом, этот вариант выбирается, когда могут возникать различные структуры потока в канале потока клапана. Это не означает, что две различные структуры потока присутствуют в то же самое время. Определенная степень выступания второго датчика в канал потока клапана может быть оптимальной для некоторой структуры потока. Эта степень выступания второго датчика в канал потока может, кроме того, быть неоптимальной в отношении других различных структур потока. Поэтому, является предпочтительным, что второй датчик размещен с возможностью перемещения в канале потока. Это значит, что выступание второго датчика в канал потока может подстраиваться.

Например, если второй датчик имеет первую степень выступания для первой структуры потока, эта первая степень выступания может быть неоптимальной, если возникает вторая структура потока в канале потока клапана. Эта вторая структура потока может быть вызвана изменениями расхода или изменениями в температуре. Эти изменения обычно приводят к другой структуре потока в канале потока клапана. В этой ситуации возможно, что первая степень выступания второго датчика в канал потока клапана больше не является оптимальной. Поэтому, второй датчик предпочтительно размещен с возможностью перемещения, и выступание второго датчика в канал потока может быть изменено до второй степени выступания в канал потока. Кроме того, не только выступание в канал потока может изменяться, но также возможно, что положение второго датчика в клапане может быть изменено. Это значит, что положение и/или выступание второго датчика в канал потока клапана может быть изменено и адаптировано по отношению к структуре потока. Поэтому может быть собрана более детальная информация о текущей структуре потока. Это может улучшить определение расхода через клапан, поскольку может быть собрана более точная или более детальная информация о структуре потока в канале потока клапана.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает устройство клапана, в котором первый датчик расположен в положении в канале потока, где значение локальной скорости флюида ламинарного потока идентично значению локальной скорости флюида турбулентного потока. В этом варианте первый датчик измеряет ту же самую локальную скорость флюида для ламинарного и турбулентного потока. Различные структуры потока могут учитываться путем измерения второго датчика. Это значит, что измерение второго датчика может приводить к двум различным структурам потока. Полный расход определяется в зависимости от измеренных величин второго датчика. В этом случае измерение локальной скорости флюида первым датчиком не испытывает негативного влияния от изменения структуры потока с ламинарного потока к турбулентному потоку или наоборот.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает устройство клапана, в котором клапан содержит средства для регулирования расхода через клапан. В частности, эти средства могут увеличивать или снижать трение для потока флюида через клапан. Это может непосредственно изменять расход через клапан. В частности, рычаг или механизм с ручным приводом может изменять подъем (ход) клапана. Измененный подъем клапана может непосредственно изменять степень открытия клапана. Путем модификации подъема клапана может изменяться расход через клапан.

В другом варианте настоящего раскрытия описано устройство клапана, причем устройство клапана сформировано как шаровой клапан, игольчатый клапан или дроссельный клапан. В частности, дроссельный клапан содержит диск, который может поворачиваться. В зависимости от положения диска в клапане относительно стенки клапана можно настраивать различные степени открытия. Игольчатый клапан часто применяется при относительно низких расходах. В частности, игольчатый клапан содержит малую полость и плунжер игольчатой формы. Шаровой клапан, частности, представляет собой форму клапана на четверть оборота, который использует шар с отверстием, который может поворачиваться, чтобы управлять подъемом клапана и расходом через него. Шаровой клапан открыт, когда отверстие шара выровнено с каналом потока. Если отверстие шара отклонено на 90 градусов, то он полностью закрыт. В зависимости от положения отверстия шара можно реализовать различные степени открытия шарового клапана.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает устройство клапана, в котором первый датчик содержит датчик температуры и нагреватель, и первый датчик выполнен с возможностью измерять локальную скорость флюида путем применения калориметрического принципа измерения. В частности, первый датчик выполнен с возможностью измерять тепловые потери, которые вызваны расходом потока флюида. Различные расходы приводят к различным тепловым потерям в первом датчике. Это объясняется тем, что различные расходы обуславливают различные величины теплопередачи. В частности, больший расход обуславливает более высокую теплопередачу. Тепловые потери или теплопередача могут быть преобразованы в расход с учетом подходящих уравнений и/или характеристических диаграмм.

Другой вариант настоящего раскрытия описывает устройство клапана, причем устройство клапана содержит элемент для формирования структуры потока флюида в потоке флюида в канале потока клапана. Возможно, что первый или второй датчик или оба из них работают оптимально при определенных структурах потока. Поэтому, может быть полезно влиять на структуру потока для того, чтобы измерения, выполняемые первым и/или вторым датчиком, были оптимизированы. Поэтому, устройство клапана содержит элемент для формирования структуры потока. Воронка может представлять собой подобный элемент. Воронка может изменять распределение скорости флюида в канале потока клапана. Возможно обеспечивать то, что воронка может изменять структуру потока до более направленной структуры потока. Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что элемент для формирования структуры потока может быть реализован другими объектами. Эти объекты могли бы быть сеткой и/или шаром в канале потока клапана. Путем применения элемента для формирования структуры потока, измерения первого и второго датчика могут быть дополнительно оптимизированы. Это может привести к очень компактному и эффективному устройству клапана, которое может влиять на расход и дополнительно измерять расход через клапан.

Другой вариант описывает устройство клапана, в котором флюид является несжимаемым. Потоком флюида может быть, например, жидкая вода потока. Если флюид является несжимаемым, таким как жидкая вода, то не возникают сложные явления, подобные сжатию газов и т.п. Это может упростить определение расхода или могут использоваться более простые датчики, которые могут быть недорогостоящими.

Настоящее раскрытие также описано с помощью приведенных ниже чертежей. На этих чертежах иллюстрируются различные примеры. Следует отметить, что эти примеры не ограничивают идею настоящего раскрытия. Они только дополнительно описывают раскрытие, чтобы показать практические примеры.

На чертежах показано следующее:

Фиг. 1 является блок-схемой последовательности операций, которая показывает основные этапы настоящего раскрытия;

Фиг. 2 иллюстрирует схематичный принцип клапана с каналом потока и исполнительным элементом на виде в сечении;

Фиг. 3 является схематичной иллюстрацией канала потока с клапаном и тепловым расходомером.

Как иллюстрируется на фиг. 1, процедура начинается первым этапом a). На первом этапе a) измеряется по меньшей мере локальная скорость флюида в клапане. Это предпочтительно выполняется с использованием первого датчика 18. Второй этап может быть разделен на два варианта. Первый вариант второго этапа b1 использует второй датчик 20, который измеряет температуру предопределенного флюида в клапане. В варианте b2, втором варианте второго этапа, третий датчик 31 измеряет дополнительно к температуре флюида положение клапана 12. На третьем этапе c, расход через клапан 12 определяется в зависимости от измеренной локальной скорости флюида на этапе a) и параметров, измеренных на этапах b1) или b2). Расход через клапан 12 может также вычисляться с применением подходящей характеристической диаграммы и/или соответствующего уравнения. Это уравнение может дополнительно содержать один или несколько коэффициентов коррекции, которые учитывают условия конкретной системы труб или используемого клапана 12.

Одно преимущество настоящего раскрытия заключается в том факте, что регулировка расхода и измерение расхода могут быть реализованы в устройстве клапана 10 без системы труб. Обычно расход не измеряется в положении клапана 12 или устройства клапана 10. Чтобы получить репрезентативные результаты, измерение расхода часто выполняется в секции трубы перед или после клапана 12. Такая секция трубы может упоминаться как успокоительная секция, где турбулентные эффекты, вызванные клапаном 12, отсутствуют и не влияют на измерение расхода. Идея настоящего раскрытия состоит в том, чтобы преодолеть потребность в такой успокоительной секции. Успокоительная секция часто применяется для получения репрезентативной величины для расхода. Другой возможностью является реализовать впускную воронку или выпрямитель потока в успокоительную секцию, чтобы получить турбулентный поток флюида нагрузки. Дополнительно, точное определение расхода все еще возможно благодаря комбинации первого датчика 18 и дополнительных датчиков 20, 31 и особенно их синэргическому эффекту для определения расхода. Измерение и регулирование расхода могут быть реализованы одним единственным устройством. Представленное устройство клапана 10 не нуждается в успокоительной секции перед или после клапана 12 для получения репрезентативных величин, чтобы определять расход через клапан 12. Поэтому, дополнительные затраты могут быть снижены. Это значит, что изменение расхода и измерение расхода через клапан 12 может быть реализовано единственным устройством клапана 10.

Фиг. 2 показывает устройство 10 клапана, которое содержит канал 16 потока, первый датчик 18, второй датчик 20 и исполнительный элемент в форме заглушки, чтобы регулировать расход через клапан 12. Клапан 12 показан пунктирной линией в середине фиг. 2. Направление 14 потока флюида указано малой пунктирной стрелкой на фиг. 2. Первый датчик 18 может измерять по меньшей мере локальную скорость флюида в канале 16 потока устройства 10 клапана. В этом случае, канал 16 потока (проток) сужается в устройстве 10 клапана. Второй датчик 20 может быть размещен в различных местоположениях в устройстве 10 клапана. В этом случае второй датчик 20 расположен внизу канала 16 потока. В частности, второй датчик измеряет температуру флюида в канале 16 потока. Кроме того, второй датчик может измерять дополнительные величины. Эти дополнительные величины могут относиться к положению исполнительного элемента 22 в клапане 12, локальной геометрии канала 16 потока в устройстве 10 клапана, теплоемкости или теплопроводности флюида в канале 16 потока.

В некоторых вариантах осуществления второй датчик 20 также может измерять тип клапана 12, форму исполнительного элемента 22, время работы клапана 12 или отношение смешивания флюида, который может состоять из нескольких компонентов. Обычно, тип клапана 12 и тип флюида являются предварительно определенными. Во многих случаях второй датчик 20 фокусируется на измерениях температуры. Поэтому, второй датчик 20 часто выполнен как датчик температуры. На фиг. 2 показан третий датчик 31 внизу исполнительного элемента 22. Этот третий датчик 31 в исполнительном элементе 22 на фиг. 2 не выполнен как датчик температуры. Третий датчик 31 в исполнительном элементе 22 измеряет положение исполнительного элемента 22. Это значит, что этот третий датчик 31 может измерять подъем клапана или степень открытия клапана 12.

Как показано на фиг. 2, датчики 20, 31 выступают в канал 16 потока устройства 10 клапана. Предпочтительно, второй датчик 20 расположен подвижно и может сдвигаться вдоль направления 19 датчика. Поэтому, возможно измерять не только единственное значение температуры, но возможно измерять профиль температуры вдоль поперечного сечения канала 16 потока. Это может способствовать классификации структуры потока, присутствующего в устройстве 10 клапана.

В общем, первый датчик 18 или несколько первых датчиков 18 измеряют одну или более локальных скоростей флюида. Эта локальная скорость флюида обычно не является репрезентативной для расхода через клапан. Это объясняется тем фактом, что профиль скорости флюида вдоль поперечного сечения клапана является неоднородным. Вместо измерения локальной скорости флюида в нескольких положениях локальная скорость флюида может быть адаптирована с использованием информации, собранной датчиками 20, 31. С учетом информации датчика(ов) 20, 31 может быть определен полный расход через устройство 10 клапана. В частности, измерения температуры второго датчика 20 позволяют получить конкретную структуру потока, присутствующего в устройстве 10 клапана.

Например, с учетом информации, измеряемой вторым датчиком 20, текущая структура потока может быть классифицирована как ламинарный поток. В другой ситуации, ситуация турбулентного потока может быть определена вторым датчиком 20. Профили скорости флюида ламинарного потока и турбулентного потока обычно являются различными. Профиль скорости флюида ламинарного потока часто выглядит как парабола. Это часто справедливо для ламинарного потока через круглую трубу. Если ситуация потока является турбулентной, соответствующий профиль скорости флюида может выглядеть существенно отличающимся. Эта информация может быть собрана с использованием второго датчика 20 и с учетом измеренной им информации. Предпочтительно, первый датчик 18 расположен в местоположении, где скорость флюида для ламинарного потока идентична скорости флюида турбулентного потока. В случае прямой круглой трубы это положение может соответствовать 0,7 от радиуса трубы. В более сложных ситуациях, для устройства 10 клапана предварительно может быть выполнен анализ, чтобы определить наилучшее положение для первого датчика 18. Такой анализ может также быть выполнен заранее, чтобы определить наилучшее положение второго датчика 20 и его степень выступания в канал 16 потока устройства 10 клапана.

Первый датчик 18 и второй датчик 20 предпочтительно имеют беспроводное соединение с блоком 25 управления. В блоке 25 управления может собираться и оцениваться информация, измеренная первым и вторым датчиком. Поскольку клапан 12, устройство 10 клапана, геометрия клапана 12 и устройства 10 клапана, а также используемый флюид обычно предварительно определены, эти части информации уже могут быть доступными в блоке 25 управления. Поэтому блок 25 управления может учитывать тип клапана 12 и другие геометрические параметры подобные форме или шероховатости канала 16 потока в устройстве 10 клапана. Предпочтительно, блок 25 управления выполняет этап c настоящего раскрытия. Это значит, что первый датчик 18 и второй датчик 20 могут передавать свою измеренную информацию в блок 25 управления. Блок 25 управления определяет или вычисляет расход через клапан 12. В лучшем случае необходимы только один первый датчик 18 и один второй датчик 20. Чтобы улучшить надежность и стабильность измерения расхода или определения расхода, несколько первых датчиков 18 или несколько вторых датчиков 20 могут быть установлены в устройстве 10 клапана.

Фиг. 3 показывает предпочтительный вариант осуществления настоящего раскрытия. На фиг. 3 показано схематичное изображение теплового расходомера 30. В этом случае устройство 10 клапана содержит клапан 12 и выше по потоку от этого клапана 12 тепловой расходомер 30. В канале 16 потока устройства 10 клапана выше по потоку от теплового расходомера 30 расположен второй датчик 20. Направление 14 потока указано стрелками, изображенными в канале 16 потока. Температурный блок 21, соединенный с тепловым расходомером 30, способен измерять локальную скорость флюида в положении теплового расходомера 30. Обычно, это делается измерением тепловых потерь, которые вызваны в секции нагрева теплового расходомера. Более высокие тепловые потери указывают на более высокую локальную скорость флюида. Второй датчик 20 и/или тепловой расходомер 30 может быть включен в клапан 12. По причинам ясности, эти компоненты показаны отдельно на фиг. 3. Информация второго датчика 20 и температурного блока 18 собирается блоком 25 управления. Совместно со статической информацией, подобной геометрии системы труб или типа клапана, блок 25 управления способен определять расход через устройство 10 клапана или клапан 12. Если флюид является несжимаемым, расход через клапан 12 является тем же самым, что и расход для устройства 10 клапана.

Блок 25 управления может также учитывать профиль потока на входе устройства 10 клапана. Он также может учитывать дифференциальное давление между входом и выходом устройства 10 клапана. Влияния, вызываемые профилем потока на входе устройства 10 клапана или дифференциальным давлением в клапане 12, могут учитываться по отношению к определению расхода через клапан 12. Это предпочтительно выполняется блоком 25 управления, причем блок 25 управления предпочтительно учитывает подходящую характеристическую диаграмму и/или характеристическое уравнение.

Кроме того, второй датчик 20 может также собирать информацию о положении клапана 12, особенно степени открывания клапана 12. Это значит, что второй датчик 20 не только способен измерять температуру флюида в канале 16 потока устройства 10 клапана, но также возможно, что второй датчик 20 может измерять положение клапана для клапана 12. Это указано пунктирной линией на фиг. 3, которая соединяет второй датчик 20 с клапаном 12. Если второй датчик 20 дополнительно способен измерять теплоемкость и/или теплопроводность флюида, может быть собрана дополнительная информация о состоянии флюида. Например, может быть определено, затронут ли флюид процессами старения. Это может быть важно, например, в случае оливкового масла, которое может стать прогорклым. Предпочтительно, второй датчик 20 может собирать эту информацию и передавать ее в блок 25 управления. Поэтому, блок 25 управления получает больше частей информации и способен определять расход через клапан 12 более точно. Предпочтительно, второй датчик 20 способен измерять все параметры помимо локальной скорости флюида, которые влияют на расход через клапан 12. К этим параметрам принадлежит, например, температура, теплоемкость, теплопроводность, положение клапана и геометрические параметры, такие как форма исполнительного элемента 22 или форма и профиль канала 16 потока в устройстве 10 клапана. Это значит, что второй датчик 20 собирает дополнительную информацию, которая позволяет осуществлять точное определение расхода через клапан 12. Точность определения расхода может быть повышена.

Устройство 10 клапана может также быть реализовано в различных системах труб. Поэтому, может быть достаточна модификация блока 25 управления. Это значит, что статические параметры, такие как используемый тип флюида или геометрия трубы могут вводиться как статическая информация в блок 25 управления. Например, это может быть реализовано путем обеспечения передачи подходящих входных данных в блок 25 управления.

Основное преимущество настоящего раскрытия заключается, с одной стороны, в том, что становится возможным более правильное и более точное измерение или определение расхода через клапан 12. С другой стороны, этот принцип измерения может быть реализован в одном блоке, устройстве 10 клапана. Больше не требуется часто использовавшаяся успокоительная секция для обеспечения невозмущенного потока в области измерения расхода. Устройство 10 клапана способно справляться со сложными условиями потока в устройстве 10 клапана. Однако условия потока в устройстве 10 клапана являются более сложными, чем это имеет место, например, в длинной прямой круглой трубе, расход посредством устройства 10 клапана может быть определен более точно только с использованием устройства 10 клапана. Это значит, что может быть обеспечено компактное устройство 10 клапана, которое дополнительно позволяет осуществлять более точное определение расхода или измерение расхода.

Предусматривается, что клапан 12 может соединяться с системой труб. Также предусматривается, что клапан 12 соединен с системой труб. В соответствии с одним аспектом, клапан 12 может соединяться или соединен с системой труб через фланец.

В соответствии с одним аспектом, расход через клапан является объемным расходом. В соответствии с другим аспектом, расход через клапан является массовым расходом. В соответствии с еще одним аспектом, расход через клапан является калориметрическим расходом.

В варианте осуществления, клапан 12 содержит канал потока.

В конкретном варианте осуществления, клапан 12 содержит элемент клапана. Элемент клапана является избирательно перемещаемым в открытое положение, которое позволяет потоку флюида протекать через канал 16 потока, и в закрытое положение, которое перекрывает протекание потока флюида через канал 16 потока. Второй датчик 20 выполнен с возможностью регистрации по меньшей мере одного второго сигнала, характерного для температуры флюида в канале 16 потока и положения элемента клапана.

Предусматривается, что блок управления сконфигурирован, чтобы определять расход через канал 16 потока.

Элемент для формирования структуры потока для потока флюида предпочтительно выбран из

- сферического тела;

- воронки;

- сужения;

- экранного элемента;

- измерительной диафрагмы или

- апертурной диафрагмы.

В варианте осуществления, элемент для формирования структуры потока расположен внутри канала 16 потока. В другом варианте осуществления, канал 16 потока содержит пропускное отверстие, причем пропускное отверстие выбрано из впускного отверстия и выпускного отверстия. Элемент для формирования структуры потока выполнен в пропускном отверстии или вблизи пропускного отверстия канала 16 потока.

Как описано здесь подробно, настоящее раскрытие описывает устройство 10 клапана с клапаном 12, причем устройство 10 клапана содержит

канал 16 потока в клапане 12;

первый датчик 18, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида в канале 16 потока;

второй датчик 20, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного второй сигнала, указывающего на температуру флюида в канале 16 потока;

блок управления, выполненный с возможностью определения расхода через клапан 12 на основе по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, и на основе по меньшей мере одного второй сигнала, зарегистрированного вторым датчиком 20;

отличающееся тем, что

второй датчик 20 размещен с возможностью перемещения в канале 16 потока.

Настоящее раскрытие также описывает устройство 10 клапана, содержащее клапан 12 и

канал 16 потока в клапане 12;

первый датчик 18, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида в канале 16 потока;

второй датчик 20, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного второй сигнала, указывающего на температуру флюида в канале 16 потока;

блок управления, выполненный с возможностью определения расхода через клапан 12 на основе по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, и на основе по меньшей мере одного второго сигнала, зарегистрированного вторым датчиком 20;

отличающееся тем, что

второй датчик 20 размещен с возможностью перемещения в канале 16 потока (в клапане 12/клапана 12).

Настоящее раскрытие также описывает устройство 10 клапана, содержащее клапан 12 и

канал 16 потока, размещенный в клапане 12;

первый датчик 18, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида в канале 16 потока;

второй датчик 20, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного второго сигнала, указывающего на температуру флюида в канале 16 потока;

блок управления, выполненный с возможностью определения расхода через клапан 12 на основе по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, и на основе по меньшей мере одного второго сигнала, зарегистрированного вторым датчиком 20;

отличающееся тем, что

второй датчик 20 размещен с возможностью перемещения в канале 16 потока (в клапане/клапана 12).

Блок управления находится в операционной связи с первым датчиком 18 и с вторым датчиком 20. Блок управления предпочтительно также находится в операционной связи с третьим датчиком 31.

Второй датчик 20 предпочтительно выполнен и/или установлен с возможностью перемещения вдоль направления 19 датчика.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеуказанных устройств клапана 10, причем устройство 10 клапана и/или клапан 12 дополнительно содержит третий датчик 31, выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного третьего сигнала, указывающего на положение клапана; и

при этом блок управления сконфигурирован, чтобы определять расход через клапан 12 на основе по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, и на основе по меньшей мере одного второго сигнала, зарегистрированного вторым датчиком 20, и на основе по меньшей мере одного третьего сигнала, зарегистрированного третьим датчиком 31.

Клапан 12 предпочтительно содержит исполнительный элемент 22, и третий датчик 31 выполнен с возможностью регистрации по меньшей мере одного третьего сигнала, указывающего на положение исполнительного элемента 22.

В варианте осуществления, третий датчик 31 смонтирован на исполнительном элементе 22 и/или закреплен относительно исполнительного элемента 22.

Предусматривается, что исполнительный элемент 22 определяет положение клапана.

В соответствии с аспектом настоящего раскрытия, третий датчик 31 выполнен с возможностью регистрации по меньшей мере одного сигнала, указывающего на положение клапана для клапана 12.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств клапанов 10, причем третий датчик 31 размещен с возможностью перемещения в канале 16 потока (в клапане/клапана 12).

The настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем второй датчик 20 содержит и/или сформирован как датчик температуры, и датчик температуры выступает в канал 16 потока.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем клапан 12 содержит средства для регулирования расхода через клапан 12 и/или через канал 16 потока.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем клапан 12 содержит исполнительный элемент 22 для регулирования расхода через клапан 12 и/или через канал 16 потока.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем устройство 10 клапана содержит и/или сформировано как шаровой клапан, игольчатый клапан или дроссельный клапан.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем устройство 10 клапана содержит шаровой клапан и/или игольчатый клапан и/или дроссельный клапан.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем клапан 12 содержит и/или сформирован как шаровой клапан, игольчатый клапан или дроссельный клапан.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, где первый датчик 18 содержит датчик температуры и нагреватель; и

причем первым датчик 18 выполнен с возможностью регистрации по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, путем применения калориметрического принципа измерения.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем устройство 10 клапана содержит элемент для формирования структуры потока потока флюида в канале 16 потока клапана 12.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем устройство 10 клапана содержит воронку и/или сетку и/или шар и/или измерительную диафрагму для формирования структуры потока потока флюида в канале 16 потока.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем клапан 12 содержит элемент для формирования структуры потока потока флюида в канале 16 потока.

Настоящее раскрытие также описывает любое из вышеупомянутых устройств 10 клапана, причем клапан 12 содержит воронку и/или сетку и/или шар и/или измерительную диафрагму для формирования структуры потока потока флюида в канале 16 потока.

Части устройства 10 клапана или части способа в соответствии с настоящим раскрытием могут быть реализованы в аппаратных средствах, в программных модуля, исполняемых процессором, в программных модуля, исполняемых процессором, использующим виртуализацию операционной системы, или облачным компьютером или их комбинацией. Программное обеспечение может включать в себя встроенное программное обеспечение (прошивку), драйвер аппаратных средств, исполняемый в операционной системе, или прикладную программу. Таким образом, настоящее раскрытие также относится к компьютерному программному продукту для выполнения операций, представленных здесь. При реализации в программном обеспечении, описанные функции могут быть сохранены как одна или несколько инструкций на считываемом компьютером носителе. Некоторые примеры носителей хранения, которые могут быть использованы, включают в себя память с произвольной выборкой (RAM), магнитную RAM, постоянную память (ROM), флэш-память, память EPROM, память EEPROM, регистры, жесткий диск, съемный диск, другие оптические диски, устройство millipede® или любой доступный носитель, к которому может получать доступ компьютер или любое другое IT оборудование или электронный прибор.

Следует понимать, что вышеописанное относится только к некоторым вариантам осуществления раскрытия и что многочисленные изменения могут быть осуществлены в нем без отклонения от объема раскрытия, как определено в следующей формуле изобретения. Также следует понимать, что раскрытие не ограничено проиллюстрированными вариантами осуществления и что различные модификации могут быть выполнены в пределах объема следующей формулы изобретения.

Список ссылочных позиций

a первый этап

b1 первый вариант второго этапа

b2 второй вариант второго этапа

c третий этап

10 устройство клапана

12 клапан

14 направление потока

16 канал потока

18 первый датчик

19 направление

20 второй датчик

21 температурный блок

22 исполнительный элемент

25 блок управления

30 тепловой расходомер

31 третий датчик

Изобретение относится к измерению потока в клапанах с термической коррекцией. Раскрыто измерение расхода предопределенного флюида через клапан (12). Локальная скорость флюида измеряется в клапане (12) с помощью первого датчика (18). На следующем этапе либо измеряется температура предопределенного флюида в клапане (12), либо измеряется температура флюида в клапане (12) совместно с положением клапана (12). Определение расхода через клапан (12) использует измеренную локальную скорость флюида, а также измеренные затем параметры. Настоящее раскрытие также обеспечивает устройство (10) клапана, которое содержит первый датчик (18) и второй датчик (20) для выполнения определения расхода. Может обеспечиваться компактное устройство (10) клапана, которое способно выполнять более точное определение расхода. Технический результат – обеспечение возможности эффективного и точного измерения расхода потока флюида через клапан. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Клапанное устройство (10) с клапаном (12), причем клапанное устройство (10) содержит

канал (16) потока в клапане (12);

первый датчик (18), выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида в канале (16) потока;

второй датчик (20), выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного второго сигнала, указывающего на температуру флюида в канале (16) потока;

блок управления, выполненный с возможностью определения расхода через клапан (12) на основе по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, и на основе по меньшей мере одного второго сигнала, зарегистрированного вторым датчиком (20);

отличающееся тем, что

второй датчик (20) размещен с возможностью перемещения в канале (16) потока.

2. Клапанное устройство (10) по п. 1, причем клапанное устройство (10) дополнительно содержит третий датчик (31), выполненный с возможностью регистрации по меньшей мере одного третьего сигнала, указывающего на положение клапана; и

при этом блок управления сконфигурирован, чтобы определять расход через клапан (12) на основе по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, и на основе по меньшей мере одного второго сигнала, зарегистрированного вторым датчиком (20), и на основе по меньшей мере одного третьего сигнала, зарегистрированного третьим датчиком (31).

3. Клапанное устройство (10) по п. 2, причем третий датчик (31) размещен с возможностью перемещения в канале (16) потока.

4. Клапанное устройство (10) по любому одному из пп. 1-3, причем второй датчик (20) содержит датчик температуры и датчик температуры выступает в канал (16) потока.

5. Клапанное устройство (10) по любому одному из пп. 1-4, причем клапан (12) содержит средства для регулирования расхода через клапан (12).

6. Клапанное устройство (10) по любому одному из пп. 1-5, причем клапанное устройство (10) содержит шаровой клапан, игольчатый клапан или дроссельный клапан.

7. Клапанное устройство (10) по любому одному из пп. 1-6, причем первый датчик (18) содержит датчик температуры и нагреватель и

причем первый датчик (18) выполнен с возможностью регистрации по меньшей мере одного первого сигнала, указывающего на локальную скорость флюида, путем применения калориметрического принципа измерения.

8. Клапанное устройство (10) по любому одному из пп. 1-7, причем клапанное устройство (10) содержит элемент для формирования структуры потока потока флюида в канале (16) потока.