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1. (WO2014095248) VERFAHREN UND WIRBELSTRÖMUNGSMESSGERÄT ZUR BESTIMMUNG DES MASSENSTROMVERHÄLTNISSES EINER MEHRPHASIGEN STRÖMUNG
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Veröff.-Nr.: WO/2014/095248 Internationale Anmeldenummer PCT/EP2013/074636
Veröffentlichungsdatum: 26.06.2014 Internationales Anmeldedatum: 25.11.2013
IPC:
G01F 1/74 (2006.01) ,G01F 1/32 (2006.01)
G Physik
01
Messen; Prüfen
F
Messen des Volumens, des Durchflussvolumens, des Massendurchflusses oder des Füllstandes; volumetrische Mengenmessung
1
Messen des Volumen- oder Massendurchflusses eines Fluids oder eines fließfähigen festen Stoffes, wobei das Fluid in einem ständigen Fluss durch das Instrument fließt
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Vorrichtungen zum Messen des Durchflusses eines Fluids oder eines fließfähigen festen Stoffes suspendiert in einem anderen Medium
G Physik
01
Messen; Prüfen
F
Messen des Volumens, des Durchflussvolumens, des Massendurchflusses oder des Füllstandes; volumetrische Mengenmessung
1
Messen des Volumen- oder Massendurchflusses eines Fluids oder eines fließfähigen festen Stoffes, wobei das Fluid in einem ständigen Fluss durch das Instrument fließt
05
mittels mechanischer Effekte
20
durch den Nachweis von dynamischen Effekten in der Strömung selbst
32
mittels Wirbel-Strömungsmesser, z.B. mittels Karman-Wirbel
Anmelder:
ENDRESS+HAUSER FLOWTEC AG [CH/CH]; Kägenstrasse 7 CH-4153 Reinach (BL), CH
Erfinder:
GOSSWEILER, Christoph; CH
HÖCKER, Rainer; DE
HOLLMACH, Marc; CH
KÄHR, Christian; CH
KRAUSS, Silvio; CH
SÜTTERLIN, Dirk; DE
WYMANN, Daniel; CH
Vertreter:
ANDRES, Angelika; Colmarer Str. 6 79576 Weil am Rhein, DE
Prioritätsdaten:
10 2012 112 976.221.12.2012DE
Titel (EN) METHOD AND VORTEX FLOW METER FOR DETERMINING THE MASS FLOW RATIO OF A MULTIPHASE FLOW
(FR) PROCÉDÉ ET APPAREIL DE MESURE D'ÉCOULEMENTS TURBULENTS SERVANT À DÉTERMINER LE RAPPORT DE DÉBIT MASSIQUE D'UN ÉCOULEMENT MULTIPHASIQUE
(DE) VERFAHREN UND WIRBELSTRÖMUNGSMESSGERÄT ZUR BESTIMMUNG DES MASSENSTROMVERHÄLTNISSES EINER MEHRPHASIGEN STRÖMUNG
Zusammenfassung:
(EN) The present invention relates to a vortex flow meter and to a method for determining the mass flow ratio (x) of an at least temporarily two-phase or multiphase medium flowing in a measurement tube, having a gaseous first phase flowing with a first mass flow rate mG and having a liquid second phase flowing with a second mass flow rate mL, using a vortex flow meter which has a bluff body projecting into the flow medium and a vortex sensor placed in particular downstream of or within the bluff body, wherein the gaseous phase has a first density (ρG) which differs from a second density (ρL) of the liquid phase, comprising: producing Karman vortices in the flow medium at least in the region of the vortex sensor using the bluff body, wherein the vortices are shed from the bluff body with a vortex shedding frequency (fV) which is dependent on an instantaneous flow velocity of the flow medium; capturing periodic pressure variations caused by the Karman vortices in the flow medium using the vortex sensor to generate a sensor signal (S) corresponding to the pressure variations; selecting a useful signal component (M) from the sensor signal, which useful signal component (M) has a particularly narrow frequency band containing the vortex shedding frequency, in particular with a relative bandwidth of less than 50% of the instantaneous vortex shedding frequency, wherein preferably the instantaneous vortex shedding frequency corresponds to the central frequency of the frequency bandwidth; using the useful signal component (M) for determining a mass flow ratio (x) of the flow medium, wherein the mass flow ratio (x) is defined as the ratio of the first mass flow rate mG to a total mass flow rate at which the medium flows, in particular according to a calculation specification (AA).
(FR) La présente invention concerne un appareil de mesure d'écoulements turbulents ainsi qu'un procédé de détermination du rapport de débit massique (x) d'un milieu di- ou multiphasique qui s'écoule au moins par intermittence dans un tube de mesure, comprenant une première phase gazeuse qui s'écoule à un premier débit massique ṁG et une deuxième phase liquide qui s'écoule à un deuxième débit massique ṁL, au moyen d'un appareil de mesure d'écoulements turbulents qui comporte un élément formant chicane pénétrant dans le milieu qui s'écoule et un détecteur de tourbillons, en particulier placé en aval ou à l'intérieur de l'élément formant chicane. La phase gazeuse possède une première densité (ρG) différente d'une deuxième densité (ρL) de la phase liquide. Le procédé comprend les étapes suivantes : génération de tourbillons de Karman dans le milieu qui s'écoule, au moins dans la zone du détecteur de tourbillons, au moyen de l'élément formant chicane, les tourbillons se détachant de l'élément formant chicane à une fréquence de détachement de tourbillons (fv) qui dépend d'une vitesse d'écoulement instantanée du milieu qui s'écoule ; détection des fluctuations de pression périodiques provoquées par les tourbillons de Karman dans le milieu qui s'écoule au moyen du détecteur de tourbillons afin de générer un signal de capteur (S) correspondant aux fluctuations de pression ; sélection à partir du signal de capteur d'une composante de signal utile (M) qui possède une bande de fréquence, en particulier étroite, contenant la fréquence de détachement des tourbillons, en particulier qui possède une largeur de bande relative inférieure à 50% de la fréquence instantanée de détachement des tourbillons, la fréquence instantanée de détachement des tourbillons correspondant de préférence à la fréquence centrale de la largeur de bande de fréquence ; utilisation de la composante de signal utile (M) pour déterminer un rapport de débit massique (x) du milieu qui s'écoule, le rapport de débit massique (x) étant défini comme un rapport du premier débit massique ṁG sur le débit massique total auquel le milieu s'écoule, en particulier suivant une règle de calcul (AA).
(DE) Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wirbelströmungsmessgerät sowie ein Verfahren zur Bestimmung des Massenstromverhältnisses (x) eines in einem Messrohr strömenden zumindest zeitweise zwei- oder mehrphasigen Mediums, mit einer gasförmigen ersten Phase die mit einer ersten Massenstrom rate ṁG strömt und mit einer flüssigen zweiten Phase die mit einer zweiten Massenstromrate ṁL strömt, mittels eines Wirbelströmungsmessgerätes, das einen in das strömende Medium hineinragenden Staukörper und einen, insbesondere stromab oder innerhalb des Staukörpers platzierten, Wirbelsensor aufweist, wobei die gasförmige Phase eine erste Dichte (ρG) aufweist, die von einer zweiten Dichte (ρL) der flüssigen Phase verschieden ist, umfassend : Erzeugen von Kármán'schen Wirbeln im strömenden Medium zumindest im Bereich des Wirbelsensors mittels des Staukörpers, wobei die Wirbel mit einer von einer momentanen Strömungsgeschwindigkeit des strömenden Mediums abhängigen Wirbelablösefrequenz (fv) vom Staukörper abgelöst werden; Erfassen von durch die Kármán'schen Wirbel im strömenden Medium verursachten periodischen Druckschwankungen mittels des Wirbelsensors zum Erzeugen eines mit den Druckschwankungen korrespondierenden Sensorsignals (S); Selektieren einer Nutzsignalkomponente (M) aus dem Sensorsignal, die ein, insbesonders. schmales, die Wirbelablösefrequenz enthaltendes Frequenzband aufweist, insbesondere mit einer relativen Bandbreite kleiner als 50% der momentanen Wirbelablösefrequenz, wobei vorzugsweise die momentane Wirbelablösefrequenz der Mittenfrequenz; der Frequenzbandbreite entspricht; Verwenden der Nutzsignalkomponente (M) zum Bestimmen eines Massenstromverhältnisses (x) des strömenden Mediums, wobei das Massenstromverhältnis (x) als ein Verhältnis des ersten Massenstroms G zu einem Gesamtmassenstrom mit dem das Medium strömt definiert ist, insb. gemäss einer Rechenvorschrift (AA).
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Designierte Staaten: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasische Patentorganisation (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
Europäisches Patentamt (EPO) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Veröffentlichungssprache: Deutsch (DE)
Anmeldesprache: Deutsch (DE)