专利名称：用于测量流体的流率的方法和系统的制作方法
技术领域：
本公开大体涉及锅炉壁管道。具体而言，本公开涉及用于测量通过锅炉壁管道的流体的流率的方法和系统。
背景技术：
通过以共用公共孔口的方式将管道分组，可控制流体流过锅炉中的流体壁面板的速率(“流率”)。例如，一组管道可共用公共孔口(通常被称作“集管”)，并且引入一系列分叉来使流体分配到逐渐变窄的管道中，直到达到最终的管道尺寸。分叉是初级管道岔口，其中期望流体均等地分配到得到的管道中。通常期望测量通过管道的流体的流率，以确保在分叉处均等地分配流体。用于测量通过管道的流体流的标准设备典型地是单个流动通道测量。然而，单个管道的单个流动·通道测量不容许容易地确定在分叉处是否均等地分配流体。例如，当利用单个流动通道测量以确定在分叉处均等地分配流体时，将要求测量在各个管道中的流体流，以及比较各个管道的流率。在进行单独测量并且进行分析之后，将对流率、分叉、孔口或它们的组合进行任何改变。这种测量和分析是繁重的、费时的和昂贵的。因此，存在简化锅炉内的壁面板的管道内的流体的流率的测量和比较的需要。

发明内容
根据本文示出的各方面，提供了一种用于测量通过共用公共流孔口的多个管道的流体的流率的系统，该系统包括具有多个传感器的超声换能器，传感器与共用公共流孔口的多个管道连通；联接到超声换能器上的电子模块，电子模块将选定的传感器连接到流率分析器上，以确定通过与传感器连通的多个管道的流体的流率。根据本文示出的其它方面，提供了一种用于确定流体是否均匀地分配通过锅炉的水面板中的至少两个管道的方法，该方法包括将第一多个传感器定位在第一管道上，传感器用于测量通过第一管道的流体的流率；将第二多个传感器定位在第二管道上，传感器用于测量通过第二管道的流体的流率，其中第二管道与第一管道共用公共流孔口 ；将第一多个传感器和第二多个传感器联接到具有流率分析器的电子模块上，电子模块接收来自第一多个传感器和第二多个传感器的流率测量结果；以及比较来自第一多个传感器的流率测量结果和第二多个传感器的流率测量结果，从而确定流体是否被公共流孔口均匀地分配至第一管道和第二管道。根据本文示出的其它方面，提供了一种用于测量通过共用公共流孔口的管道的流体的流率的方法，该方法包括将多个传感器定位成与共用公共流孔口的多个管道连通，传感器联接到超声换能器上；将超声换能器联接到电子模块上，电子模块将成组的传感器连接到流率分析器上，传感器和流率分析器测量通过与传感器连通的多个管道的流体的流率。上述以及其它特征通过下面的附图和详细描述来例示。


现在参照附图，它们是示例性实施例，并且其中，相同元件以相同的方式标号；
图I是本文公开的系统的一个实施例的一部分的示意 图2是本文公开的系统的一个实施例的一部分的示意 图3是本文公开的系统的一个实施例的一部分的示意图；以及 图4是根据本文公开的系统的一个实施例的控制装置的示意图。
具体实施例方式图I示出了用于测量通过多个管道120的流体110的流率的系统100。多个管道120共用流体110流过的公共流孔口 130。流体110可为系统100的用户所期望的任何类型的流体，包括但不局限于，洁净水、废水等。 在一个实施例中,可在锅炉的水面板中使用系统100。然而,构想到系统100可用于采用将受益于流体的流率的测量的多个管道和/或导管的任何系统中，例如，但不局限于，建筑物中的水分配系统等。利用公共流孔口 130来将流体110提供给管道122中的各个，如图I所示，管道122接连地分叉直到得到期望的直径。典型地，在锅炉的水面板中，分叉产生了共用公共流孔口 130并且分担共同流率的流体110的四个(4个)管道122。虽然在图I中未显示，但是构想到锅炉中的整个水面板将包含许多组的多个管道120。为了确保管道122中的各个分担相同的流率的流体110，即流体从公共流孔口 130均匀地分配在整个管道中，系统100包括具有至少一个传感器142的超声换能器140。如图I所示，系统包括若干传感器142，传感器142与共用公共流孔口 130的多个管道120连通。传感器142能够测量流过管道122中的传感器的流体110的速率(“流率”)。由传感器142测得的流率如线144所示被提供给超声换能器140。在一个实施例中，传感器142是超声(UT)传感器，然而，构想到可使用其它类型的传感器，包括但不局限于，流量传感器，例如质量流量传感器和水表、视频传感器等。也构想到不同类型的传感器142的组合。当传感器142是UT传感器时，将传感器布置成与管道122的表面124接触，这有助于声音脉冲进入和离开通过管道的流体110的流径。在一个实施例中，由于定位在管道122的表面124上，传感器142与多个管道120连通，所以在管道的表面和传感器之间存在接触。然而，构想到在另一个实施例中，可将传感器142布置在管道122中的各个的内部。备选地，可将传感器142布置在管道122的表面124附近,但不与该表面接触。如图I所示，至少两个传感器142可与各个管道122连通。在一个实施例中，如图2所示，第一传感器142定位在沿着管道122的长度L的第一位置A处，并且第二传感器142定位在沿着同一管道122的长度L的第二位置B处。在多个管道120中的管道122中的各个可包括在位置A处的第一传感器142以及在位置B处的第二传感器142。然而，构想到可在不同的位置处将其它的传感器142布置在一个或多个管道122上。返回到图1，在一个实施例中，通过安装设备146将超声换能器142联接到多个管道120上。安装设备146可包括支架和支承部件。安装设备146将超声换能器140保持就位，并且使超声换能器140保持联接到多个管道120上。安装设备146可有助于将传感器142布置成与多个管道120相接触，并且保持适当的压力以允许传感器测量通过管道122的流体110的流量。在一个实施例中，安装设备146沿着多个管道120中的各个管道122的长度L提供了传感器142的对齐。具体而言，安装设备146使两个传感器142在一个管道122上在位置A处和在位置B处对齐，其中两个传感器分隔精确的分隔距离D。分隔距离D可为用户所期望的任何距离，然而构想到分隔距离D在整个系统100中保持恒定。在一个实例中，分隔距离D介于大约O. I厘米(cm)到大约100厘米(O. I cm-100 cm)之间。在另一个实例中，分隔距离D介于大约I厘米到大约100厘米(Icm-IOOcm)之间。在又一个实例中，分隔距离D介于大约10厘米到大约100厘米(10cm - 100cm)之间。在另一个实例中，分隔距离D介于大约I厘米和大约50厘米(lcm-50cm)之间。在进一步实例中，分隔距离D介于大约I厘米和大约25厘米(1cm- 25cm)之间。仍然参照图1，超声换能器140联接到电子模块150上。电子模块150将传感器 142联接到流率分析器160上，以确定通过与传感器140连通的多个管道120的流体110的流率。虽然流率分析器160在图I中示出为单独的装置，但构想到电子模块150和流率分析器160两者可被包含在单个装置中，即彼此不分隔开。电子模块150和流率分析器160两者可都联接到控制器170上，例如，控制器170可为能够接收来自用户的输入172并且向用户提供输出174的数据处理单元。电子模块150可为能够接收来自传感器142的测量结果，并且有助于将测量结果传递给流率分析器160的任何装置。如图I所示，在一个实施例中，电子模块150具有将电子模块联接到超声换能器140上的四个(4个)输入通道152，然而构想到电子模块可具有更多或更少的如本文示出的输入通道。电子模块150也可具有将电子模块联接到流率分析器160上的通信链路154。在一个实施例中，为了确定在系统100中的所有的管道122中的流体110的流率是否都相同，将传感器142得到的流体的流率的测量结果提供给流率分析器160。将流体110的流率的测量结果提供给超声换能器140，并且随后在提供给流率分析器160之前将其提供给电子模块150。图3示出了多个管道120，其具有共用公共流孔口 130的第一管道122a和第二管道122b。为了确定流体110是否被公共流孔口 130均等地分配至第一管道122a和第二管道122b，将第一多个210传感器142定位在第一管道上，并且将第二多个220传感器142定位在第二管道122b上。在第一管道122a上的第一多个210传感器包括两个传感器142a和142b，而在第二管道122b上的第二多个220传感器包括两个传感器142c和142d。各个多个210、220传感器包括至少两个传感器，其中在传感器之间存在精确的分隔距离D。在将传感器142定位在管道上之前，通过用户来确定分隔距离D。将分隔距离D提供给电子模块150、流率分析器160和/或控制器170，以便能够确定第一管道122a和第二管道122b是否具有相同的流率的流体110。将第一多个210传感器142和第二多个220传感器联接到电子模块150上。如图3所示，通过超声换能器140将第一多个210传感器142和第二多个传感器联接到电子模块上。电子模块150接收由第一多个210传感器142和第二多个220传感器142得到的测量结果。为了确定在第一管道122a中流体110的流率是否与在第二管道122b中流体的流率相同，将来自第一多个210传感器142的流率测量结果与来自第二多个220传感器的流率测量结果相比较。在一个实施例中，在流率分析器160中进行流率测量结果的比较。然而，构想到流率测量结果的比较可在电子模块150或控制器170中进行。为了确保来自第一多个210传感器142的流率测量结果与来自第二多个220传感器的流率测量结果相比较，使测量结果与进行测量的对应的管道关联。例如，如图4所示，存在从对应的传感器142a-d提供给超声换能器140的至少四个测量结果，显示为线144a、144b、144c和144d。在一个实施例中，将测量结果提供给电子模块150(经由一个或多个输入通道152)，其中使通过第一多个210传感器142得到的测量结果与第一管道122a关联，而使通过第二多个220传感器142得到的流率测量结果与第二管道122b关联。在另一个实施例中，该关联由电子模块150执行，然而构想到关联可由控制器170执行。第一多个210传感器142的流率测量结果与第一管道122a的关联和第二多个220·传感器的流率测量结果与第二管道122b的关联包括针对传感器提供的各个测量结果产生独特的传感器标识值162。独特的传感器标识值162通过电子模块150的多路转换装置产生。独特的传感器标识值162或者是模拟的或者是数字的。将独特的传感器标识值162中的各个保留在流率分析器160中。构想到在图3中示出的系统100可包括定位在整个系统中的其它管道上的其它多个传感器142，然而为了示出的目的，仅在图3中显示两组传感器和两个管道。例如，构想到具有定位在第三管道122c上的第三多个230传感器142，以及定位在第四管道122d上的第四多个240传感器142，第四管道122d与第三管道122c共用公共流孔口 130。正如利用第一两个多个210、220传感器所做的那样，使在第三多个230和第四多个240中的传感器142得到的测量结果与相应的管道122c和122d关联。测量结果与相应的管道122c和122d的关联包括针对各个测量结果产生独特的传感器标识值，以及将独特的传感器标识值保留在流率分析器160中。通过在公共流孔口的基础上将测量结果分组，测量结果容许用户确定两个管道122是否具有相同的流率的流体110。如果在一个或多个管道122中的流率与期望的不同，则可采取适当的行动，例如关闭有问题的管道(一个或多个)。虽然参照多种示例性实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员将理解，可在不偏离本发明的范围的情况下作出各种改变，而且等效物可代替本发明的元件。另外，可在不偏离本发明的实质范围的情况下作出许多修改，以使具体情况或内容适于本发明的教导。因此，意图的是本发明不限于被公开为为了执行本发明而构想的最佳模式的特定实施例，相反，本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。
权利要求
1.一种用于测量通过共用公共流孔口的多个管道的流体的流率的系统，所述系统包括: 具有多个传感器的超声换能器，所述传感器与共用公共流孔口的多个管道连通； 联接到所述超声换能器上的电子模块，所述电子模块将选定的传感器连接到流率分析器上，以确定通过与所述传感器连通的多个管道的流体的流率。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，至少两个传感器定位在所述多个管道中的各个管道上。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述至少两个传感器定位在所述多个管道中的各个管道的表面上。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器定位在所述多个管道中的各个上的相同位置处。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述流体是水。
6.一种用于确定流体是否均匀地分配通过锅炉的水面板中的至少两个管道的方法，所述方法包括 将第一多个传感器定位在第一管道上，所述传感器用于测量通过所述第一管道的流体的流率； 将第二多个传感器定位在第二管道上，所述传感器用于测量通过所述第二管道的流体的流率，其中所述第二管道与所述第一管道共用公共流孔口 ；将所述第一多个传感器和所述第二多个传感器联接到具有流率分析器的电子模块上，所述电子模块接收来自所述第一多个传感器和所述第二多个传感器的流率测量结果；以及比较来自所述第一多个传感器的流率测量结果和所述第二多个传感器的流率测量结果，从而确定所述流体是否被所述公共流孔口均匀地分配至所述第一管道和所述第二管道。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 使所述第一多个传感器的流率测量结果与所述第一管道关联，并且使所述第二多个传感器的流率测量结果与所述第二管道关联。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述关联步骤由所述电子模块执行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述关联步骤进一步包括 针对所述传感器对所述电子模块提供的各个流率测量结果产生独特的传感器标识值；以及 将所述独特的传感器标识值保留在所述流率分析器中。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 将第三多个传感器定位在第三管道上，所述传感器用于测量通过所述第三管道的流体的流率，其中所述第三管道与所述第一管道和所述第二管道共用公共流孔口。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 将所述第三多个传感器联接到所述电子模块上，所述电子模块接收来自所述第三多个传感器的流率测量结果。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 使所述第一多个传感器的流率测量结果与所述第一管道关联，使所述第二多个传感器的流率测量结果与所述第二管道关联，并且使所述第三多个传感器的流率测量结果与所述第三管道关联。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述关联步骤由所述电子模块执行。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述关联步骤进一步包括 针对所述传感器对所述电子模块提供的各个流率测量结果产生独特的传感器标识值；并且 将所述独特的传感器标识值保留在所述流率分析器中。
15.一种用于测量通过共用公共流孔口的管道的流体的流率的方法，所述方法包括 将多个传感器定位成与共用公共流孔口的多个管道连通，所述传感器联接到超声换能器上；将所述超声换能器联接到电子模块上，所述电子模块将成组的传感器连接到流率分析器上，所述传感器和流率分析器测量通过与选定的传感器连通的多个管道的流体的流率。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括 将第一传感器定位在沿着各个管道的长度的第一位置处；并且 将第二传感器定位在沿着各个管道的长度的第二位置处。
全文摘要
一种系统(100)用于测量通过共用公共流孔口(130)的多个管道(120)的流体(110)的流率，该系统(100)包括超声换能器(140)，超声换能器具有与共用公共流孔口(130)的多个管道(120)连通的多个传感器(142)。该系统(100)包括联接到超声换能器(140)上的电子模块(150)，电子模块(150)将选定的传感器(142)连接到流率分析器(160)上，以确定通过与传感器(142)连通的多个管道(120)的流体(110)的流率。
文档编号G01F1/66GK102906549SQ201180027193
公开日2013年1月30日 申请日期2011年2月8日 优先权日2010年3月30日
发明者J.M.巴纳斯, B.P.德马里, J.格雷蒂, J.M.霍尔姆斯, J.W.奎恩, E.S.萨伦 申请人:阿尔斯通技术有限公司