可定制的管道安装皮托管主元件的制作方法
【专利说明】可定制的管道安装皮托管主元件
【背景技术】
[0001] 本公开涉及监控管道中的流体（即气体）流量的系统。更具体地，本公开涉及管 道流量主元件、变送器和提供管道流量测量的类型的系统。
[0002] 在工业设定中，控制系统用于监控和控制工业过程和化学过程等的库存清单。通 常地，执行该些功能的控制系统使用分布在工业过程中的关键位置处并且通过过程控制回 路连接到控制室中的控制电路的现场装置。术语"现场装置"指执行分布控制或过程监测 系统中的功能的任一装置，包括在工业过程的测量、控制和监测中使用的所有的装置。
[0003] -些现场装置包括连接到过程流体的换能器。换能器理解为意为基于物理输入生 成输出信号的装置，或基于输入信号生成物理输出的装置。通常地，换能器将输入转换成具 有不同形式的输出。换能器的类型包括各种分析设备、压力传感器、热敏电阻、致动器、螺线 管、指示灯和其他。
[0004] 诸如在工业过程中使用的过程变量传感器的现场装置可W在现场安装在管道、箱 和像管道的其他的工业过程设备上。该种装置检测过程变量，诸如过程流体流量、过程流体 温度、过程流体压力、过程流体传导性、过程流体酸碱性和其他的过程变量。工业过程现场 装置的其他类型包括阀、致动器、位置控制器、数据显示器和诸如工业的现场网桥的通信设 备
[0005] 管道流量测量在工业过程或其他的应用中通常是必须的。在管道流量测量应用 中，可靠的和可重复的测量通常是必须的，而总的测量的不确定性在该种类型的应用中经 常是次要的考虑。通常使用的管道流量测量技术包括热质量流量计和皮巧管阵列。热质量 可W是测量管道中的流量的精确方法。不幸地，该技术对于具有高湿度的应用中的误差敏 感并且可能难W校验。皮巧管阵列基于压差值巧原理，并且因此是可靠的、可重复的和容 易检验的。然而，皮巧管阵列是昂贵的，并且需要基于客户提供的尺寸制造。该个事实导致 皮巧管阵列的解决方案具有长的研制周期并且要求将客户提供的信息输入到制造过程。
[0006]因为均速皮巧管的插入管道或管线并且从管道或管线收缩的能力、它的低压力损 耗和可靠的性能，均速皮巧管（APT)是通常用于流量测量的主要的元件类型。均速皮巧管 主元件产生和平均来自在管道或管线上的多个位置的压力，过程流体或气体行进通过的 管道或管线。该个平均压力然后连同流量理论和实验上确定量一起使用，W提供用于流 体或气体的流量测量。一种类型的均速皮巧管主元件是可从爱默生过程管理公司获得的 Anm.ibar;;網速皮巧管。
[0007] 管道测量的一种已知的解决方案是使用诸如Amuiha阿响速皮巧管的相对高成 本的均速皮巧管主元件，具有管道凸缘W将均速皮巧管主元件禪合到管道。该种解决方案 由设计用于更严格应用（诸如管道流体流量测量）的相对高成本的部件组成。使用用于进 行管道流量测量的该类型的均速皮巧管主元件（其中总的测量不确定性不像在其他的类 型的流量测量应用中那么关键）导致相对昂贵的解决方案。进一步，由制造商使用的均速 皮巧管主元件分布模型通常要求通过订货链、预定尺寸和定制过程的过程条件和管道尺寸 的通信。该些限制进一步增加成本、限制服务水平并且减少制造商的盈利。
【发明内容】
[0008] 提供一种用在管道上W测量管道中的流体流量的可定制的管道安装均速皮巧管 (APT)组件。均速皮巧管组件包括在第一端和第二端之间纵向延伸的均速皮巧管主元件。 均速皮巧管主元件具有在第一和第二端之间纵向延伸的第一内部腔和第二内部腔。均速皮 巧管主元件进一步包括具有开口到第一内部腔并且从第一端延伸到第二端的上游开口的 上游面，和具有开口到第二内部腔并且从第一端延伸到第二端的下游开口的下游面。当均 速皮巧管主元件被插入管道时，第一管道安装凸缘和第二管道安装凸缘将均速皮巧管主元 件的各自的第一端和第二端安装到管道。
【附图说明】
[0009] 图1是根据例子实施例的、使用均速皮巧管（APT)探针用于监测或控制管道中的 过程流体（即气体）的工业过程控制或监测系统的图解示意图。
[0010] 图2是根据例子实施例的、在图1中示出的系统和变送器的方框图。
[0011] 图3是安装均速皮巧管组件的管道的实施例的示意图。
[0012] 图4和5是图3中示出的均速皮巧管主元件的一个示例性实施例的示意图。
[0013]图6-8是根据例子实施例的、管道安装均速皮巧管组件的凸缘构件的示意图。
[0014]图9是根据可替换的实施例的、管道安装均速皮巧管组件的凸缘构件的示意图。
[0015] 图10是说明将均速皮巧管组件安装在管道中的方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 公开的实施例提供较低成本的、容易定制的均速皮巧管主元件和在大范围的管道 安装应用中使用的安装机构。例如，在预期的订货过程中，客户确定他们想知道管道中的 流量之后，客户接触制造商或经销商W订货和指定管道是正方形（或矩形）或圆形（在所 述情况中管道凸缘将弯曲W与管道的外壁一致）和整个管道的近似距离（例如，H英尺直 径）。经检验，流体速度超过主干道管道的最小阔值并且输入用于管道测量配套元件的命 令。制造商或经销商然后从用于下一天运送的存货清单中将标准长度（例如，五英尺长） 挤压的主元件和对应的压力变送器运送给客户。安装人员测量管道，将探针或主元件切割 成适当的长度，并且完全与压力变送器一起安装单元。安装之后，客户可W检查在变送器上 引起的压差。客户可W然后让制造商或经销商知道生成的压差和测量的内部管道尺寸。制 造商可W运行流量计算并且将流量计算提供给客户，允许制造商回答任何问题。
[0017] 图1是显示工业过程中的、用于监测或控制过程流体（即气体）的工业过程控制 或监测系统100的简化示意图。通常地，诸如过程变量变送器102的现场装置定位在现场 中的遥远位置，并且将检测的过程变量发送回到中也定位的控制室104。包括有线和无线 通信二者的各种技术可W用于发送过程变量。一种共同的有线通信技术使用公知的双线过 程控制回路106,其中单独的一对线用于将信息输送到变送器102W及将功率提供到变送 器102两者。用于发送信息的一种技术是将通过过程控制回路106的电流强度控制在4mA 和20mA之间。4-20mA范围中的电流值可W映射到过程变量的对应值。例子数字通信协议 包括IIAI;T*(由叠加在标准的4-20mA模拟信号上的数字通信信号组成的混合物理层）、 FOUNDATION?现场总线（由美国仪器协会在1992年颁布的全数字的通信协议）、Profibus通信协议或其他。也可W采用无线过程控制回路协议，诸如包括根据IEC62591协议的无线 I!八l《T?的射频通信技术。图1中的过程控制回路106表示在变送器102和控制室104之间 的通信连接的有线和无线实施例的任一或二者。
[0018] 过程变量变送器102通过图1中示出的一个例子实施例中的一对压