具有压力装置的测量系统以及监测和/或检查这种压力装置的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种监测和/或检查具有由壁例如金属壁包围的内腔的压力装置，即 在所述内腔中输送和/或存储W静态正压或大于1己的压力标称地作用在壁上的流体例 如气体、液体或可流动分散体的装置的方法。此外，本发明设及一种用于确定流体的被测 变量、例如流体动力学和/或热力学的被测变量、诸如流体的体积流量、质量流量、密度、粘 度、压力或溫度的测量系统（尤其是适于实施所述方法的测量系统），该测量系统包括运种 压力装置。
【背景技术】
[0002] 压力装置，例如，受"欧洲议会和咨询1997年5月29日对等效成员国关于压力 装置的法律法规的指南 97/23/邸(Guideline97/23/EHofthe化ropeanParliament andtheAdvisoryof29May1997forequalizingthelawsandregulationsofthe memberstatesconcerningpressuredevices)"或相应国家法律法规--有时也被称 为压力装置指南--诸如"产品安全法的第十四条法规（Foudeenthenactmentofthe pro化ctsafetylaw)"(14.ProdSV)或"美国机械工程师协会锅炉和压力容器规范（ASME BoilerandPressureVesselCode)"(ASMEU-Stamp)管制的压力装置也在工业装置中 获得各种应用，尤其是也在工业测量和自动化技术中获得各种应用，例如，采用用于液化 气的储罐、用于容纳或存储相对于环境大气在增大的压力下的流体的高压蓋或其它容器 的形式、采用适于输送运种在增大的压力下的流体的管道的形式或还采用由因此运种W 增大的操作压力定期操作的运种容器和/或管道形成的工厂的形式。此外，被提及为运种 压力装置的其它代表是测量变换器，该测量变换器与上述管道或容器连通，因此被引入其 中的流体接触或也被流体流经，用于产生与流体的待记录被测变量对应的测量信号；相应 地测量系统，该测量系统由运种测量变换器和与其电连接的变送器电子器件形成，诸如科 里奥利（Coriolis)质量流量测量装置、满街流量测量装置或还有超声流量测量装置或由 其形成的测量仪器等，尤其是，在运种情况下，压力装置的内腔由具有在操作期间输送流体 的至少一个测量管的管布置形成。此外，定期也受一个或多个上述法律或法规管制和/或 实施为至少有时流体处在超过50己的高压下的测量系统的运种压力装置的示例被描述在 EP-A816 807、EP-A919 793、EP-A1 001 254、US-A2001/0029790、US-A2004/0261541、 US-A2005/0039547、US-A2006/0266129、US-A2007/0095153、US-A2007/0234824、 US-A2008/0141789、US-A2011/0113896、US-A2011/0161018、US-A2011/0219872、US-A 2012/0123705、US-A 4,680,974、W0-A 2005/050145、W0-A 2009/l：M268、W0-A 90/15310、 WO-A95/16897、W0-A96/05484、W0-A97/40：M8、W0-A98/07009 或WO-A99/39164 中。
[0003] 其中所公开的测量系统各自通过可插入管道路线中并且在操作期间被流体流经 的振动式测量变换器，其中，测量变换器的每一个包括由至少一个基本直的或至少部分弯 曲的例如U形或V形测量管W运样的方式形成的管布置，使得壁和内腔在每种情况下也由 至少一个测量管形成，并且内腔在操作期间与所连接的管道的内腔连通。
[0004] 在压力装置或由其形成测量系统的操作中，为了产生受流经流体影响、例如受 其质量流量、其密度和/或其粘度影响并在每种情况下用作测量变换器的测量信号的振 动信号，主动激励至少一个测量管W执行机械振动。此外，由压力装置形成的运种测量 系统的其它示例也被描述在US-A5,796,011、US-B7,284,449、US-B7,017,424、US-B 6,910,366、US-B6,840，109、US-A5,576,500、US-B6,651，513、US-A2005/0072238、 US-A2006/0225493、US-A2008/0072688、US-A2011/0265580、WO-A2006/009548、WO-A 2008/042290、W0-A2007/040468 或WO-A2013/060659 中。 阳0化]测量变换器的每一个还包括包围管布置的测量变换器壳体，即形成容纳管布置的 空腔的测量变换器壳体，W及形成在测量变换器壳体上或集成在其中的、用于将管布置与 管道连接的入口侧连接法兰W及出口侧连接法兰。对于其中管布置、因此内腔由两个或两 个W上测量管形成的情况，测量管最常插入管道中W不仅通过在入口上在测量管和入口侧 连接法兰之间延伸的分流器而且通过在出口上在测量管和出口侧连接法兰之间延伸的分 流器形成平行流的流路。测量变换器壳体除了用于保持放置在由测量变换器壳体形成的 空腔内的管布置外，尤其也用于防止管布置W及例如测量变换器的传感器布置的其它位于 内部的部件免受诸如例如灰尘或喷水的外部环境影响，因此提供尽可能密封的空腔。尤其 在所述类型的压力装置的情况下，用户还可W有时也对测量变换器壳体要求：在未密封管 布置或破裂管布置的情况下，其可W经受处于最常显著超过外部大气压力的空腔内的静内 压至少在预定时间内不漏。因此，测量变换器壳体必须具有一定耐压性；为此，也对照上 述US-A2006/0266129、US-A2005/0039547、US-A2001/0029790、W0-A90/15310、EP-A1 001 254或国际专利申请PCT/EP2012/070924。尤其对于具有有毒流体或易燃流体的应用， 在运种情况下，测量变换器壳体必须也能够满足放置在安全容器上的要求。
[0006] 所讨论类型的测量系统，因此由其形成的压力装置还通常通过设置在例如安装在 现场的可编程逻辑控制器任LC)的上位数据处理系统内的有线数据传输网络和/或基于无 线电的数据传输网络相互连接和/或与对应的电子控制器连接或与在远程控制室中的固 定过程控制计算机连接，其中，通过测量系统产生并数字化且相应地W适当的方式译码的 测量值被转发。通过过程控制计算机，使用对应安装的软件部件，所传输的测量值可W被 进一步处理并可视化为例如在显示器上的对应的测量结果和/或转换成实施为诸如电磁 阀、电动马达等的致动装置的其它现场设备的控制信号。因此，数据处理系统通常也用于 W与下游数据传输网络的要求对应的方式适当调节从变送器电子器件发出的测量值信号， 例如，W将测量值信号数字化并且在给定情况下将其转换成对应的电报和/或在现场对其 进行评估。为了该目的，存在设置在该数据处理系统中、与相应的连接线路电联接的评估 电路，该评估电路预处理和/或进一步处理W及如果需要的话，适当转换从相应的变送器 电子器件接收的测量值。在运种工业数据处理系统中用于数据传输的至少部分是现场总 线，尤其是串行现场总线，诸如FOUNDATIONFIELD脚S、CAN、CAN-OPENRAC邸US-RS485、 PROFIBUS等或例如还有基于W太网标准W及对应的最常见的应用无关的标准化传输协议 的网络。
[0007] 所述类型的压力装置可W在操作期间有时暴露于增大的负载、在给定情况下也暴 露于高于早先约定的限制值的负载、因此暴露于损害压力装置的整体性的负载，运是通过 W下方面造成的，即：与操作压力相关的不期望的过载；在给定情况下也具有大于10ms1的 高流速、例如呈流动流体中夹带固体颗粒和/或液体载体介质中夹带气泡的形式的流体中 的不期望的不均匀性的出现；和/或不期望的热过载，例如，由相应流体的过高溫度和/或 不利的时间溫度曲线W及不利于压力装置整体性的空间溫度分布而引起的热过载。压力装 置的壁因运种负载或过载一一例如，因壁的塑性变形和/或因壁的磨损，即因从面向内腔的 表面去除材料一一而可能部分地损坏，使得压力装置与原始的或标称耐压性相比具有减小 的耐压性；运例如也W运样的方式，使得在非常短时间内的壁损坏可能超过相应压力装置 的早先设置的临界损坏。壁的所述临界损坏可W例如对应于为相应类型的压力装置或具体 系列的压力装置具体确定的损坏，该损坏在给定情况下还要求立即检查相应的压力设备， 并且/或者该损坏对应于具体压力装置的减少的剩余寿命要求立即更换或意外更换压力 装置。
[0008] 对于所提到的情况，其中，压力装置是测量变换器或测量系统的组件，为相应压力 装置设置的临界损坏也可W对应于由运种损坏引起的测量系统的减小的测量精度或对应 于在给定情况下，例如，在因相应至少一个测量管的损坏而产生测量信号的情况下，不再可 容许的、增大的系统测量误差。在运种情况下，运种测量系统是特别感兴趣的，在该情况下， 诸如已经提到的，压力装置由振动式测量变换器形成。在一方面，其相应测量管最常实施 为尽可能薄壁W获得其振动信号的尽可能高的灵敏度，尤其是与待测量的相应流体的质量 流量或密度相关的振动信号。因此，运种测量变换器的管布置通常具有壁，该壁具有与提 供耐压性的壁厚相关的相对较小、即最好低的或最小的可允许安全余量。在另一方面，然 而，感兴趣的还可W是对壁的更小损坏，即尚未将管布置的耐压性或由其形成的压力装置 的耐压性下降到不可允许的低量度的损坏，因为，此外诸如还在上述EP-A816 807、W0-A 2005/050145、W0-A99/39164、W0-A96/05484、US-A2007/0095153 或US-A2012/0123705 中讨论的，而且还最常产生为空间上相当不均匀地分布在管布置上的运种损坏可W对测量 系统的测量精度有相当大的影响，尤其是也对质量流量或密度通过其测量的那些测量系统 的测量精度有相当大的影响。
[0009] 具有适于尽可能早检测或能够预测由振动式测量变换器形成的运种压力装置的 不期望的或不可允许高的上述类型损坏的或能够数量上评估运种损坏程度的测量仪器的 方法或测量系统，此外还被描述在上述US-A2007/0095153、US-A2006/0266129、EP-A816 807、US-A2012/0123705、W0-A2005/050145、W0-A96/05484 或WO-A99/39164 中。根本 地，其中公开的方法基于在操作期间通过测量变换器发送的振动信号进行操作，在给定情 况下，还通过额外考虑影响至少一个测量管的相应振动的激励信号来操作。虽然运些方法 或测量布置在测量系统或压力装置由振动式测量变换器形成的情况下可W被非常有利地 使用或也应用在增加的量度中，但是运些方法或测量布置的缺点将在如下事实中看出：它 们基于具有用于运种测量系统的测量信号一一运里是振动信号一一操作并且因此可排它 性地应用于运种测量系统，因此实际上仅用于全部压力装置的相对较小部分。此外，所述 方法或测量布置可W有时还与被测变量、尤其是与W上引用的被测变量、质量流量、密度和 /或粘度具有一定的交叉灵敏度，其不表示实际损坏，并且运些交叉灵敏度必须通过应用补 充设置在测量系统中的传感器系统和/或从测量系统的外部补充确定的测量值对应地补 偿，W可靠地确定壁的可报警损坏或能够安全防止误报警。
【发明内容】
[0010] 考虑上述，本发明的目的是提供一种方法或一种对应的测量系统，借助该测量系 统或方法，并且在不应用表示相应壁的振动的振动信号的情况下，可W检查所述类型的压 力装置的壁、因此也检查没有振动式测量变换器的压力装置，W查找可能的损坏一-或反 过来查找其结构整体性一-并且借助该测量系统或方法，即使相应壁的小的结构变化例如 由壁的磨损或塑性变形引起的壁厚减小也可W被可靠检测到或很早报告。
[0011] 为实现该目的，本发明在于一种监测和/或检查具有由壁、例如金属壁包围的内 腔的压力装置，即用于在所述内腔中输送和/或存储流体例如气体、液体或可流动分散体、 例如W大于1己的静压标称地作用在壁上的流体的装置的方法，该方法包括W下步骤：记 录壁的第一壁段、例如金属的第一壁段的应变（例如，时间可变应变和/或依赖于在内腔内 占主导的静内压的应变）和与第一壁端间隔开的壁的第二壁段、例如与第一壁段相比磨损 更快和/或更强烈的第二壁段、例如金属的第二壁段的应变，来确定表示第一壁段的应变 与第二壁段的应变之间的差的应变偏差值；W及使用应变偏差值来确定壁的损坏、例如影 响压力装置的耐压性的损坏和/或者共同确定压力装置的剩余寿命的损坏和/或超过为压 力装置早先建立的壁的临界损坏的损坏、例如由壁的塑性变形引起的损坏和/或由壁的磨 损引起的损坏。
[0012] 此外，本发明在于一种测量系统，例如也在于适于实施本发明的方法的测量系统， 用于确定表示流体（例如，气体、液体、可流动分散体）的至少一个被测