26，并且间隙32表不暴露的外壁26的电分开杆电极28和30的部分。该结构产生了两个传感器，或同轴电容器，一个传感器由管道电极24和杆电极28形成并且一个传感器由管道电极24和杆电极30形成。在可替换的实施例中，间隙32可以填充有诸如陶瓷材料的绝缘材料。杆20和管道12’之间的空间产生了环状流动通路34。
[0021]图2D是蒸汽质量计10的可替换的实施例沿着图1中的线2-2的剖视图。蒸汽质量计10包括管道12’和杆20。管道12’包括具有管道电极24的内壁22。在示出的实施例中，管道12’可以是诸如陶瓷的绝缘材料，并且管道电极24和可以是诸如碳钢的任何导电材料。杆20包括具有杆电极28和30的绝缘层27和外壁26。在示出的实施例中，杆20可以由绝缘层27围绕的导电材料制成。绝缘层27可以由诸如陶瓷的任何绝缘材料制成。杆电极28和30可以是诸如碳钢或不锈钢的任何导电材料。杆电极28和30被间隙32分开。在示出的实施例中，杆电极28和30附接到外壁26，并且间隙32表示暴露的外壁26的电分开杆电极28和30的部分。该结构产生了两个传感器，或同轴电容器，一个传感器由管道电极24和杆电极28形成并且一个传感器由管道电极24和杆电极30形成。在可替换的实施例中，间隙32可以填充有诸如陶瓷材料的绝缘材料。杆20和管道12’之间的空间产生了环状流动通路34。
[0022]根据另一实施例，图3是具有纵向隔开的杆电极52、54、56和58的蒸汽质量计10的局部侧面截面图，该纵向隔开的杆电极附接到杆20的外壁26，取代了附接到杆20的外壁26的杆电极28和30。杆电极52、54、56和58被间隙32电分开，间隙32表示暴露的外壁26的部分。在可替换的实施例中，间隙32可以填充有诸如陶瓷的绝缘材料。该结构产生了四个传感器或同轴电容器。第一传感器由管道12和杆电极52形成。第二传感器、第三传感器和第四传感器在第一传感器的下游分别通过管道12和杆电极54、56和58形成。在可替换的实施例中，四个传感器可以通过管道12和杆20的如图2B-2D中所示的可替换的构造产生。
[0023]在本实施例中，杆电极52和管道12中的每个都用作第一电容器的板，并且因而一起感测流过环状流动通路34的蒸汽混合物的在环状流动通路34的第一部分中的电容和/或阻抗。杆电极54、56和58以及管道12用作第二电容器、第三电容器和第四电容器的板，该第二电容器、第三电容器和第四电容器用于感测流过环状流动通路34的蒸汽的在环状流动通路34的第二部分、第三部分和第四部分中的电容和/或阻抗。因此，在图3示出的实施例中，蒸汽质量计10获得通过环状流动通路34的蒸汽的电容和/或阻抗的四个测量值。在可替换的实施例中，任意数量的纵向隔开的杆电极可以附接到杆20的外壁26以提供电容和/或阻抗的任意数量的测量值。
[0024]电容和/或阻抗测量值可以被电子组件38平均和处理，并且整体的蒸汽质量测量值可以通过监测/控制系统50显示，如上参照图1和2A所述。可以以算法分别分析图3示出的实施例取得的电容和/或阻抗测量值，以在混合物在下游流过环状流动通路34时估算蒸汽混合物中的差值。分离的电容和/或阻抗测量值还可以提供整体的蒸汽质量值的可靠性的指示。例如，如果用于环状流动通路34的第一部分部的电容测量值低于用于环状流动通路34的第二、下游部分的电容测量值，则这可以指示在蒸汽混合物在下游流过流动通路34时沉积正在发生，或蒸汽混合物的流率已经下降。分离的测量值中的极大的差值可以警示用户以调节流率或管道尺寸以保持蒸汽的质量。多个电容和/或阻抗测量值也是有利的，因为多个测量值允许冗余。
[0025]图4是具有杆电极60、62、64、66、68、70、72和74的蒸汽质量计10的另一实施例的局部侧面截面图，该杆电极60、62、64、66、68、70、72和74附接到杆20的外壁26，取代了附接到杆20的外壁26的杆电极28和30。杆电极62、66、70和74被纵向隔开并且附接到外壁26的上半部。杆电极60、64、68和72被纵向隔开并且附接到外壁26的下半部。杆电极60、62、64、66、68、70、72和74被间隙32电分开，间隙32表示暴露的外壁26的部分。在可替换的实施例中，间隙32可以填充有诸如陶瓷的绝缘材料。该结构产生了八个传感器或同轴电容器。在外壁26的上半部上的第一传感器由管道12和杆电极62形成。第二传感器、第三传感器和第四传感器在第一传感器的下游分别通过管道12和杆电极66、70和74形成。在外壁26的下半部上的第五传感器由管道12和杆电极60形成。第六传感器、第七传感器和第八传感器在第一传感器的下游分别通过管道12和杆电极64、68和72形成。在可替换的实施例中，八个传感器可以通过管道12和杆20的如图2B-2D中所示的可替换的构造产生。
[0026]杆电极62和管道12中的每个都用作第一电容器的板，并且因而一起感测流过环状流动通路34的蒸汽混合物的在环状流动通路34的第一部分的上半部中的电容和/或阻抗。杆电极66、70和74以及管道12用作第二电容器、第三电容器和第四电容器的板，该第二电容器、第三电容器和第四电容器用于感测流过环状流动通路34的上半部的蒸汽混合物的在环状流动通路34的第二部分、第三部分和第四部分中的电容和/或阻抗。杆电极60和管道12中的每个都用作第五电容器的板，并且因而一起感测流过环状流动通路34的蒸汽的在环状流动通路34的第一部分的下半部中的电容和/或阻抗。杆电极64、68和72以及管道12用作第六电容器、第七电容器和第八电容器的板，该第六电容器、第七电容器和第八电容器用于感测流过环状流动通路34的下半部的蒸汽的在环状流动通路34的第二部分、第三部分和第四部分中的电容和/或阻抗。因此，在图3示出的实施例中，蒸汽质量计10获得通过环状流动通路34的蒸汽混合物的电容和/或阻抗的八个测量值。在可替换的实施例中，任意数量的纵向隔开的杆电极可以附接到杆20的外壁26的上半部分和下半部分，以提供电容和/或阻抗的任意数量的测量值。
[0027]电容和/或阻抗测量值可以被电子组件38平均和处理，并且整体的蒸汽质量测量值可以通过监测/控制系统50显示，如上参照图1和2A所述。可以以算法分别分析图4示出的实施例取得的电容和/或阻抗测量值，以在混合物在下游流过环状流动通路34时评估蒸汽混合物中的差值，以及流过环状流动通路34的上半部分和下半部分的蒸汽混合物中的差值。分离的电容和/或阻抗测量值还可以提供整体的蒸汽质量值的可靠性的指示。例如，如果用于环状流动通路34的第一部分部的上半部的电容测量值低于用于环状流动通路34的第二、下游部分的上半部的电容测量值，则这可以指示随着蒸汽混合物在下游流过流动通路34的上半部时沉积正在发生，或蒸汽混合物的流率已经下降。分离的测量值中的极大的差值可以警示用户以调节流率或管道尺寸以保持蒸汽的质量。多个电容和/或阻抗测量值也是有利的，因为多个测量值允许冗余。
[0028]尽管已经参照示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域的技术人员将理解在没有脱离本实用新型的范围的情况下可以进行各种改变并且等同物可以替代本实用新型的元件。另外，在没有脱离本实用新型的实质范围的情况下可以进行许多修改以使得具体的位置或材料适应本实用新型的教导。因此，预期本实用新型不受限于公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入随附权利要求的范围内的所有实施例。
【主权项】
1.一种蒸汽质量计，包括: 管道，所述管道具有入口和出口； 杆，所述杆定位在管道中位于入口和出口之间，并且限定在杆的外壁和管道的内壁之间的环状流动通路； 混合装置，所述混合装置在管道中位于入口和杆的上游端部之间；和 间隔开的多个传感器，所述多个传感器位于环状流动通路中，所述多个传感器中的每个传感器都被构造成用于感测流过环状流动通路的蒸汽的电容和/或阻抗。2.根据权利要求1所述的蒸汽质量计，其中所述多个传感器包括多个电极。3.根据权利要求2所述的蒸汽质量计，其中所述多个电极包括至少一个管道电极和在杆的外壁处的多个杆电极。4.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中所述管道包括导电材料并且所述管道是管道电极。5.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中所述管道包括绝缘材料。6.根据权利要求5所述的蒸汽质量计，其中所述管道电极附接到管道的内壁。7.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中所述多个杆电极包括位于杆的外壁的上半部处的电极和位于杆的外壁的下半部处的电极。8.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中所述多个杆电极包括位于杆的外壁处的纵向隔开的电极。9.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中所述多个杆电极包括位于杆的外壁的上半部处的纵向隔开的电极和位于杆的外壁的下半部处的纵向隔开的电极。10.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中所述杆包括绝缘层。11.根据权利要求3所述的蒸汽质量计，其中至少一个间隙分开所述多个杆电极中的电极。12.根据权利要求11所述的蒸汽质量计，其中所述至少一个间隙填充有绝缘材料。13.根据权利要求1所述的蒸汽质量计，还进一步地包括电路，所述电路用于基于由所述多个传感器中的每个传感器感测到的电容和/或阻抗来测量和输出流过环状流动通路的蒸汽的蒸汽质量值。14.根据权利要求13所述的蒸汽质量计，其中所述电路包括监督控制和数据采集系统或遥测系统。15.根据权利要求14所述的蒸汽质量计，其中所述电路包括本地操作员界面。
【专利摘要】一种蒸汽质量计，包括具有入口和出口的管道。杆定位在管道中位于入口和出口之间。杆限定杆的外壁和管道的内壁之间的环状流动通路。混合装置定位在管道中位于入口和杆的上游端部之间。间隔开的传感器定位在环状流动通路中。每个传感器都被构造成用于感测流过环状流动通路的蒸汽的电容和/或阻抗。
【IPC分类】G01N27/22, G01N27/02
【公开号】CN204882439
【申请号】CN201520256144
【发明人】大卫·尤金·韦克伦德, 戴尔·斯科特·戴维斯
【申请人】罗斯蒙特公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年4月24日