流体监测模块布置的制作方法

流体监测模块布置
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求以下项的优先权和所有权益：2018年9月18日提交且名称为laminar flow element的美国临时专利申请序列号62/732,848；2018年12月4日提交且名称为flow sensing module的美国临时专利申请序列号62/775,066；2019年5月7日提交且名称为fluid monitoring module arrangements的美国临时专利申请序列号62/844,383；2019年5月7日提交且名称为fluid monitoring module arrangements的美国临时专利申请序列号62/844,390；2019年5月7日提交且名称为fluid monitoring module arrangements的美国临时专利申请序列号62/844,399；以及2019年9月3日提交且名称为fluid monitoring module arrangements的美国临时专利申请序列号62/895,115；所述专利申请中的每一者的全部公开内容以引用的方式并入本文。


背景技术：

3.层流元件(或lfe)通常用于测量气体的流量，例如用于与质量流量计或其他此类监测装置一起使用。常规的层流元件通过产生与穿过层流元件的某一区段的气体的速度成比例的压差来操作，所述区段被特别配置为维持气体流处于层流状态。上游压力传感器和下游压力传感器检测此压差，所述压差用于计算流速。由于层流元件的限制流动路径的典型的长度
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直径要求(例如，25:1比率)，因此大尺寸、错综复杂的机械加工或复杂的组装要求往往会导致增加的制造成本、延长的生产前置时间和/或不期望的大的lfe部件。


技术实现要素：

4.根据本公开的一个方面，一种流量感测装置包括：十字形主体，所述十字形主体包括横向延伸的入口端口和出口端口以及轴向延伸的上游传感器端口和下游传感器端口；上游压力传感器，所述上游压力传感器安装在所述上游传感器端口中；以及下游压力传感器，所述下游压力传感器安装在下游传感器端口中。所述入口端口通过入口分支端口与所述上游传感器端口流体连通地连接，并且所述出口端口通过出口分支端口与所述下游传感器端口流体连通地连接。所述上游传感器端口和所述下游传感器端口通过层流限制通道而流体连通地连接，所述层流限制通道从所述上游传感器端口大体轴向地延伸到所述下游传感器端口。
5.根据本公开的另一个方面，一种流体监测模块包括流量感测装置以及设置在外壳中的控制器。所述流量感测装置包括主体，所述主体包括入口端口、出口端口、上游传感器端口、下游传感器端口以及流动通道，所述流动通道设置在所述入口端口与所述出口端口之间，以及所述上游传感器端口与所述下游传感器端口之间。第一流体传感器与所述上游传感器端口组装，并且第二流体传感器与所述下游传感器端口组装。所述控制器与所述第一流体传感器和所述第二流体传感器进行电路通信以从所述第一流体传感器和所述第二流体传感器中的每一者接收压力指示信号和温度指示信号中的至少一者，并且以基于所接收的信号而测量流体数据。
6.根据本公开的另一个方面，一种流量感测装置包括第一主体构件和第二主体构件、流动限制元件以及上游压力传感器和下游压力传感器。所述第一主体构件包括入口端口、上游传感器端口和第一连接端口，每一者都通过内部上游通道连接。所述第二主体构件包括出口端口、下游传感器端口和第二连接端口，每一者都通过内部下游通道连接。所述流动限制元件包括：第一端部连接，所述第一端部连接联接到所述第一连接端口；第二端部连接，所述第二端部连接联接到所述第二连接端口；以及流动限制通道，所述流动限制通道设置在所述第一端部连接与所述第二端部连接之间。所述上游压力传感器安装在所述上游传感器端口中，并且所述下游压力传感器安装在所述下游传感器端口中。
7.根据本公开的另一个方面，预期了一种监测流体管线中的流体条件的方法。在一种示例性方法中，提供了一种流体监测模块，所述流体监测模块包括第一压力传感器，所述第一压力传感器密封地安装在第一传感器端口中并且与控制器电连接。将所述第一传感器端口联接到所述流体管线的第一分支连接器以由所述第一压力传感器产生第一压力指示数据信号。将所述压力指示数据信号传输到所述控制器，并且基于所接收的数据信号而测量流体数据。
8.根据本公开的另一个方面，一种流量感测装置包括主体、上游压力传感器和下游压力传感器。所述主体包括入口端口和出口端口以及上游传感器端口和下游传感器端口。所述入口端口通过内部上游通道与所述上游传感器端口流体连通地连接，并且所述出口端口通过下游内部通道与所述下游传感器端口流体连通地连接。所述上游传感器端口和所述下游传感器端口通过设置在所述主体中的空腔中的流动限制元件而流体连通地连接。所述上游压力传感器安装在所述上游传感器端口中，并且所述下游压力传感器安装在所述下游传感器端口中。所述流动限制元件包括限定流动通道的中心部分以及形成环形凹部的外周边实心部分，流体污染物收集到所述环形凹部中，而不会阻塞或进一步限制所述流动通道。
9.根据本公开的另一个方面，一种流量感测装置包括主体、上游压力传感器和下游压力传感器。所述主体包括入口端口和出口端口以及上游传感器端口和下游传感器端口。所述入口端口通过内部上游通道与所述上游传感器端口流体连通地连接，并且所述出口端口通过下游内部通道与所述下游传感器端口流体连通地连接。所述上游传感器端口和所述下游传感器端口通过包括流动通道的流动限制元件而流体连通地连接。所述上游压力传感器安装在所述上游传感器端口中，并且所述下游压力传感器安装在所述下游传感器端口中。加热布置环绕所述流动通道，并且可操作来移除所述流动通道中的凝结物或防止在所述流动通道中形成所述凝结物。
10.根据本公开的另一个方面，一种流体监测和简单取样系统包括流体管线、流体监测模块、无线发射器、rfid读取器以及样品圆筒。所述流体监测模块与所述流体管线流体连通地连接，并且包括流体传感器以及与所述流体传感器、所述无线发射器和所述rfid读取器进行电路通信的控制器。所述控制器从所述流体传感器接收流体数据，所述流体数据包括压力指示数据和温度指示数据中的至少一者。所述样品圆筒能够与所述流体管线中的分支端口连接，并且包括rfid标签，所述rfid标签被配置为在所述样品圆筒与所述分支端口连接时将至少包括识别码的圆筒数据传达到所述rfid读取器。所述无线发射器被配置为将所述流体数据和所述圆筒数据无线地传达到远程装置。
11.根据本公开的另一个方面，预期了一种监测简单取样操作的方法。在一种示例性
方法中，将流体数据从与流体管线流体连通的流体传感器传输到连接到所述流体传感器的控制器，其中所述流体数据包括由所述流体传感器产生的压力指示信号和温度指示信号中的至少一者。将样品圆筒与所述流体管线中的分支端口连接以从所述流体管线收集样品。将圆筒数据从所述样品圆筒传输到所述控制器，其中所述圆筒数据至少包括圆筒识别码。将所述流体数据和所述圆筒数据从所述控制器传输到远程装置。
附图说明
12.在结合附图考虑以下描述和随附权利要求之后，其他优点和益处对于本领域技术人员而言将是显而易见的，在附图中：
13.图1是根据本公开的一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
14.图1a是图1的流量感测装置的透视图；
15.图1b是根据本公开的另一个方面的多流量感测装置系统的侧视图；
16.图2是根据本公开的另一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
17.图3是根据本公开的另一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
18.图4是根据本公开的另一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
19.图5是根据本公开的另一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
20.图6是根据本公开的另一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
21.图7是根据本公开的另一个方面的示例性流量感测装置的横截面图；
22.图8是根据本公开的另一个方面的流量感测装置的示意图；
23.图9是根据本公开的另一个方面的另一个流量感测装置的示意图；并且
24.图10a是根据本公开的另一个方面的示例性无线流体监测模块的前透视图；
25.图10b是图10a的无线流体监测模块的后透视图；
26.图10c是图10a的无线流体监测模块的分解透视图；
27.图11a是图10a的无线流体监测模块的侧视横截面图；
28.图11b是图10a的无线流体监测模块的顶视横截面图；
29.图12是根据本公开的另一个方面的另一个示例性无线流体监测模块的侧视横截面图；
30.图13a是根据本公开的另一个方面的另一个示例性无线流体监测模块的透视图；
31.图13b是根据本公开的另一个方面的另一个示例性无线流体监测模块的透视图；
32.图13c是根据本公开的另一个方面的另一个示例性无线流体监测模块的透视图；
33.图14是根据本公开的另一个方面的流体监测模块的示意图；
34.图14a至图14i是根据本公开的另一个方面的用于流体监测模块的示例性流动限制元件的横截面图；
35.图15是根据本公开的另一个方面的另一个流体监测模块的示意图；
36.图16a是根据本公开的另一个方面的具有外部流动限制元件的示例性无线流体监测模块的侧视图；
37.图16b是根据本公开的另一个方面的具有外部流动限制元件的另一个示例性无线流体监测模块的侧视图；
38.图16c是根据本公开的另一个方面的具有外部流动限制元件的另一个示例性无线
流体监测模块的侧视图；
39.图16d是根据本公开的另一个方面的具有外部流动限制元件的另一个示例性无线流体监测模块的侧视图；
40.图16e是根据本公开的另一个方面的具有外部流动限制元件的另一个示例性无线流体监测模块的侧视图；
41.图17是用于具有外部流动限制元件的无线流体监测模块的示例性传感器端口安装布置的侧视横截面图；
42.图18a是根据本公开的另一个方面的具有双重流体监测布置的示例性无线流体监测模块的侧视图；
43.图18b是根据本公开的另一个方面的具有双重流体监测布置的另一个示例性无线流体监测模块的侧视图；
44.图18c是根据本公开的另一个方面的具有双重流体监测布置的另一个示例性无线流体监测模块的侧视图；
45.图18d是根据本公开的另一个方面的示例性坯料联接件连接的横截面透视图；
46.图18e是根据本公开的另一个方面的具有坯料盘状插入件的示例性联接件连接的横截面透视图；
47.图19是根据本公开的另一个方面的具有便携式流体监测模块的流体系统的示意图；
48.图20是根据本公开的另一个方面的具有另一个便携式流体监测模块的另一个流体系统的示意图；
49.图21是根据本公开的另一个方面的具有另一个便携式流体监测模块的另一个流体系统的示意图；
50.图22是根据本公开的另一个方面的具有另一个便携式流体监测模块的另一个流体系统的示意图；并且
51.图23是根据本公开的另一个方面的示例性流体监测和简单取样系统的示意图。
具体实施方式
52.虽然本发明的各个创造性方面、概念和特征在本文中可被描述和示出为体现于示例性实施方案的组合中，但是这些不同的方面、概念和特征可单独地或以各种组合及其子组合用于许多替代实施方案中。除非本文明确排除，否则所有此类组合和子组合都意图处在本发明的范围内。更进一步，虽然本文可能描述了关于本发明的各个方面、概念和特征的各种替代实施方案
‑‑
诸如替代材料、结构、配置、方法、电路、装置和部件、软件、硬件、控制逻辑、关于形式、配合和功能的替代品等等，但是此类描述并不意图成为可获得的替代实施方案(无论是目前已知的还是以后开发)的完整或详尽清单。本领域技术人员可容易地将创造性方面、概念或特征中的一者或多者运用到在本发明的范围内的其他实施方案和使用中，即使此类实施方案在本文中并未明确地公开。另外地，即使本发明的一些特征、概念或方面在本文中可被描述为优选的布置或方法，但是除非如此明确说明，否则这种描述并不意图暗示这种特征是必需的或必要的。更进一步，可包括示例性或代表性的值和范围以帮助理解本公开，但是此类值和范围不应以限制性意义进行解释，并且只有在如此明确说明
的情况下才意图作为临界值或范围。更进一步，可包括示例性或代表性的值和范围以帮助理解本公开，但是此类值和范围不应以限制性意义进行解释，并且只有在如此明确说明的情况下才意图作为临界值或范围。除非另有明确说明，否则标识为“近似”或“约”指定值的参数意图包括指定值和在指定值的10％以内的值两者。另外，应理解，本公开随附的图可以但不需要按比例绘制，并且因此可理解为教导在图中显而易见的各种比率和比例。此外，虽然各个方面、特征和概念在本文中可被明确识别为具有创造性或形成本发明的一部分，但是这种识别并不意图是排他性的，而是可存在本文中全面描述，而未如此明确识别或识别为特定发明的一部分的创造性方面、概念和特征，相反，在随附权利要求中阐述了本发明。除非如此明确说明，否则对示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下都需要的所有步骤，也不限于呈现的或被解释为必需或必要的步骤的顺序。
53.具体实施方式仅描述了示例性实施方案，并且不意图以任何方式限制权利要求的范围。实际上，所要求保护的发明比示例性实施方案更宽泛且不受其限制，并且权利要求中使用的术语具有其完整的普通含义。例如，虽然本公开中的特定示例性实施方案描述了具有压力传感器的用于测量压差并使压差与流速相关联的流量感测装置，但是在其他实施方案中，本文描述的特征中的一者或多者可应用于其他流体系统部件，包括例如导体配件和阀。
54.根据本公开的一个方面，如图1的横截面图所示，流量感测装置100可设有十字形主体110，所述十字形主体110包括横向延伸的入口端口111和出口端口112，以及轴向延伸的上游传感器端口113和下游传感器端口114。如所示，入口端口111可以但不需要与出口端口112基本上同轴(如所示沿着轴x)，并且上游传感器端口113可以但不需要与下游传感器端口114基本上同轴(如所示沿着轴y)。入口端口111和出口端口112可包括任何合适的流体系统连接器，包括例如一个或多个管配件、面密封配件、带螺纹的管端部或焊接端部。入口端口111通过入口分支端口116与上游传感器端口113流体连通地连接，并且出口端口112通过出口分支端口117与下游传感器端口114流体连通地连接。上游传感器端口113和下游传感器端口114通过流动限制通道115连接，所述流动限制通道115从上游传感器端口113大体轴向地延伸到下游传感器端口114。虽然流动限制通道115可被特别配置为维持层流通过装置100(例如，作为层流元件，或lfe)，但是在其他实施方案中，流动限制通道可准许紊流，或层流和紊流的组合，同时仍然提供一致的期望的流速或流速范围。如所示，除了分支端口116、117之外，主体110可(但不需要)关于x轴和y轴中的任一者或两者基本上对称。
55.上游压力传感器120安装在上游传感器端口113中并且被配置为产生对应于上游压力的信号，并且下游压力传感器130安装在下游传感器端口中并且被配置为产生对应于下游压力的信号。压力传感器120、130可将信号传输到示意性地示出为150的电子控制器，所述电子控制器例如通过有线或无线通信与压力传感器进行电路通信，其中电子控制器被配置为评估对应于所接收的信号的上游压力和下游压力，以确定整个流动限制通道上的压差以及通过流量感测装置100的对应的流速。
56.上游压力传感器120和下游压力传感器130可包括任何合适类型的压力传感器(例如，压阻式应变仪、电容式压力传感器、电磁式压力传感器、压电式压力传感器)，所述压力传感器可例如使用保持环121、131而牢固地保持在对应的传感器端口113、114内，并且可例如使用o型环或垫圈密封件122、132而密封在对应的传感器端口113、114内。在一个示例性
实施方案中，传感器可被配置为检测或测量压力和温度两者，并且将压力指示信号和温度指示信号传输到控制器。控制器可被配置为处理压力指示信号和温度指示信号，例如以确定压力、温度和/或流速，和/或提供这些参数中的任一者或多者的所测量的输出。被配置为测量压力和温度的某一示例性传感器是由keller制造的ld系列的压阻式oem压力变送器。
57.流量感测装置100的十字形主体110的紧凑布置可允许流量感测装置并入到较小外壳或较小设备中，或更无缝地并入到现有系统中。虽然包括多个流量感测装置的系统可包括与流量感测装置中的每一者连接的单独的控制器，但是在另一个实施方案中，紧凑的流量感测装置可被布置和配置用于与单个控制器进行电连接。图1b示出了包括端部对端部布置的多个流量感测装置100的示例性系统10，其中上游压力传感器120和下游压力传感器130电连接到控制器150，并且入口端口111和出口端口112连接到并联流体管线11、12。
58.可利用许多不同的合适的层流限制通道。在一些实施方案中，一个或多个流动限制通道可例如通过钻孔、机械加工或增材制造(例如，3d打印)而整体地形成在主体中。在其他实施方案中，一个或多个流动限制通道可由流动限制元件限定，所述流动限制元件由在主体中的空腔中安装在上游传感器端口与下游传感器端口之间的一个或多个插入件(例如，插塞、板等)形成。这种类型的流动通道插入件布置可有助于形成流动通道，和/或可例如通过允许不同范围的流速和压差而允许流量感测装置存在适应性。
59.在一个实例中，如图2所示，流量感测装置100a的主体110a包括在上游传感器端口113a与下游传感器端口114a之间延伸的狭窄的轴向延伸(例如，毛细)通道115a。在另一个示例性实施方案中，如图3所示，流量感测装置100b的主体110b包括在上游传感器端口113b与下游传感器端口114b之间延伸的多个狭窄的轴向延伸通道115b，例如以提供增加的层流，同时限制主体110b的轴向长度。
60.在另一个示例性实施方案中，如图4示意性所示，流量感测装置100c的主体110c可设有一个或多个狭窄的层流限制通道115c，所述层流限制通道115c具有多个线圈或旋圈，所述多个线圈或旋圈被布置为在主体的有限的轴向尺寸内在上游传感器端口113c与下游传感器端口114c之间提供延长的通道长度。这些盘旋或盘绕的通道可例如通过有助于在上游传感器端口113c与下游传感器端口114c之间产生一个或多个盘旋的层流限制通道115c的增材制造来形成。在另一个示例性实施方案中，如图5所示，流量感测装置100d的主体110d可包括中心空腔119d，所述中心空腔119d保持一堆板140d，所述板140d具有被对准来限定一个或多个通道115d的孔和/或狭槽。在其他实施方案中，盘旋的或选择性地带轮廓的通道(例如通过增材制造来形成)可被利用来提供或执行其他流体流功能，例如像混合、旋流、伴热/伴冷或其他这样的功能。
61.在其他示例性实施方案中，如图6所示，流量感测装置100e的主体110e可包括流动限制元件140e(例如，烧结元件)，所述流动限制元件140e安装在主体110e的空腔119e中以限定流动通道115e，所述流动通道115e将流限制为期望的流动条件(例如，层流和/或期望的流量范围)。o型环或其他这样的垫圈密封件149e可提供在流动限制元件140e周围(例如，提供在主体空腔119e中的内周边凹槽中，和/或提供在流动限制元件140e的外周边凹槽中)，可提供在流动限制元件周围来进行密封以防止泄漏/流经过流动限制元件的周边。在另一个示例性实施方案中，如图7所示，流量感测装置100f的主体110f可通过有助于在上游传感器端口113f与下游传感器端口114f之间产生主体的多孔的轴向延伸部分140f的增材
制造来形成，其中孔隙尺寸和密度被选择来提供期望的流动条件。
62.流动限制烧结元件或其他此类多孔或狭窄的通道限制部分往往可能会被系统流体中的污染物阻塞或堵塞，这可能会影响系统流速以及由装置提供的流量读数。根据本公开的另一个方面，流量感测装置主体可设有流动限制元件，所述流动限制元件被成形或以其他方式构造为将污染物转移或收集到主体空腔的凹陷部分中，由此最小化多孔流动限制元件的堵塞或阻塞。
63.图8示意性地示出了示例性流量感测装置1100，所述流量感测装置1100包括主体构件1110，所述主体构件1110具有入口端口1111和出口端口1112以及上游传感器端口1113和下游传感器端口1114。入口端口1111和出口端口1112可包括任何合适的流体系统连接器，包括例如一个或多个管配件、面密封配件、带螺纹的管端部或焊接端部。入口端口1111通过内部上游通道1116与上游传感器端口1113流体连通地连接，并且出口端口1112通过内部下游通道1117与下游传感器端口1114流体连通地连接。上游传感器端口1113和下游传感器端口1114密封地保持传感器1120、1130，并且通过多孔流动限制元件1140连接，所述多孔流动限制元件1140设置在主体1110的空腔1119中以限定流动限制通道1115。虽然流动限制通道1115可被特别配置为维持层流通过装置1100，但是在其他实施方案中，流动限制通道可准许紊流，或层流和紊流的组合，同时仍然提供一致的期望的流速或流速范围。
64.如所示，示例性流动限制元件1140包括圆锥形中心多孔部分1141和外周边实心或无孔部分1142，所述实心或无孔部分1142形成环形凹部，流体污染物可收集到所述环形凹部中，而不会阻塞或进一步限制流动路径。内部上游通道1116可被成形为引导流体流朝向主体空腔1119和环形凹部1142的表面。可选地，如所示，流动限制元件的上游端部或尖端1143也可为实心或无孔的，并且主体1110中的内部上游通道1116可被成形为引导流体流朝向实心限制元件尖端，使得带轮廓的尖端将污染物径向地向外引导，同时最小化污染物被嵌入流动限制元件的多孔部分中的任何趋势。可利用其他多孔元件形状，包括例如半球形或金字塔形元件。类似于图6的实施方案，流动限制元件1140可被提供为用于安装在主体空腔1119中的插入件。可选地，类似于图7的实施方案，流动限制元件1140可与主体1110整体地形成。在任一种情况下，流动限制元件都可使用增材制造(例如，3d打印)来形成，所述增材制造可能非常适合于以多孔和无孔材料选择性地形成元件的部分。
65.例如，在流体系统遭受较低温度或温度的突然变化的情况下，多孔限制部分或狭窄限制通道可能会被气态流体系统中的凝结物部分地阻塞或堵塞。根据本公开的另一个方面，流量感测装置主体可设有流动限制加热布置，例如以选择性地使凝结物蒸发或汽化，或将流动限制元件维持在能防止凝结物的温度上，从而防止这种类型的限制元件阻塞。
66.图9示意性地示出了示例性流量感测装置1200，所述流量感测装置1200包括主体构件1210，所述主体构件1210具有入口端口1211和出口端口1212以及上游传感器端口1213和下游传感器端口1214。入口端口1211和出口端口1212可包括任何合适的流体系统连接器，包括例如一个或多个管配件、面密封配件、带螺纹的管端部或焊接端部。入口端口1211通过内部上游通道1216与上游传感器端口1213流体连通地连接，并且出口端口1212通过内部下游通道1217与下游传感器端口1214流体连通地连接。上游传感器端口1213和下游传感器端口1214密封地保持传感器1220、1230，并且通过流动限制元件1240连接，所述流动限制元件1240设置在主体1210的空腔1219中并且限定流动限制通道1215(例如，一个或多个形
成的通道或多孔流动限制材料)。虽然流动限制通道1215可被特别配置为维持层流通过装置1200，但是在其他实施方案中，流动限制通道可准许紊流，或层流和紊流的组合，同时仍然提供一致的期望的流速或流速范围。
67.如所示，流动限制装置1200包括环绕流动限制元件1240中的流动通道1215的流动限制加热布置。加热布置1270可形成在流动限制元件1240中，形成在流动限制元件周围(例如，在流动限制元件的外表面与主体空腔1219的内表面之间)，或与流动通道对准地形成在主体构件1210周围。可利用各种各样的流动限制加热布置，包括例如：一个或多个加热电路，所述一个或多个加热电路被配置为接收电流来加热流动限制元件；或一个或多个伴热通道，所述一个或多个伴热通道用于使加热的流体(例如，蒸汽)穿过流动限制元件或者经过所述流动限制元件周围。类似于图6的实施方案，流动限制元件1240可被提供为用于安装在主体空腔1219中的插入件。可选地，类似于图7的实施方案，流动限制元件1240可与主体1210整体地形成。在任一种情况下，流动限制元件都可使用增材制造(例如，3d打印)来形成，所述增材制造可能非常适合于在流动限制元件中或周围形成伴热通道或电路接纳通道。
68.虽然一个或多个控制器可与一个或多个流量感测元件分开，以及物理地且电气地拴连到所述一个或多个流量感测元件，但是在其他实施方案中，流量感测元件可提供在自容式模块中，例如以便于安装在流体系统中，其中外壳容纳流量感测装置(具有用于将流量感测装置与流体系统连接的外部连接器)和控制器。控制器可被配置为与外部装置(例如，服务器、路由器、计算机、平板计算机、智能手机)通信(例如，通过有线或无线通信)，以传送与流体流条件有关的信息(例如，压力、温度、流速)。另外地或可选地，所述模块可设有用户界面以将与流体流条件有关的信息提供在模块处(例如，使用led阵列或lcd显示屏幕)。
69.图10a至图11b示出了示例性流体监测模块500的各种视图，所述流体监测模块500包括由壳体502和盖子503(例如使用螺栓或其他紧固件来紧固在一起)形成的封闭流量感测装置505和控制器550的外壳501。流量感测装置505可例如类似于本文描述的流量感测装置100a至100f中的任一者，并且可设有端部连接器506，所述端部连接器506延伸穿过外壳501中的开口。垫圈或其他此类密封件504(图11a)可包围开口中的端部连接器506，例如以防止水分或其他污染物进入外壳。虽然端部连接器可提供在各种位置和取向上，但是在所示的实施方案中，端部连接器506从外壳的共用壁延伸，例如以有助于安装到现有的流体系统中。如图10c和图11a所示，流量感测装置505可设有弯管配件或其他此类连接器和适配器以将端部连接器506定位在期望的位置和取向上。在一个这样的实例中，模块500的端部连接器506可为隔开的并且被定向成与常规的流速测量装置(例如，转子流量计型流速测量装置)对应，使得现有的系统的常规的流速测量装置可容易地用模块500进行替换。在另一个实施方案(未示出)中，端部连接器可从流体监测模块轴向地延伸，例如以有助于成直线地安装流量感测装置，或者将多个流量感测装置与多个并联的紧密隔开的流体管线成直线地安装在一起。在再一些其他实施方案中，端部连接器可彼此偏移，并且可从壳体的相对侧在相反的方向上延伸，或者从壳体的相邻侧垂直地延伸。
70.虽然所述模块可设有外部接线以与外部电源(例如，壁式插座)连接，但是模块500可另外地或可选地如图11a所示包括一个或多个电池560，所述一个或多个电池560与控制器550电连接以对控制器硬件(例如，处理器、发射器、led)和流量感测装置505的传感器
520、530供电。如所示，电池560可设置在套筒561中，例如以保护并牢固地定位电池。在一些实施方案中，所述模块可设有可充电电池，所述可充电电池可例如通过将所述模块的外部接线电连接到外部电源来充电。另外地或可选地，封闭的电池可用作备用电源(例如，在建筑物断电的情况下)，其中所述模块主要脱离外部电源而进行操作。如图10c所示，间隔件支架509可提供在外壳501内，例如以将所述模块的内部部件紧固在期望的位置中。
71.示例性流量感测装置组件505包括安装在主体构件510的上游传感器端口513和下游传感器端口514中的上游传感器520和下游传感器530。传感器520、530(例如，通过模块外壳内的接线)连接到控制器550以将压力指示信号和温度指示信号传输到控制器。控制器550被配置为处理压力指示信号和温度指示信号，例如以确定穿过流量感测装置的流体的压力、温度和/或流速，和/或提供这些参数中的任一者或多者的所测量的输出。
72.在图10a至图11b的实施方案中，主体510的传感器端口513、514被定向成面向壳体502的侧部。可选地，如图12所示，主体510
′
的传感器端口513
′
、514
′
可被定向成面向壳体后壁和盖子503
′
，从而允许减小外壳的宽度。另外地或可选地，可减小电池尺寸(例如，如图12所示用一个d形单元电池560
′
替换两个c形单元电池560)以允许减小外壳的高度。
73.所述模块可设有外部接线以与外部装置(例如，计算机)进行有线连接。另外地或可选地，如所示，模块500可设有无线发射器(例如，提供在控制器550的电路板上)以例如使用与远程装置的直接或间接无线通信将流体数据无线地传输到远程装置(例如，服务器、路由器、计算机、平板计算机、智能手机)。发射器可被配置为使用任何数量的合适的无线通信协议和能力，例如像wifi、蓝牙、zigbee、rfid、nfc以及无线usb通信来通信。如所示，模块500可包括与控制器发射器电连接的外部天线555，以增强与远程装置的无线通信。在一个示例性系统中，wifi网关路由器可被提供用于与一个或多个模块进行无线通信，例如以建立浏览器界面(这可消除对桌面软件的需求)，有助于对现场装置的调试，建立数据系统/云接口并且提供简化的故障排除和诊断。
74.为了有助于对所述模块的调试和控制(例如，开启/关断、同步)，所述模块可设有用户接口，例如像一个或多个旋钮、开关或按钮。在所示的实施方案中，模块500包括外部用户可压下按钮507，所述用户可压下按钮507设置在盖子503中的开口中并且被定位成用于致动控制器550上的按钮开关557，所述按钮开关557可被致动来例如打开控制器，关闭控制器，或对控制器进行调试/同步。按钮507可以透明或半透明材料提供，以从控制器550上的一个或多个led 558提供照明，所述透明或半透明材料可被照亮来例如提供控制器状况(例如，开启/关断、连接性、所辨别的用户致动)的用户指示。led 558可提供多色照明(通过提供各自具有不同颜色照明的多个led，或者一个或多个多色led)和/或脉冲照明，例如以标识多种可区分的状况条件。
75.作为对与外部装置进行有线或无线通信的补充或取代，所述模块可设有被配置为在所述模块上显示流体流数据的用户界面。图13a示出了示例性模块500a，所述示例性模块500a包括用户界面显示屏幕559a(例如，lcd、oled)，所述用户界面显示屏幕559a设置在外壳的外表面上(例如，设置在盖子503a上)并且以电路通信的方式与模块控制器连接，以显示一个或多个流体条件(例如，流速、温度、压力)。可选地，为了提供更简单的输出显示器，可使用led阵列559b、559c来提供如图13b所示的数字显示器(例如，一个或多个数字)，或者如图13c所示的多栏比例读出显示器(例如，示出流速、压力和/或温度的比例水平的三个或
更多个led)。在本公开的一个示例性实施方案中，数字或多栏led显示器可利用多色led以使用同一组led来显示多种类型的流体数据。例如，图13b的数字led显示器559b可用以下项提供对应led的照明：第一颜色(例如，白色)，所述第一颜色用于标识所测量的流速；第二颜色(例如，红色)，所述第二颜色用于标识所测量的压力；以及第三颜色(例如，绿色)，所述第三颜色用于标识所测量的温度。类似地，图13c的数字led显示器559c可用以下项提供对应led的照明：第一颜色(例如，白色)，所述第一颜色用于标识比例流速水平；第二颜色(例如，红色)，所述第二颜色用于标识比例压力水平；以及第三颜色(例如，绿色)，所述第三颜色用于标识比例温度水平。用户可选择性地通过致动用户接口(例如，按钮或旋钮)而在流体数据之间切换，或者显示器可被配置为自动定期在不同的流体流数据之间切换(例如，每3至10秒)。
76.在一个或多个示例性实施方案中，流体监测模块(例如像本文描述的模块中的任一者)可被配置为提供许多期望的性质和条件，包括。例如，流体监测模块可被配置为提供典型的期望的样品流和旁路流范围，包括例如约0.05至20slpm的气体流速(分析仪)或约0.05至20lpm的液体流速(旁路)。示例性流体监测模块可被配置为提供小于全刻度的约10％的流量测量准确性(例如，约+/
‑
5％准确性)，并且可被配置为提供良好的可重复性和稳定性。示例性流体监测模块可例如被额定为在约
‑
20c至80c下使用，或在约85c的最大环境温度下使用。示例性流体监测模块可例如被额定为具有在约50psig与150psig之间的操作压力，并且可被额定为具有1900psig耐受压力或3500psig破裂压力。示例性结构材料可包括例如316不锈钢、hastelloy、fkm以及ffkm。示例性流体监测模块可包括适当的安全评级，包括例如针对发射器的1级1区，针对网关的1级2区，atex区域1和/或iecex区域1。示例性流体监测模块可被配置用于进行2.4ghz网状无线通信。示例性流体监测模块可包括具有至少五年寿命的一次性锂电池。示例性流体监测模块可被额定为在0.2slpm气体流下最大具有t90＝5秒的滞后时间。
77.在一个或多个示例性实施方案中，流体监测模块(例如像本文描述的模块中的任一者)可用于各种应用中，包括例如过程分析系统中的任一个或多个位置。实例包括野外测站、快速回路系统、简单取样位置、校准和切换位置、样品调节位置、气体和/或水电分析仪以及样品处置位置。
78.根据本公开的另一个方面，流量感测装置可被配置为有助于移除流动限制元件，而不用将流量感测装置从所述系统中移除，例如以更换受损或被污染的流动限制元件，有助于检查流动限制元件，或者用提供不同的流动条件(例如，不同的流速)的第二流动限制元件替换所述流动限制元件。在一个这样的实施方案中，流量感测元件可设有第一端部连接和第二端部连接，所述第一端部连接和第二端部连接有助于从入口端口/出口端口和上游传感器端口/下游传感器端口分离和移除流量感测元件。作为一个实例，流量感测元件的第一端部连接和第二端部连接可包括零间隙配件(例如，由swagelok co.制造的带垫圈的vco配件)，所述零间隙配件有助于移除和重新安装/更换流量感测元件，而不用重新定位流量感测装置的带端口的端部。
79.图14示出了示例性流体监测模块600，所述流体监测模块600包括被配置为有助于移除流动限制元件640的流量感测装置605。示例性流量感测装置605包括第一t形主体构件610
‑
1和第二t形主体构件610
‑
2，所述主体构件包括：第一运行端口，所述第一运行端口限
定横向向外延伸的入口端口611和出口端口612；第二运行端口，所述第二运行端口限定横向向内延伸的上游传感器端口613和下游传感器端口614；以及分支或连接端口，所述分支或连接端口限定轴向延伸的第一限制器连接618和第二限制器连接619，所述第一限制器连接618和第二限制器连接619用于与流动限制元件640的第一端部连接器648和第二端部连接器649连接。上游传感器620和下游传感器630(它们可类似于图1至图13的实施方案的传感器120、130、520、530)密封地安装在上游传感器端口613和下游传感器端口614中。
80.第一主体构件610
‑
1的入口端口611、上游传感器端口613和第一限制器连接618通过第一主体构件610
‑
1的内部t形上游通道616而流体连通地连接，并且出口端口612、下游传感器端口614和第二端部连接619通过第二主体构件610
‑
2的内部t形下游通道617而流体连通地连接。端口可包括任何合适的流体系统连接器，包括例如一个或多个管配件、面密封配件、带螺纹的管端部或焊接端部。
81.上游通道616和下游通道617通过流动限制元件640中的流动限制通道615来连接。如上所述，流动限制通道615可采用各种形式中的一者或多者，所述形式包括例如一个或多个直通道或盘旋通道，或者一种或多种烧结材料或其他此类流动限制材料。一个或多个通道可使用包括机械加工或增材制造的各种工艺中的一者或多者来形成。流动限制通道可以保持在联接主体642中的一个或多个插入件641(例如，插塞、板等)形成，第一端部连接648和第二端部连接649附接到所述联接主体(例如，通过焊接或整体形成)。在一个实施方案中，一个或多个流动限制插入件可能能够从联接主体中移除以用提供不同的流速、流动路径、材料或其他此类性质的替代流动限制插入件进行替换。在其他实施方案中，流动限制部件可与联接主体整体或一体地形成，使得能够更换整个流动限制元件。在其他实施方案中，流动限制元件640可用具有不同的轴向长度的流动限制元件进行替换，例如以调整入口端口611和出口端口612的偏移量。在再一些其他实施方案中，入口端口和出口端口的偏移量的变化可通过提供具有柔性端部连接，例如像软管连接的入口端口和出口端口来适应。
82.示例性流动限制元件640的第一端部连接648和第二端部连接649包括零间隙连接器，所述零间隙连接器用于与第一主体构件610
‑
1和第二主体构件610
‑
2的第一连接618和第二连接619的配合的零间隙连接器连接。示例性零间隙配件是由swagelok co.制造的vco配件。在一个实施方案中，联接主体642设有带外螺纹的主体连接器，并且主体构件610
‑
1、610
‑
2设有焊接压盖以及用于与带外螺纹的主体连接器联接的捕获型的带内螺纹的螺母。在另一个实施方案中，主体构件610
‑
1、610
‑
2设有带外螺纹的主体连接器，并且联接主体642设有焊接压盖以及用于与捕获型螺母联接的捕获型的带内螺纹的螺母。在又一个实施方案中，联接主体642设有：带外螺纹的主体连接器，所述带外螺纹的主体连接器用于与第一主体构件和第二主体构件中的一者上的捕获型内螺纹螺母连接；以及捕获型的带内螺纹的螺母，所述带内螺纹的螺母用于与第一主体构件和第二主体构件中的另一者上的带外螺纹的主体连接器连接。这种布置可提供流动限制元件安装在正确的方向取向上的保证。
83.流动限制元件可被提供为多件式子组件，所述多件式子组件包括一个或多个连接器，所述一个或多个连接器可拆卸以有助于从联接主体移除和/或更换流动限制插入件。图14a示出了示例性流动限制元件640a，所述流动限制元件640a具有两件式主体，所述两件式主体包括与带内螺纹的连接器644a接合来形成联接主体642a的带外螺纹的压盖643a。限定流动限制部或孔口615a的流动限制插入件641a被接纳在连接器644a中的凹部中，并且示例
性压盖643a包括抵靠保持器主体凹部和插入件进行密封的面密封o型环645a。压盖643a保持带内螺纹的零间隙配合螺母648a以与流动限制装置的第一主体构件上的带外螺纹的零间隙配合主体连接，并且保持器主体限定带外螺纹的零间隙配合主体649a以与流动限制装置的第二主体构件上的带内螺纹的零间隙配合螺母连接。为了修理(例如，清洁)或更换流动限制插入件641a，将配合螺母648a从所述装置(未示出)的带外螺纹的配合主体中拧出来，并且将连接器644a从所述装置(未示出)的带内螺纹的螺母中拧出来，以将流动限制元件子组件640a从所述装置中移除。然后将压盖643a从连接器644a中拧出来以移除和修理/重新安装或更换流动限制插入件641a。可选地，可更换整个流动限制元件子组件640a。
84.图14b示出了另一个示例性流动限制元件640b，所述流动限制元件640b具有两件式主体642b，所述两件式主体642b包括具有带内螺纹(例如，npt螺纹)的端部的第一带外螺纹的零间隙连接器643b，以及具有与带内螺纹的端部接合来形成联接主体的配合的带外螺纹(例如，npt螺纹)的端部的第二带外螺纹的零间隙连接器644b。限定流动限制孔口615b的流动限制插入件641b被接纳在第一连接器643b中的凹部中，并且可通过第二连接器644b的带外螺纹的端部的端部面646b而抵靠第一连接器的埋孔部分645b进行紧固。为了修理(例如，清洁)或更换流动限制插入件641b，将第一凸形连接器643b和第二凸形连接器644b从所述装置的对应的带内螺纹的螺母(未示出)中拧出来以将流动限制元件子组件640b从所述装置中移除。然后可将第一凸形连接器643b和第二凸形连接器644b从彼此中拧出来以移除和修理/重新安装或更换流动限制插入件641b。可选地，可更换整个流动限制元件子组件640b。
85.图14c示出了示例性流动限制元件640c，所述流动限制元件640c具有两件式布置，所述两件式布置包括通过带内螺纹的零间隙螺母648c而与压盖644c接合的带外螺纹的零间隙连接器643c。限定流动限制孔口615c的流动限制插入件641c被接纳并密封在以下项之间：与凸形连接器643c组装的面密封o型环645c(例如，保持在带外螺纹的端部的端部面凹槽中)；以及与压盖644c组装的面密封o型环646c(例如，保持在压盖的端部面凹槽中)。在一个示例性实施方案中，凸形连接器643c可与以下项附连(例如，焊接到、联接到以下项或与以下项整体地机械加工而成)：第一配合主体，所述第一配合主体限定第一(例如，入口、出口)端口；以及保持传感器的第一(例如，上游、下游)传感器端口，并且压盖可与以下项附连(例如，焊接到、联接到以下项)：第二配合主体，所述第二配合主体限定第二(例如，入口、出口)端口；以及保持传感器的第二(例如，上游、下游)传感器端口。为了修理(例如，清洁)或更换流动限制插入件641c，将带内螺纹的螺母648c从带外螺纹的连接器643c中拧出来，并且将流动限制插入件641c滑出与面密封o型环645c、646c形成的接合，以修理/重新安装或更换流动限制插入件641c。
86.在其他实施方案中，流动限制元件可被提供为单件式主体，所述单件式主体具有与主体组装或与所述主体成整体的流动限制部。图14d示出了示例性流动限制元件640d，所述流动限制元件640d具有单件式主体642d，所述单件式主体642d包括第一带外螺纹的零间隙连接648d和第二带外螺纹的零间隙连接649d，以及沿着通孔647d(例如，如所示中心地定位)整体地形成的流动限制部615d。为了修理(例如，清洁)或更换流动限制部615d，将第一凸形连接648d和第二凸形连接649d从所述装置的对应的带内螺纹的螺母(未示出)中拧出来以将流动限制元件640d从所述装置中移除。
87.在其他实施方案中，流动限制插入件可例如使用螺纹接合、压力配合接合或保持夹接合来与单件式流动限制元件主体组装，并且在一些实施方案中可包括垫圈或密封件以防止流动限制元件主体与插入件的外周边之间的泄漏。图14e示出了示例性流动限制元件640e，所述流动限制元件640e具有单件式主体642e，所述单件式主体642e包括第一带外螺纹的零间隙连接648e和第二带外螺纹的零间隙连接649e，以及压入式孔口盘或带孔隙的插入件641e(限定孔口615e)，所述压入式孔口盘或带孔隙的插入件641e安装在主体的通孔647e中(例如，抵靠通孔中的埋孔安置)。图14f示出了示例性流动限制元件640f，所述流动限制元件640f具有单件式主体642f，所述单件式主体642f包括第一带外螺纹的零间隙连接648f和第二带外螺纹的零间隙连接649f，以及压入式烧结元件或多孔插入件641f，所述压入式烧结元件或多孔插入件641f安装在主体的通孔647f中(例如，抵靠通孔中的埋孔安置)以限定多孔流动路径615f。虽然流动限制插入件可如图14e和图14f所示在端部连接之间定位在通孔的中心部分中，但是在其他实施方案中，流动限制插入件可在端部连接中的至少一者内安装在通孔的端部部分中。图14g示出了示例性流动限制元件640g，所述流动限制元件640g具有单件式主体642g，所述单件式主体642g包括第一带外螺纹的零间隙连接648g和第二带外螺纹的零间隙连接649g，以及压入式烧结元件或多孔插入件641g，所述压入式烧结元件或多孔插入件641g在第一端部连接648g中安装在通孔647g的端部部分中(例如，抵靠通孔中的埋孔安置)以限定多孔流动路径615g。图14h示出了示例性流动限制元件640h，所述示例性流动限制元件640h具有单件式主体642h，所述单件式主体642h包括第一带外螺纹的零间隙连接648h和第二带外螺纹的零间隙连接649h，以及限制器固定螺杆或带螺纹的带孔隙的插入件641h(限定孔口615h)，所述限制器固定螺杆或带螺纹的带孔隙的插入件641h在第一端部连接648h中安装在通孔647h的带内螺纹的端部部分中。图14i示出了示例性流动限制元件640i，所述示例性流动限制元件640i具有单件式主体642i，所述单件式主体642i包括第一带外螺纹的零间隙连接648i和第二带外螺纹的零间隙连接649i，以及孔口盘或带孔隙的插入件641i(限定孔口615i)，所述孔口盘或带孔隙的插入件641i在第一端部连接648i中安装在通孔647i的端部面埋孔中(例如，卡合或压力配合)。在一个这样的实施方案中，第一端部连接648i的o型环密封件645i在孔口盘641i的外周边与埋孔之间提供密封。
88.为了修理(例如，清洁)或更换流动限制插入件641e至641h，将第一凸形连接648e至648h和第二凸形连接649e至649h从所述装置的对应的带内螺纹的螺母(未示出)中拧出来以将流动限制元件640e至640h从所述装置中移除。可将插入件641e至641h从主体642e至642h中移除(例如，拧出来、压出来)以进行清洁或更换。可选地，可更换整个流动限制元件640e至640h。
89.往回参考图14，示例性流体监测模块600包括外壳(示意性地示出为601)，所述外壳附连到(例如，至少部分地封闭)流量感测装置605并且封闭示意性地示出为650的控制器(所述控制器可类似于图10a至图13c的实施方案的控制器550)。传感器620、630(例如，通过模块外壳内的接线)连接到控制器650以将压力指示信号和温度指示信号传输到控制器。控制器650被配置为处理压力指示信号和温度指示信号，例如以确定穿过流量感测装置的流体的压力、温度和/或流速，和/或提供这些参数中的任一者或多者的所测量的输出。类似于图10a至图13c的示例性实施方案，如上文更详细地所描述，模块600可另外地设有以下项中
的一者或多者：一个或多个内部电池660；无线发射器(例如，提供在控制器650的电路板上)，所述无线发射器用于将流体数据无线地传输到远程装置；外部天线655，所述外部天线655与控制器发射器电连接以增强与远程装置的无线通信；用户接口，例如像一个或多个旋钮、开关或按钮，所述用户接口例如用于打开控制器，关闭控制器或对控制器进行调试/同步；以及一个或多个显示元件(例如，指示器led和/或显示屏幕)。
90.外壳601可设有盖子或封盖(未示出)以选择性地封闭流量感测装置605，同时能够移动或能够移除以暴露流量感测装置，例如以有助于移除和/或更换流动限制元件。
91.可利用再一些其他布置以有助于从流量感测装置移除和/或更换流动限制元件。图15示意性地示出了流体监测模块700，所述流体监测模块700包括流量感测装置705，所述流量感测装置705具有第一t形主体构件710a和第二t形主体构件710b，所述主体构件包括：第一运行端口，所述第一运行端口限定横向向外延伸的入口端口711和出口端口712；第二运行端口，所述第二运行端口限定横向向内延伸的上游传感器端口713和下游传感器端口714(保持上游传感器720和下游传感器730)；以及分支端口，所述分支端口限定横向延伸的第一连接718和第二连接719，所述分支端口垂直于入口端口711/出口端口712以及传感器端口(即，从图页向外延伸)713、714，以与u形流动限制元件740的第一端部横向延伸连接器748和第二端部横向延伸连接器749连接。u形流动限制元件740包括轴向延伸部分，所述轴向延伸部分限定一个或多个流动限制通道715，所述一个或多个流动限制通道715可例如以保持在u形联接主体742中的一个或多个插入件741(例如，插塞、板等)形成，第一端部连接748和第二端部连接749附接到所述u形联接主体(例如，通过焊接或整体形成)。联接主体742可被提供为多件式组件，所述多件式组件包括一个或多个连接器744，所述一个或多个连接器744可拆卸以有助于从联接主体移除和/或更换插入件741。在一个实施方案中，一个或多个流动限制插入件可能能够从联接主体中移除以用提供不同的流速、流动路径、材料或其他此类性质的替代流动限制插入件进行替换。在其他实施方案中，流动限制部件可与联接主体整体或一体地形成，使得能够更换整个流动限制元件。
92.流动限制元件740的u形构型可有助于从流量感测装置705中移除，并且可有助于不为零间隙连接的端部连接(例如，不使用弹性体密封件，例如以允许更广泛范围的系统条件的配件)的使用，所述端部连接包括例如管配件、快速分离配件和推连接配件。
93.根据本公开的另一个方面，流体监测模块可设有流量感测装置，所述流量感测装置被布置为使得流量感测装置的至少一个流动限制元件是在流体监测模块的壳体的外部，例如以有助于移除流动限制元件，而不用移除、拆卸或以其他方式调整模块壳体。作为一个实例，如图16a所示，流体监测模块400a可设有流量感测装置405a，所述流量感测装置405a具有第一(例如，上游)传感器端口413a和第二(例如，下游)传感器端口414a，所述传感器端口安装到模块外壳401a以将所保持的传感器(所述所保持的传感器可类似于图1至图13c的实施方案的传感器120、130、520、530)电连接到封闭在模块外壳401a内的控制器，使得流动限制元件440a(例如，图14a至图14i的示例性流动限制元件640a至640i中的任一者)设置在模块外壳401a的外部，例如以有助于移除和更换/修理流动限制元件440a。
94.在图16a的实施方案中，流量感测装置405a包括第一t形主体构件410a
‑
1和第二t形主体构件410a
‑
2，所述主体构件包括：第一运行端口，所述第一运行端口限定横向向外延伸的入口端口411a和出口端口412a；第二运行端口，所述第二运行端口限定横向向内延伸
的传感器端口413a、414a；以及分支或连接端口，所述分支或连接端口限定轴向延伸的第一限制器连接418a和第二限制器连接419a以与流动限制元件440a连接。如上所述，限制器连接418a、419a可为有助于移除流动限制元件440a的零间隙连接。
95.在另一种示例性布置中，如图16b所示，流体监测模块400b包括外部安装的流量感测装置405b，所述流量感测装置405b具有第一t形主体构件410b
‑
1和第二t形主体构件410b
‑
2，所述主体构件包括：第一运行端口，所述第一运行端口限定轴向延伸的入口端口411b和出口端口412b；第二运行端口，所述第二运行端口限定轴向延伸的第一限制器连接418b和第二限制器连接419b以与流动限制元件440b(例如，图14a至图14i的示例性流动限制元件640a至640i中的任一者)连接；以及分支或连接端口，所述分支或连接端口限定横向向内延伸的传感器端口413b、414b，所述传感器端口安装到模块外壳401b以将所保持的传感器(所述所保持的传感器可类似于图1至图13c的实施方案的传感器120、130、520、530)电连接到封闭在模块外壳401b内的控制器。
96.在另一种示例性布置中，如图16c所示，流体监测模块400c包括外部安装的流量感测装置405c，所述流量感测装置405c具有第一t形主体构件410c
‑
1和第二t形主体构件410c
‑
2，所述主体构件包括：第一运行端口，所述第一运行端口限定横向向外延伸的入口端口411c和出口端口412c；第二运行端口，所述第二运行端口限定横向向内延伸的(例如，上游和下游)第一传感器端口413c和第二传感器端口414c，所述传感器端口安装到模块外壳401c以将所保持的传感器(所述所保持的传感器可类似于图1至图13c的实施方案的传感器120、130、520、530)电连接到封闭在模块外壳401c内的控制器；以及分支端口，所述分支端口限定垂直的横向延伸的第一限制器连接418c和第二限制器连接419c以与u形弯曲流动限制元件440c(所述流动限制元件可类似于图15的流动限制元件740)连接。
97.可利用许多不同的布置来将流量感测装置的传感器端口安装到模块外壳。图17示出了示例性布置，所述示例性布置包括流量感测装置主体构件410
′
，所述主体构件410
′
包括带外螺纹的传感器端口或连接器413
′
，所述传感器端口或连接器413
′
通过模块外壳401
′
中的安装孔隙408
′
进行接纳并且通过与凸形连接器413
′
螺纹连接的板型螺母481
′
而抵靠模块外壳紧固。传感器420
′
安装在传感器端口连接器413
′
中并且通过保持套环485
′
而抵靠埋孔483
′
紧固，所述保持套环485
′
延伸穿过传感器端口413
′
以接合传感器420
′
的表面。配合螺母487
′
与凸形连接器413
′
螺纹地组装以紧固保持套环485
′
的端部部分486
′
，并且线材连接器489
′
(例如，m8连接器)安装在保持套环端部部分486
′
中的中心孔中以提供来自传感器420
′
的接线423
′
与控制器(未示出)之间的连接。垫圈密封件482
′
、484
′
、488
′
(例如，o型环密封件)可提供在主体构件410
′
与模块外壳401
′
之间，在保持套环485
′
与凸形连接器413
′
之间以及在凸形连接器413
′
与线材连接器489
′
之间，例如以对模块外壳401
′
进行密封而免于水分或其他污染的影响。在传感器420
′
周围的垫圈密封件422
′
(例如，o型环密封件)提供防泄漏密封以防止系统流体泄漏经过传感器420
′
。
98.在其他示例性布置中，如例如图16d所示，流体监测模块400d可设有流量感测装置405d，所述流量感测装置405d具有：第一主体构件410d
‑
1，所述第一主体构件410d
‑
1具有第一(例如，上游)传感器端口413d，所述传感器端口413d安装到模块外壳401d(例如，使用图17的布置)以将所保持的传感器(例如，如上所述)电连接到封闭在模块外壳401d内的控制器；以及第二主体构件410d
‑
2，所述第二主体构件410d
‑
2具有第二(例如，下游)传感器端口
414d，所述传感器端口414d与模块外壳间隔开并且保持传感器(例如，如上所述)，所述传感器(例如，通过从第二传感器端口414d延伸到模块外壳401d的柔性接线452d)电连接到封闭在模块外壳401d内的控制器，使得流动限制元件440d设置在模块外壳401d的外部，例如以有助于移除和更换/修理流动限制元件440d。单传感器端口安装布置可允许使用不同尺寸的流动限制元件(例如，传感器端口之间的不同的偏移尺寸、不同长度的流动限制部)和/或不同尺寸的模块外壳。另外地，由于没有固定地安装第二传感器端口，单传感器端口安装布置可有助于从流量感测装置405d移除流动限制元件440d，而不用使用零间隙连接(例如，以消除连接中的聚合物密封件)。
99.在再一些其他示例性布置中，如例如图16e所示，流体监测模块400e可设有流量感测装置405e，所述流量感测装置405e具有第一主体构件410e
‑
1和第二主体构件410e
‑
2，所述主体构件限定入口端口411e和出口端口412e，以及(例如，上游和下游)第一传感器端口413e和第二传感器端口414e，所述传感器端口与模块外壳401e间隔开并且保持传感器(例如，如上所述)，所述传感器(例如，通过从第一传感器端口413e和第二传感器端口414e延伸到模块外壳401e的柔性接线451e、452e)电连接到封闭在模块外壳401e内的控制器，使得流动限制元件440e设置在模块外壳401e的外部，例如以有助于移除和更换/修理流动限制元件440e。分离或远程的线材连接的传感器端口布置可允许使用不同尺寸的流动限制元件(例如，传感器端口之间的不同的偏移尺寸、不同长度的流动限制部)和/或不同尺寸的模块外壳。另外地，由于没有固定地安装传感器端口并且因此能够容易地相对于彼此移动，线材连接的传感器端口布置可有助于从流量感测装置405e移除流动限制元件440e，而不用使用零间隙连接(例如，以消除连接中的聚合物密封件)。另外地，在一个这样的配置中，模块400e可被配置为很容易从传感器接线451e、452e分离，例如以允许使用具有多个流量感测装置的监测模块或者对检测模块执行维护。
100.根据本公开的另一个方面，流体监测模块可被配置为或适配成提供对多个流体管线中，或单个流体管线中的多个位置处的流体条件的单独的感测，例如以监测压力随时间的变化(例如，作为对过滤器或流体管线污染的指示)。在一个这样的布置中，可消除流动限制部，因为流量感测布置提供了单独的传感器接合流动路径。作为一个实例，如图18a所示，流体监测模块300a可设有单独的第一感测装置305a
‑
1和第二感测装置305a
‑
2，所述感测装置具有第一和第二(例如，入口和出口)端口311a
‑
1、311a
‑
2、312a
‑
1、312a
‑
2，以及第一传感器端口313a
‑
1和第二传感器端口313a
‑
2，所述传感器端口安装到模块外壳301a以将所保持的传感器(如上所述)电连接到封闭在模块外壳301a内的控制器。
101.作为另一个实例，具有外部流动限制元件的流体监测模块可被转换为通过用一个或多个盲联接构件或坯料联接构件将流动限制部分开而具有单独的流体感测装置的流体监测模块。图18b示出了示例性流体监测模块300b，其类似于图16a的流体监测模块400a，例外的是流动限制元件用流体阻塞式盲联接件或坯料联接件340b进行替换，所述联接件安装在第一主体构件310b
‑
1和第二主体构件310b
‑
2的连接318b、319b之间，以提供两个单独的盲管段流体监测位置。可选地(未示出)，可将单独的插塞组装到相对的主体构件连接。
102.图18c示出了示例性流体监测模块300c，所述流体监测模块300c包括：第一十字形流量感测主体310c
‑
1和第二十字形流量感测主体310c
‑
2，所述感测主体具有安装到模块外壳301c的传感器端口313c、314c；第一轴向向外延伸端口311c
‑
1、311c
‑
2；第二横向向外延
伸端口312c
‑
1、312c
‑
2；以及轴向向内延伸限制器连接318c、319c。为了使用监测模块300c来监测流速，流动限制元件(例如，图14a至图14i的流动限制元件440a至440h中的任一者)可与限制器连接318c、319c组装，第一流量感测主体310c
‑
1的端口311c
‑
1、312c
‑
1中的一者可与流体入口管线连接，第二流量感测主体310c
‑
2的端口311c
‑
2、312c
‑
2中的一者可与流体出口管线连接，并且可塞住两个未使用的端口。为了使用监测模块300c来监测两个单独的流体位置，坯料联接件或盲联接件340c(如例如图18d所示)或者坯料插入件/盲插入件341c(如例如图18e所示)可与限制器连接318c、319c组装，第一流量感测主体310c
‑
1和第二流量感测主体310c
‑
2中的每一者的端口311c
‑
1、312c
‑
1、311c
‑
2、312c
‑
2中的一者可与第一流体入口管线和第二流体入口管线连接，并且第一流量感测主体310c
‑
1和第二流量感测主体310c
‑
2中的每一者的端口中的其他端口可与第一流体出口管线和第二流体出口管线连接。
103.根据本公开的另一个方面，流体监测模块可被配置为提供为单独的便携式装置，所述单独的便携式装置可被配置为选择性地连接到流体管线以测量流量、温度和/或压力条件，从而允许将单个流体监测模块用于多个流体管线。
104.图19示出了示例性系统，所述示例性系统包括具有经改造的流动限制部r(例如，提供在流动限制联接件、阀等中)的流体管线l以及流体监测模块800。流体管线l包括分支连接器c1、c2(例如，快速分离联接件)，所述分支连接器c1、c2处于流动限制部r的上游和下游，以与流体监测模块800的上游传感器端口813和下游传感器端口814的传感器端口连接器811、812(例如，使用配合的快速分离联接件)连接。上游传感器820和下游传感器830(所述传感器可类似于上文描述的传感器)密封地安装在上游传感器端口813和下游传感器端口814中，并且电连接到设置在流体监测模块800的外壳801中的控制器850。类似于图10a至图13c的示例性实施方案，如上文更详细地所描述，模块800可另外地设有以下项中的一者或多者：一个或多个内部电池；无线发射器(例如，提供在控制器850的电路板上)，所述无线发射器用于将流数据无线地传输到远程装置；外部天线，所述外部天线与控制器发射器电连接以增强与远程装置的无线通信；用户接口，例如像一个或多个旋钮、开关或按钮，所述用户接口例如用于打开控制器，关闭控制器或对控制器进行调试/同步；以及一个或多个显示元件(例如，指示器led和/或显示屏幕)。
105.为了监测流体管线l的流动条件，上游传感器端口连接器811与上游流体管线分支连接器c1连接以测量在流动限制部r上游的压力和/或温度，并且下游传感器端口连接器812与下游流体管线分支连接器c2连接以测量在流动限制部r下游的压力和/或温度。对应的信号从传感器820、830传输到控制器850以(例如，通过用户接口或将数据传达到远程计算机)计算并识别压力、温度、流速和/或其他流体条件。
106.在另一个实施方案中，流体监测模块可被配置为仅测量流体的压力和温度，而不测量流速。在这样的布置中，所述模块可设有单个传感器端口和传感器。图20示出了示例性系统，所述示例性系统包括流体管线l和流体监测模块900。流体管线l包括分支连接器c(例如，快速分离联接件)以与流体监测模块900的传感器端口913的传感器端口连接器911(例如，使用配合的快速分离联接件)连接。传感器920(所述传感器可类似于上文描述的传感器)密封地安装在传感器端口913中，并且电连接到设置在流体监测模块900的外壳901中的控制器950。类似于图10a至图13c的示例性实施方案，如上文更详细地所描述，模块900可另
外地设有以下项中的一者或多者：一个或多个内部电池；无线发射器(例如，提供在控制器950的电路板上)，所述无线发射器用于将流体数据无线地传输到远程装置；外部天线，所述外部天线与控制器发射器电连接以增强与远程装置的无线通信；用户接口，例如像一个或多个旋钮、开关或按钮，所述用户接口例如用于打开控制器，关闭控制器或对控制器进行调试/同步；以及一个或多个显示元件(例如，指示器led和/或显示屏幕)。在另一种应用中，单传感器监测模块900可用于顺序地测量在上游分支连接器c1处和在下游分支连接器c2处(参见图16)的压力，以顺序地测量在流体管线l中的经改造的流动限制部r上游和下游的压力，从而使得控制器950能够通过仅使用一个传感器来计算流体管线中的流速。
107.在另一个实施方案中，便携式可选择性地连接的流体监测模块可包括在上游传感器端口与下游传感器端口之间具有流动限制通道的旁路流动路径，从而允许从流体管线消除流动限制部，例如以最小化流动限制部的污染或腐蚀。
108.图21示出了示例性系统，所述示例性系统包括流体管线l和流体监测模块1000。流体管线l包括上游分支连接器c1和下游分支连接器c2(例如，快速分离联接件)以与模块1000的入口连接器1011和出口连接器1012(例如，配合的快速分离联接件)连接。模块1000还包括通过上游通道1016连接到入口连接器1011的上游传感器端口1013，以及通过下游通道1017连接到出口连接器1012的下游传感器端口1014。上游传感器1020和下游传感器1030(所述传感器可类似于上文描述的传感器)密封地安装在上游传感器端口1013和下游传感器端口1014中，并且电连接到设置在流体监测模块1000的外壳1001中的控制器1050。上游通道1016和下游通道1017通过流动限制通道1015来连接。如本文描述的许多示例性实施方案所示，入口连接器1011和出口连接器1012、上游传感器端口1013和下游传感器端口1014、内部通道1016、1017以及流动限制通道1015可提供在与模块外壳1001组装的流量感测装置1005中。
109.类似于图10a至图13c的示例性实施方案，如上文更详细地所描述，模块1000可另外地设有以下项中的一者或多者：一个或多个内部电池；无线发射器(例如，提供在控制器1050的电路板上)，所述无线发射器用于将流数据无线地传输到远程装置；外部天线，所述外部天线与控制器发射器电连接以增强与远程装置的无线通信；用户接口，例如像一个或多个旋钮、开关或按钮，所述用户接口例如用于打开控制器，关闭控制器或对控制器进行调试/同步；以及一个或多个显示元件(例如，指示器led和/或显示屏幕)。
110.为了监测流体管线l的流动条件，所述模块的入口连接器1011与上游流体管线分支连接器c1连接，并且出口连接器1012与下游流体管线分支连接器c2连接。关闭阀v可在上游分支连接器c1与下游分支连接器c2之间设置在流体管线l中，并且可关闭来使所有流体管线流绕道通过流体监测模块1000。可选地，可使用开关阀(以虚线示出为v1、v2)来使流体流从流体管线l转向通过流体监测模块1000。上游传感器1020测量在流动限制通道1015上游的压力和/或温度，并且下游传感器1030测量在流动限制通道1015下游的压力和/或温度。对应的信号从传感器1020、1030传输到控制器1050以(例如，通过用户接口或将数据传达到远程计算机)计算并识别压力、温度、流速和/或其他流体条件。
111.在又一个实施方案中，便携式流体监测模块可能不设有流体部件(例如，端口、连接器、通道)，而是设有无线发射器，所述无线发射器用于与整合到某一系统的流体管线中的一个或多个流体传感器无线地通信，使得操作者可通过将便携式流体监测模块带到所整
合的一个或多个流体传感器附近而在流体系统中的一个或多个位置处执行流体监测操作。
112.图22示出了示例性系统，所述示例性系统包括具有经改造的流动限制部r(例如，提供在流动限制联接件、阀等中)的流体管线l以及便携式流体监测模块1400。流体管线l包括在流动限制部1415上游和下游的流体传感器1420、1430(所述传感器可类似于上文描述的传感器)。虽然流体传感器1420、1430和流动限制部1415可被整合到流体管线l中，但是在一个示例性实施方案中，流体传感器和流动限制部可提供在单独的流量感测装置1405中，所述单独的流量感测装置1405包括连接器1411、1412(例如，零间隙配件)，所述连接器1411、1412被配置为有助于对流体管线l进行联接和解除联接。流动限制部1415可提供在流动限制元件1440中，所述流动限制元件1440具有连接器1448、1449以有助于从流量感测装置1405移除流动限制元件(例如，以进行维护或者用具有不同的尺寸设定和/或流动特性的不同的流动限制元件进行替换)。
113.流体监测模块1400包括收发器1470，所述收发器1470被配置为在流体监测模块1400处于传感器1420、1430附近时例如通过天线1475与流体传感器1420、1430无线地通信(例如，rfid、蓝牙、nfc或其他这样的无线通信)。无线通信可在处于附近(例如，由于收发器进行定期查询或查验式发送)时自动地发起，或者通过致动按钮或其他这样的用户接口来发起。收发器1470将对应于流体系统的所接收的数据信号(例如，识别码、上游/下游压力、温度、时间戳)传达到模块外壳1401中的控制器1450。类似于图10a至图13c的示例性实施方案，如上文更详细地所描述，模块1400可另外地设有以下项中的一者或多者：一个或多个内部电池1460；无线发射器(例如，提供在控制器1450的电路板上)，所述无线发射器用于将流数据无线地传输到远程装置；外部天线1455，所述外部天线1455与控制器发射器电连接以增强与远程装置的无线通信；用户接口，例如像一个或多个旋钮、开关或按钮，所述用户接口例如用于打开控制器，关闭控制器或对控制器进行调试/同步；以及一个或多个显示元件(例如，指示器led和/或显示屏幕)。
114.在一个实施方案中，流体监测模块1400可为智能手机或可设有软件或基于网络的应用程序的其他这样的便携式计算装置，所述软件或基于网络的应用程序被配置为对传感器1420、1430发起通信，处理所接收的数据信号，显示与流体系统条件相关的数据和/或将流体数据传输到远程系统。
115.根据本公开的另一个方面，具有被配置用于与外部装置通信的控制器的流体监测模块还可被配置为从其他接近的流体系统部件接收数据传输，以将这些接近的流体系统部件的性质和特性传达到外部装置以进行跟踪或监测。作为一个实例，选择性地连接到流体系统的便携式样品圆筒(例如，用于获得随机采集的样品以进行场外实验室分析)可包括通信电路(例如，rfid标签)，所述通信电路被配置为在样品圆筒接近于流体监测模块时直接或间接地与流体系统的流体监测模块通信。在一个实例中，流体监测模块可包括rfid读取器或与所述rfid读取器连接(例如，通过有线或无线连接)，所述rfid读取器被配置为在样品圆筒被带到流体监测模块的范围内(例如，通过对来自读取器的定期查询或查验进行响应)时对提供在样品圆筒内的rfid标签或发射器发起无线通信(例如，近场通信、通信、或其他这样的短程有线或无线通信)。在其他实施方案中，在rfid标签/发射器与rfid读取器之间的通信可通过用户操作的下压按钮开关，或者通过在样品圆筒连接到流体系统时或在阀被打开来填充圆筒时自动地激活的开关来发起。
116.图23示意性地示出了示例性系统，所述示例性系统包括流体管线l，流体监测模块1300(例如，本文描述的流体监测模块中的任一者)与所述流体管线安装在一起。流体管线l包括分支连接器c，样品圆筒1370可(例如，通过快速分离联接件连接)连接到所述分支连接器，例如以获得流体管线中的流体的随机采集的样品。样品圆筒1370包括rfid标签/发射器1375，所述rfid标签/发射器1375用于将关于样品圆筒(例如，序列/id号码、与连接到流体管线l的时间相关联的时间戳)的数据传达到rfid读取器1380，所述rfid读取器1380设置在流体监测模块1300内或连接到所述流体监测模块。由rfid读取器1380接收的数据可被传达到模块1300的控制器1350(例如，通过控制器与rfid读取器之间的有线或无线连接)并且与由控制器收集的其他同时期的流体系统数据(例如，如由传感器1320、1330所测量的流体管线中的流体的流速、压力、温度，模块1300的序列/id号码)一起编译，并且经由发射器天线1355，例如经由如由例如模块电池1360所供电的无线网关1390无线地传达到外部装置。这种布置允许实时地跟踪简单取样操作，而不用对简单取样布置提供单独的电力和无线传输能力，这通过将流体监测模块用作这种数据收集和无线通信的枢纽来进行。
117.在其他应用中，可经由流体监测模块收集和传达其他数据。例如，在执行一个或多个操作，例如像简单取样、维护、系统关闭等时，可将操作者识别数据(例如，如由用户id rfid标签所收集)和相关联的时间戳传输到控制器。
118.已经参考示例性实施方案描述了创造性方面。在阅读和理解本说明书之后其他人会想到修改和更改。只要所有此类修改和更改落入随附权利要求或其等同物的范围内，就意图包括所有此类修改和更改。