TW201237281A - Flow conditioner and method for determining fluid flow - Google Patents

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201237281 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於一種流量調節器，特別的是，當超音波流 量計之傳感器未裝設於管體時，透過流量調節器所設有的斜 板，可以移動及混合層流下的熱邊界層（本發明有數個實施 例’但並非每一實施例都揭露於申請專利範圍）。 【先前技術】 此段落介紹數個相關於本發明的技術，在閱讀此段落 時’應秉持此段落的敘述是為了幫助讀者更暸解本發明，而非 承認所有的技術均為習知。 傳遞時間超音波流量計’具有寬廣的用途以及高準確度 的效能’如此可應用於監控液態烴之傳輸。、絕大部份的應用條 件結合了擾流的逮度、管線直徑及黏性。擾流具有擾動的旋 渦，而擾動的漩渦造成液體的混合。 在一些應用中，例如重油的製造及運輸，其中重油相較 一般的油具有較高的黏性，結果產生過渡流或層流。過渡流的 雷諾數介於2000至1〇000之間，而層流的雷諾數小於2〇〇〇。 在層流條件下，液體實際上平行於管體的軸線方向作流動而沒 ' 有與侧邊雜魏混和。錄献細是從層麵渡至擾流的 . 中間狀態。 在層流條件，由於液體缺乏劇烈的混和，因此產生溫度 梯度。舉例來§兒，當進入管體内的液體之溫度高於管體本身的 溫度，於是接近管壁的液體之溫度將會逐漸冷卻至管壁之溫 度’因此管體的中心與管壁之間會產生溫度梯度。溫度梯度會 201237281 2流速、溫度差、熱傳係細及管義長度等因子而有所改 文衫響。典型上，管壁附近的液體的溫度會快速地改變。 傳遞時間超音波流量計用於量測流速，藉由量測超音波 =的飛越時間來量測體積流率。為了達到高準確度的需求， 波Γ里权傳感器乃安裝於與管體―體成形的傳感 ^體内’傳感雜體的表面相對於管體的軸線方向之夹角為 音崎計具铜確度，物殼體不突 方二右η:殼體的前方形成有第一凹槽，傳感器的前 方界具衫二_，當超音波經鮮體的橫截如及穿過第二 :槽之前，超音波會先穿過第—凹槽。當二個傳感器殼體的表 面之間的㈣福度稱時，超音波實際上行 線。然而，當驗條件下產生_度，輯_液體與管t /皿度相同。當超音波的傳遞速度為溫度函數時，立 ，個傳感器之間傳遞時，行進方向會產生轉;。二 音波於液體巾的傳遞路徑不為鱗，而傳遞速度也 超音波的雜為液體、溫度以及_條件的函數。’’、、 即使換能器設於管體的外部，這種一 流量計。熱梯度將使得超音齡傳遞時發输^目 路徑不同於當初流料之演算法所假設的路徑。^的 通常流量調節ϋ與數個流量計搭配使用而且、、^ 位於流量計的上游。-般來說，該些流量計用來移 軸向部份且/或再度成形管體内的速度剖面。如第1、机1的非 管束型流量調節器以及第1Β圖所示的葉片 /圖所示的 '、门ϋ丨L夏調銘哭， 由將液體分流至數個通道以便移除流速的 00 1曰 平田问。卩份，通道沿 201237281 著管體的軸向方向的長度相較於沿著管體的横截面方向的長 度較長，因此可崩解大量的漩渦以及增加液體平行於管體的軸 向方向流動的趨勢。 如第2圖所示，具有數個穿孔的盤體型流量調節器，用 於移除非軸向液體以及重建軸向速度剖面，透過穿孔將液體分 流至數個喷嘴。紐的分佈於數瓣道，結果使得流量調節器 的前側及制之财賴力差以及位於下游时嘴產生激^ 的混合’於是流速的分佈實際上為均而且移除大量非軸向液㉗ 部份。 旦 如第3A圖及第3B圖所示’一種片狀型流量調節器，例 如具有專利性的vortabl置’此種調節|置透過數個調整片丄 來產生大量渦流以混和液體’破壞任何大量的位於上游的非軸 向液體部份以及重建軸向速度剖面。接著，這些堝流消除於下 ^以便改善位於流量計上游的流量調節器附近的擾流的速度 、上述這些習知的流量調節器，都無法使用於層流或是解 決邊界中的熱梯度之财_。它們—般崎流條件以便 達到上述目的’或者有鱗翻於混合》。它們對於處理一 些即將特殊是有缺陷的。管束型調節裝置及葉片型調節裝置之 設計並義來混合㈣或者擾動邊界層，@此當管束型調節裝 置及葉>!型·裝置穿過熱邊界層時會受到些許 盤狀型調節裝置以及節裝置，雜可用於在擾流條件 混合液體，然而對於在層流條件 效率，其中-個剌&梯度之問沒有 ，、疋瓜狀^周節裳置以及片狀型調節裝置無 201237281 法影響邊界層中的液體，第二原 管壁時，邊界層趨向於重新附著虽邊界層離開 如第3A圖及第犯圖所示，H大量的熱梯度。 有四個調整片卜該此調整片片狀型流量調節器具 置。俯視> 。者s體的軸線放向間隔地設 置调祝g體的内部，母二個調替 的邊界層在不受干擾下可穿過1相互對齊。目此，管壁 去告·^敕y 4 〜乂二5周整片1之間的區域2。再 者，&周1片推動層流條件下之邊 界層3再度附著於下游而且於調整= ’而使得邊 域或死區4。如第4_示，揭 方f —再循環區 词路。周整片的二維圖，死區4中 =::=Γ3中的溫度，熱梯度將呈現於 另一與本發明相關的領域為將二種液體加以混合或是將 均質化管體内的液體，隨後介紹包含有熱交換器之溫度的重新 ί佈。t第5Α圖及第5Β圖所示，在層流條件下，習知的靜 悲混合S具有數個陣列的平面葉片或曲面葉片。這些葉片板接 在一起，而葉片可選擇地配置於二個水平面或多個水平面。典 型上，這些平面相對於管體的轴線方向的央角為45度而且彼 此之間的夾角為90度。如第6圖所示，數個葉片通常組接成 為葉片、.且在-葉片組中的葉片相互平行。為了讓液體的混 合^极率’如第7Α圖及第7Β圖所示，靜態混合器還可包 含第二葉片組’而第二葉片組中的葉片的排列角度不同於第一 葉片組的葉片的排列角度(水平或垂直）。這些靜態混合器的特 徵在於該些葉>j完全地跨越管體㈣部，當沿著管體的轴線方 向俯瞰時，該些葉片對於層流直線穿越的通道產生阻礙(如第 7 5A圖所示）。 【發明内容】 本發明提供一種用來改變管體内流量條件，從而超音波 流量計在層流下執行工作具有更高準確度。在管體周圍移動及 混合液體，從而消除接近於管壁的熱梯度。再者，使得超音波 流量計所量測之超音波傳送時間與實際流動率之間的關係更 為一致。 【實施方式】 本發明的圖式中有許多相似或相同的部件，特別是第9 圖、第13A圖及第13B圖。如第9圖、第13A圖及第13B圖 所示，本發明揭露一種用於移動及混合管體14内的液體流量 之流量調節器10。該管體14沿著剖面方向定義有一殼層12， 管體14可設有至少一傳感器位置24(如凹槽），而一超音波流 里。十16之傳感器可設於傳感器位置％或是固定於管體μ的 外部，或是傳感器位置24(如凹槽)裝設其他感測裝置。或者， 當流量調節器10使用於管體14時，可選擇不使用流量計16。 凋節裔10包含有一第—斜板18及一第二斜板，第 一斜板18設於管體14内，而第—斜板18及第二斜板22處於 其中-個傳感g位置24的上游。其巾，第—斜板18在液體流 量之下游方向從殼層12的外部朝向管體14的中心、延伸且相對 於管體U的内表面2〇的夾角介於〇度至％度之間。第二斜 板22設於管體14内且並列於第—斜板18，第二斜板22在液 體流量的上游方向從殼層12的外部畅管體14的巾心延伸且 相對於該管體Μ _表面2〇的夹角介於Q度至如度之間。 201237281 如第22圖所示，流量調節器1〇還包含有一凸緣％ 26、具有權_ 14的表㈣，絲面28财可供管^ 内液體流通的穿孔3G。第—斜板18及第二斜板U從表面^ 延伸而成，而凸緣26可於傳感器位置24的上游接觸管體14 如第23圖所示，流量調節器1〇還包含有一第三斜板J 第四斜板34’第三斜板32及第四斜板％由表面28延伸㉞ 第三斜板32設於管體14内，第三斜板％在液體流量之 方向從殼層12的外部朝向管體14的中心延伸且相對於 14的内表面20的夾肢於G度至％度之間。第四斜板心 於管體Μ内且並列於第三斜板32，第四斜板3在液體流^ 上游方向從殼層12的外部朝向管體14的中心延伸且相對於該 管體14的内表面20的夾角介於〇度至9〇度之間。 凸緣26將第-斜板丨8及第二斜板22與第三斜板&及第 四斜板34隔開。流量調節器1G還可包含有二個帶狀板％及 -第五斜板36，其巾-帶狀板38連接於第—斜板18與第五 斜板36之間，而另一帶狀板38連接於第三斜板32及第四斜 板34之間。實際上，第一斜板18、第二斜板22、第三斜板 32、及第四斜板34相對於内表面2〇的傾斜高度大約為管體 14的直徑的1/5。 流$调節窃10的一實施例中，該些第一斜板18可沿著 帶狀板38相間隔設置’該些第二斜板22可沿著帶狀板38相 間隔設置。在本發明的其他實施例中，第一斜板18、第二斜 板22、第二斜板32、及第四斜板34具有可接麟體的表面 40 ’而表面40可呈平坦狀。然而，如第17八圖至第nF圖所 201237281 示的^實施例，表面40呈非平坦狀。 如第13A圖、#， 圖、及第22圖所干^圖、第14圖、第15A圖至第15D 後方或者位於後方偏斜^斜板22可直接位於第一斜板㈣ 數個，及第二斜板22且距離的位置，當第—斜板18具有 而該些第二斜板22相^數^㈣—斜板18相互平行， 第一斜板18之_ 7 弟二斜板22分別對齊該些 或凸緣％往二: 板18從管體14的内面 凸絲往下延^因：板22從管體14的内面或 ^ , b’貫際上该些第—斜板18形成液體流 ❿雜第'11'斜板22观賴軸之下坡面，至 ;π大板38則連接於該些第—斜板18及該些二 2 間。然而依據實際的邊界條件及液體，第—斜板: ❹之間距可由大約丨點多射至大約…尺、取 呎、甚至6英呎。 本發明揭露一種決定管體14内液體流量的裝置n，管體 14可設有數個傳感器位置24，而傳感器位置24可為凹槽。該 流量調節1 1〇祕含有—超音波流量計16，超音波流量計16 之數個傳感器分別設於該些傳感器位置24以聲通訊於管體14 内的液體。在本發明的一實施例中，傳感器位置24為凹槽， 而傳感器可聲通訊於管體14的液體。該裝置u還包括一用於 位移及混合液體的流量調節器10，管體14在剖面方向定義有 一冗又層12，流量調節器10包含有一第一斜板μ及一第二斜 板22，第一斜板18可設於該管體14中，第一斜板18在液體 流量之下游方向從殼層12的外部朝向管體14的中心延伸且相 201237281 對於&體14的内表面2G的夾角介於0度至9G度之間。第二 斜板、=於管體14内且並列於第—斜板18，第二斜板22在 夜體机里的上;財向從殼層12的外部朝向管體14的中心延伸 且相對於g體14的内表面2G的夾肖介於〇度至9G度之間。 在一實施例中，第一斜板18及第二斜板22位於其中— 個傳感②位置24的上游。典型地，流量調節器1Q與傳感器位 主之間距大約為管體14的直徑的5倍至15倍。依攄實際 情况’流量調節n 1G與舰器位置24之間距可變長或變短。 μ本發明揭露一種決定管體M内液體流量的方法。管體14 設有數個傳感器位置24。該方法的麵包含：―第—斜板18 於液體仙·里中位移接近於管體14之内表面20的熱邊界層，第 :斜板18相對於内表面20的夾角介於〇度〜90度之間。在— 實關中’第—斜板18位於其中-個舰ϋ位置24的上游。 ^方法的步驟還包含：由—超音波流量計之雜器傳送超 音波訊號至液體流量’假設傳感器位置％為_，傳感器透 過凹槽聲通祕㈣流量。該方法的步闕包含：一第二斜板 22於液體流量中位移接近於管體14之内表面2〇的熱邊界層， 第二斜板22相對於内表面20的夾角介於〇度〜9〇度之間。第 一斜板18及第二斜板22處於傳感器位置24的上游。 本發明揭露一種決定管體14内液體流量的方法。該方法 的步驟包含：至少—第—斜板18於液體流量中位移接近於管 體14之内表面20的熱邊界層，第一斜板18相對於管體 内$面2G的夾角介於〇度〜9G度之間。該方法的步驟二人， 一第二斜板22於液體流量中位移接近於管體 1逛1 3 . H之内表面20 201237281 相對於内表面2。的夾—。 表面-進:流向;用於推動卿 體流向管體Μ的内表\ I中心’至於第二斜板22則推紐 善層財的超錢流料的料量·11 ’其可改 使液體徑向移動，斜板里的7建㈡節㈣過數個斜板促 板朝向管謝心的流動方向’其中-些斜 :體的中=延伸的斜板推動液體朝向管體Μ的中心流動，反 銘另趣伸的斜板則推動液體朝向管壁2G流動以便位 移及混合邊界層如第8A圖至第81)圖所示。 〜本t服(、於超音波流量計16的上游的導管設置流量調 二:X便移動及部份混合邊界層巾的液體流量之方法 。流量調 〔益0人超日波流置计16之間的距離只要夠長，便足以降低 旦二對於超音波流量計16的干擾。流量調節器⑴與超音波流 里。十16之間的距離只要触，則可確保熱梯度不會明顯的再 度出賴管壁。位於流量調㈣賴之管體、超音波流量計 16、官體14位於流量調節器1()與超音波流量計16之間的部 知彼此間最好^緣，如此—來，可最小化管體14的内部與外 敎間的鱗導現象。如第9圖所示，如有有需要的話，可使 用,、’、心彖件51來最小化官體μ軸部與外部之間的熱傳導現 象。 第10Α1]至第10C圖揭露—傳感器殼體43於液體中傳遞 12 201237281 超a波訊號的示意圖，其中圖式為二維，然而實際狀態為更為 複雜的二維，還包含圓柱狀的管壁44及傳感器殼體纪，然而 透過Μ匕的二維圖式足以清楚地描述本發明。如第i〇a圖所 示’管體14膽體溫度均等，而超音波訊之傳遞方向垂直於 傳感器殼體43的表面。如第_圖所示，當管體14的内表 面20之溫度高於或低於管體14的中心的溫度時，將使得接近 管體14的内表面20之液體的溫度高於或低於接近管體14的 中心的液體的溫度，至於_器位置24_)中的液體之溫度 與管體Μ的内表面20附近的液體的溫度相等。因此，超音波 於液體中傳遞之速度不為定值，而且傳遞方向會發生轉折。實 際上，超音波於液體中傳遞方向之轉折應具有連續性，但為了 圖式的簡化，所顯示的傳遞方向之轉折沒有連續性。假設超音 波從傳感II殼體43義_遞蝴目對於管體_線方向的 夹角為45度’超音波於傳感器位置％(凹槽)中的傳遞速度為 1470 ^ ’超音波在管體14的中心的傳遞速度為Μ63 m/s，因 此相符於傳感器位置24(凹槽)的液體溫度與管體Μ中心的液 體溫度差距大賴氏2度的情形。依據斯乃狀律(滅s ㈣’士在精準的量測下，可_地估料超音波傳遞至管體Μ ^叫’會發生轉折，傳遞方向相對於管體的軸線方向的夹角 由45度變為大約45.27度。 第-斜板18促使熱邊界層遠離管壁，如果邊界層中的液 體的溫度不同於管體的中心的液體的溫度，可避免邊界層再度 ^於管壁，如第⑽圖所示，邊界層_液體與邊 界層之外的液體會產生對流。傳-位置、槽)中的液體的 13 201237281 溫度與邊界層之外的液體的溫度相等。超音波在進入邊界層時 會產生-次方向轉折以及離開邊界層也會產生一次方向轉 折’如10C圖所示。 t上所述’對於流量調節器10來說。夜體的溫度分佈不 需要完全地解，也足_動靠近於管㈣邊界層，本發明之 斜板的傾斜高度不需要延伸至管體14的中心，—般來說不會 超過管徑的1/5如第11A圖及11B圖所示。因此，斜板不會二 礙液體的流通，因此她於層絲合11所損失的壓力較少。因 此本么月的優點在於應用條件涵蓋流率或雷諾數之範圍較 廣。 如第10C圖所示，為了防止流動停滯，有需要結合使用 往内延伸的斜板以及往外延伸的斜板。如第12圖所示，往外 延伸的斜板驅使液體朝向管壁流動，然後流向往内延伸的斜板 之後側。如第13A圖所示，軸延伸的斜板絲外延伸的斜 板部份地交疊。如第13B圖所示，往内延伸的斜板及往外延 伸的斜板相距-段距離而往内延伸的斜板位於往外延伸的斜 板之上游。除了邊界層中的液體之外，結合使用往内延伸的斜 板以及往外延伸的斜板，藉由導引液體流動轉向，以便混合液 體。 在一些情況下，一個陣列的往内延伸的斜板及往外延伸 的斜板已足夠。_，在其他情況τ，例如在層流條件下雷諾 數較低’下游處增加-組陣列的斜板更有利於液體的混合。於 第一陣列之之往内延伸的斜板的下游新增第二陣列之往内延 伸的斜板。第-I物之往外延伸的斜板驅使液體朝向管壁流 201237281 動’接著第二陣列的斜板將驅使液體向外流動。如第M圖所 不’斜板的寬度在本發明的範圍下可改變寬度及傾斜角度。 除了弟13A圖及弟13B圖所不的實施例之外，其他實施 例也可達到相同的目標。如第15A圖至第15D圖所示，向上 延伸之斜板與向下延伸之斜板間連接另一板體而形成山丘形 狀如第16A圖至第16C圖所示，斜板受到一中央支樓物所 支拉如弟17A圖至第17F圖所示，斜板的剖面可具有多種 开>狀的實施例，如矩形、V字形或彎曲形等等。 為了讓流量調節器1〇的運作更有效率，應該要中斷每一 傳感器位置之上游的邊界層。如第18圖所示，大部份高準確 度傳輸時間的超音波之流量計為一多通道裝置，而且具有多個 傳感器設置於管體周圍。因此，斜板需要在數個位置上。實際 上，然而，斜板位於一連續陣列更為方便，如第u圖所示。 第19圖顯示用來實驗之流量調節器10的照片。進行第 ^ ^貫驗時’首先先不在超音波流量計16的上游裝設流量調 節器1〇 ’且實驗條件為室溫攝氏20度，液體為在層流條件下 度40度、6〇度的油。如第2〇圖所示，當沒有使用 *里屑㈣1〇時，量測參_旨定鮮與實際流率的比值)相 對於溫度的靈敏度較大。採用長度為15G釐米、質料為玻璃礦 物毛=的、^緣體M纏繞於管體之設有流量調節_一端的周 ，、#體1G之介於流量調節ϋ 10與超音波流量計16之間的 I5的周®以及超音波流量計的周圍，而流量調節器1〇 錄於傳5位置的上游。如第21圖所示，進行第二組實驗 守’使用/;IL星凋筇器10，而在相同的層流條件以及室溫條件 201237281 下’量測參數(指定流率與實際流率的比值)相對於溫度的 度變小。 在-實施例中，使用長度為6英时的管體以及流量計。 如第22圖所示’流量調節器包含有二個陣列的斜板，該二陣 列的斜板焊接於凸緣26的·。凸緣26乃從厚度㈣英叶 的鐵盤切割而來’凸緣26的外徑及内#分別為8 5英忖以及6 又1/16英忖。至於斜板來自於徑長大約為5英对而厚度大約 1/16英忖的鐵管，在長度2又3/4的位置處縱向地等距綱出 32個片體’而所切割出的32個片體’每—個厚度大約福英 十寬度大約〇.5英吁，而長度大約1英时。接著向内彎曲片 體的根部以及以相對於管體的軸向方向的失角大約30度的方 向在外延伸㈣絲個輸，絲麟斜板卿成的外徑大約 ，等於管體的内徑，而所形成的内徑大約為3又3/4英忖。接 著其中一個_之斜板焊接於凸緣26的-側，而另一陣列的 斜板焊接於凸緣26的另—側，從而使得相啦彡態的斜板相對 於流動的方向具有二組。 μ最少需要二個傳感器來用於測量傳輸時間。該二傳感器 可叹於官體Η的同—側’但是其中—個在管體14的中心轴線 ' 而另個在管體14的中心軸線的上方。斜板位於傳 感f的上游且必爾蔽舰脉置。如果使用許讀感器，傳 感為位置24設於管體14顧，如果流量調節器延伸至整個管 體^的内部’相較於尸'設於特定位置(如上游)而言更為實際。 斜板取=f要二個且位於傳感⑽上游(其巾—個斜板推動液 - 4笞土，其他斜板推動液體流向管壁）。實際上，假若該 201237281 二斜板相互對稱於管體的中心，則對於推動液體而言將更加有 效率。 為了讓斜板可移動液體至管壁或移動液體離開管體，斜 板的傾斜角度一般介於15度至75度。至於斜板從管壁所延伸 的傾斜高度，一般為管體14之直徑的〇.16倍，或者根據液體 條件更少（不是斜板的長度，而是指斜板的高度，參見第12 圖）。斜板的高度最大不能超過管體14之直徑的〇.2倍(非圓形 的管，的内輕的〇.2倍；)。至於斜板的長度，乃決定於傾斜角度 及從管壁延伸的傾斜高度。例如，斜板相對於管壁之爽角= 扣度’而且朝向管體14的中心所延伸的高度為管體ΐ4的直 徑的二.2倍，甚至至管體14的直徑的〇 4倍(對於六英忖的管 體而言，每一斜板具有二個片體，該二片體從管體延伸大約上 英吋的長度）。 接者關於斜板的寬度，必須具備足夠的寬度，以致於可 以徑,向地移動液體，而不是從側邊溢出。在一實施例中，6英 體’斜板的寬敍約G.5英啦X符號G.1D表示。當寬 :伽時’將使得斜板的數量大約64個。所以實際的 ==限制最大可為管體的内徑的〇.05倍。至於其他之 的^導方:為G4D可使得斜板的數量為8個，這些象徵實際 的才曰導方針，而非絕對的限制。 屬來具甘有斜板之調節裝置經由管狀或平板狀的金 可使用不同的材料，例如樣可以 201237281 流量調節器可炎設於管體凸緣之間。在其他變化的實施 例中’斜板可_於流㈣節器及超音波流量計的組合之上游 區域。至於其他實施例可由具有數個斜板的管狀體，其中斜板 固定於管狀體之内側 流量調節ϋ可整合於超音波流量計，_當超音波流量 計裝設於管斷，流量調節ϋ已經為料波流量計的一部份 (參見美國專利第7810401號）。 以上敍述依據本發明多個不同實施例，其中各項特徵可 以早-或不合方式實施。因此，本發明實施 闊明本㈣之頻實關，射触本翻於所揭 言之’先前敍述及其賴僅為本發明示範之用， ''不U艮囿。其他元件之變化或組合皆可能 明之精神純圍。 朴于本發 【圖式簡單說明】 第1A圖繪示習知管束型之流量調節器。 第1b圖繪示習知葉片型之流量調節器。 第2圖繪示習知盤體型之流量調節器。 第3A圖及第3B睛示習知片狀型之流量調㈣。 第4圖繪示調節片在層流下影響邊界層之示意圖。 第5A圖及第5B _會示習知靜態混合器的示“意圖。 第6圖繪示習知靜態混合器另一實施例示意圖 第7A圖及第73圖綠示習知靜態混合 圖至第_繪示流量調節器之斜板 18 201237281 第9圖繪示本發明所提供的流量調節器的内部侧視圖。 第10A圖至第10C圖繪示傳感器殼體於液體中傳遞超音波的 示意圖。 第11A圖及第11B圖繪示流量調節器的第一斜板及第二斜板 的各種排列方式之貫施例的示意圖。 第12圖繪示流量調節器的第一斜板及第二斜板影響液體流向 之示意圖。 苐13A圖及第13B圖繪示流量調節器的第一斜板及第二斜板 相互交疊以及相間隔的不同實施例之示意圖。 第14圖繪示第一陣列的第一斜板及第二斜板以及下游的第二 陣列的第一斜板及第二斜板的示意圖。 苐15A圖至第15D圖繪示第一斜板及第二斜板之間連接帶狀 板的另一實施例示意圖。 第16A圖至第16D圖繪示第一斜板及第二斜板連接有支擇件 的另一實施例示意圖。 第17A圖至第17F圖繪示第一斜板及第二斜板的不同剖面的 各種實施例的示意圖。 第18圖繪示第一斜板及第二斜板設置於管體周圍的示意圖。 第19圖繪示本發明所提供的流量調節器的照片。 第20圖繪示未使用流量調節器前量測參數與雷諾數的函數關 係圖。 第21圖繪示使用流量調節器後量測參數與雷諾數的函數關係 圖。 第22圖繪示本發明所提供的流量調節器的示意圖。 19 201237281 第23圖繪示本發明所提供的流量調節器組接於管體後的示意 圖。 【主要元件符號說明】 【習知】 1調整片 2區域 3邊界層 4死區 5邊界層 【本發明】 10流量調節器 12殼層 14管體 16超音波流量計 18第一斜板 20内表面 22第二斜板 24傳感器位置 26凸緣 28、40表面 30穿孔 32第三斜板 34第四斜板 36第五斜板 38帶狀板 43傳感器殼體 44管壁 51絕緣體 20

Claims (1)

1. 201237281 七、申請專利範圍： 1種用於位移及混合管體内之液體流量之流量調節器，該管 體的剖面方向定義有-殼層，該管體設有複數個超音波流量 °十之傳感器位置’該流量調節器包括： 一第一斜板，該第一斜板設於該管體内，該第一斜板在液 體流量之下游方向從該殼層的外部朝向該管體的中心延伸且 相對於該管體的内表面之夾角介於0度至9〇度之間；以及 —第一斜板’该第二斜板没於該管體内，該第二斜板在液 體机里之上游方向從該殼層的外部朝向該管體❸中心延伸且 相對於該管體的内表面之夾角介於〇度至90度之間，該第一 斜板及該第二斜板設於練油佩錄置其巾— 位置的上游。 ° 2、如申，專利範圍第1項所述的流量調節器，更包括一凸緣， 該凸緣設有—表面，該表面可接觸於該管體，該表面設有-穿^ ’而該管體中驗體可㈣該穿孔，該第—斜板及該第 ί管二延伸於該表面，該凸緣可於該舰11位置社游接觸 、如申請，範圍第1項所述的流量調節器，更包含一第三斜 板及第四斜板，該第三斜板設於該管體 =r方向從該殼層的外部朝向該管體= ;體的内表面之夾角介於0度至90度之間；該第 201237281 四斜板設於該管體内且並列於該第三斜板，該第四斜板在液 體流量之上游方向從該殼層的外部朝向該管體的中心延伸且 相對於該管體的内表面之夾角介於0度至90度之間。 4、 如申請專利範圍第3項所述的流量調節器，其中該第一斜板 及該第二斜板與該第三斜板及第四斜板相間隔。 5、 如申請專利範圍第4項所述的流量調節器，還包括一帶狀板 及一第五斜板，該帶狀板連接於該第一斜板及該第五斜板之 間。 6、 如申請專利範圍第4項所述的流量調節器，還包括二個帶狀 板，其中一個帶狀板連接於該第一斜板與該第五斜板之間， 另一個帶狀板連接於該第三斜板與該第四斜板之間。 7、 如申請專利範圍第4項所述的流量調節器，其中該第一斜 板、5亥第二斜板、該第三斜板、及該第四斜板的傾斜高度約 為該管體的直徑的1/5。 8、 如申請專利範圍第4項所述的流量調節器，其中該第一斜板 設有數個，該第二斜板設有數個，該些第—斜板蝴隔設置反 而該些第二斜板相間隔設置。 9、 如申請專利範圍第4項所述的流量調節器，其中哕第一斜 22 201237281 板、該第二斜板、該第三斜板、及該第四斜板各具有接觸液 體的表面，而該表面呈平坦狀。 10、如申請專利範圍第4項所述的流量調節器，其中該第一斜 板、該第二斜板、該第三斜板、及該第四斜板各具有接觸液 體的表面’而該表面非平坦狀。 ' -種蚊設有複數個佩H位置之f體_體流量的裝 置’包括： 、 超音波流量計，該超音波流量計設有複數轉感器以聲 通訊於該管體内之液體流量； —用於位移及混合管體峨體流量之流量調節器，該管體 ，面方向定義有-殼層，該流量器包含有—第—斜板 及一第二斜板，該第-斜板設於該管體内，該第—斜板在液 體流1之下游方向由殼層的外部躺鮮體的巾々延伸且相 對於該管體_表面之纽介㈣度錢度1;以及該第 -斜板設於該管體内’該第二斜板朗於該第—斜板，該第 二斜板在液體流量之上游方向由雜層的外部她該管體 _ 伸幼對於知H制表面之肖度介於卩度至9〇度之 間。亥第斜板及該第二斜板設置於該些傳感器位 —個的上游。 升r 12、如申請專利範圍第 该傳感器位置之距離 11項所述的裝置，其中該流量調節器與 大約為該管體的直徑的5倍到15倍之 201237281 間 13 體内液體流量的方 位移接近於該管體的内表叫㈣” ^ 邊界層’料-斜板設於其巾-個舰驗_上游而且相、 種決定設有複數個傳感器位置之管 法，包括下列步 對於該管體的内表面之夾角介於〇度至9G度之間； 一第二斜板位移接近於該管體的内表面之法 邊界層，其中該第二斜板設於其中—個傳感=里、.、、、 且相對於該管體_表面之夾角介於G度至¥之門上游而 量=音波流量計的傳感器發送超音波錢至;體流 體内之液體 透過該超音波流量計之超音波訊號計算讀管 流量。 14、-侧於混合管體内液體流量之流量調節器，包括： 二第—斜板設於該管體内，該管體在剖面方 向疋義有一，_—斜板在液體流量之下游方向從缺 層的外部朝向該管_中心延伸取目對於該管體的面^ 夾角介於0度至90度之間；以及 < -第二斜板’該第二斜板設於該管體岐並列於該第一斜 板，該第二斜板在液體流量之上游方向從該殼層的外部朝向 該管體的中心延伸科目對於該管體的内表面之夾角介於〇产 至90度之間。 又 24 201237281 15、一種決定管體内液體流量之方法， —第-斜板位移接近於該;I； #下列步驟 邊界層，其中該第一細晴於;^内表面的液體流量之熱 〇度至90度之間； /^體的内表面之夾角介於 一第二斜板位移接近於該管 -邊界層，其中該第二斜板相對”管^面的液體流量^ 〇度至90度之間； 體的内表面之夾角介於 體 量由叹超音波流量計的傳感器發送超音波訊號至液 號計算該管體内的液體 透過該超音波流量計之超音波訊 流量〇 、一種影響管體峨體流量之方法，包括下列步驟： 邊轉躲於辭_料面的賴流量的熱 至％曰_ 於該管體的内表面之夾角介於0产 置的=間，該第二斜板並列於該第一斜板以及該傳感器二