СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ В ГЕРМЕТИЗИРУЕМОМ КОНТЕЙНЕРЕ

av
norm
norm
1. Способ определения усредненного значения физического параметра (T, ρ, p) текучей среды в герметизируемом контейнере (1), содержащий этапы, на которых:
a) обеспечивают трубку (4) с первым отверстием (11а) и вторым отверстием (11b),
b) устанавливают преграждающий поток элемент (7) на первом уровне (h) таким образом, чтобы преграждающий поток элемент (7) проходил через все сечение трубки (4),
o
c) устанавливают датчик (3) плотности и/или первый датчик (3) давления на втором уровне (h) внутри трубки (4) или внутри контейнера (1),
d) прикрепляют трубку (4) к контейнеру (1) таким образом, чтобы первое отверстие (11а) соединялось с первым отверстием контейнера, а второе отверстие (11b) соединялось со вторым отверстием контейнера,
1
e) определяют опорную температуру (T) трубки,
f) определяют, посредством датчика (2) дифференциального давления, установленного между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), или посредством второго и третьего датчиков давления, установленных с двух сторон от преграждающего поток элемента (7), локальное дифференциальное давление в виде разности между первым давлением текучей среды с одной стороны от преграждающего поток элемента (7) и второго давления текучей среды с другой стороны от преграждающего поток элемента (7),
g) измеряют локальную плотность текучей среды посредством датчика (3) плотности и/или измеряют локальное давление посредством первого датчика (3) давления, и
1
h) вычисляют усредненное значение физического параметра, исходя из локального дифференциального давления, локальной плотности или локального давления и опорной температуры (T) трубки.
av
norm
norm
2. Способ по п. 1, в котором усредненное значение физического параметра представляет собой среднюю температуру (T) текучей среды и/или среднюю плотность (ρ) текучей среды и/или нормированное по температуре давление (p) текучей среды и/или среднюю плотность частиц текучей среды и/или массу текучей среды.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап или этапы, на которых:
norm
norm
i) выбирают в качестве усредненного значения физического параметра текучей среды среднюю плотность (ρ) текучей среды и определяют массу текучей среды внутри контейнера (1) на основе, исходя из средней плотности (ρ) и известного объема контейнера (1), и/или
av
norm
norm
av
j) выбирают в качестве усредненного значения физического параметра текучей среды среднюю температуру (T) и/или нормированное по температуре давление (p) текучей среды и определяют нормированное по температуре давление (p) текучей среды из локально измеренных давлений с использованием полученной средней температуры (T).
av
av
1
4. Способ по п. 1, в котором выбираемое усредненное значение физического параметра представляет собой среднюю температуру (T) текучей среды, причем среднюю температуру (T) определяют из локального дифференциального давления, локальной плотности или локального давления и опорной температуры (T) трубки путем использования барометрической формулы.
av
norm
norm
av
5. Способ по п. 1, в котором выбираемое усредненное значение физического параметра представляет собой среднюю температуру (T) и/или среднюю плотность (ρ) текучей среды, причем среднюю плотность (ρ) текучей среды определяют посредством коррекции локальной плотности текучей среды с учетом средней температуры (T) текучей среды.
av
6. Способ по п. 1, в котором среднюю температуру T текучей среды определяют по уравнению
o
o
o
1
где R - универсальная газовая постоянная, h - первый уровень текучей среды, на котором расположен преграждающий поток элемент (7), h - второй уровень текучей среды, на котором установлен первый датчик (3) давления, Δp(h) - дифференциальное давление между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), p(h) - локальное давление, измеренное первым датчиком (3) давления, М - молярная масса текучей среды, g - ускорение силы тяжести, h-h - разность между первым уровнем и вторым уровнем и T - температура стенки или стенок (10) трубки.
norm
7. Способ по п. 1, в котором усредненное или нормированное по температуре давление ρ текучей среды определяют по уравнению
o
o
meas
где h - первый уровень текучей среды, на котором расположен преграждающий поток элемент (7), h - второй уровень текучей среды, на котором установлен первый датчик (3) давления, Δp(h) - дифференциальное давление между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), g - ускорение силы тяжести, h-h - разность между первым уровнем и вторым уровнем и ρ - локальная плотность, измеренная датчиком (3) плотности.
norm
norm
meas
norm
av
norm
av
8. Способ по п. 1, в котором нормированное по температуре давление p текучей среды определяют по уравнению p=р×T/T, где T - температура нормирования и 1/Т определяют по формуле
o
o
o
1
где R - универсальная газовая постоянная, h - первый уровень текучей среды, на котором расположен преграждающий поток элемент (7), h - второй уровень текучей среды, на котором установлен первый датчик (3) давления, Δp(h) - дифференциальное давление между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), p(h) - локальное давление, измеренное первым датчиком (3) давления (3), М - молярная масса текучей среды, g - ускорение силы тяжести, h-h - разность между первым уровнем и вторым уровнем и T - температура стенки или стенок (10) трубки.
av
9. Способ по любому из пп. 2-8, в котором среднюю температуру T текучей среды определяют по уравнению
o
o
o
1
где R - универсальная газовая постоянная, h - первый уровень текучей среды, на котором расположен преграждающий поток элемент (7), h - второй уровень текучей среды, на котором установлен первый датчик (3) давления, Δp(h) - дифференциальное давление между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), p(h) - локальное давление, измеренное первым датчиком (3) давления, М - молярная масса текучей среды, g - ускорение силы тяжести, h-h - разность между первым уровнем и вторым уровнем и T - температура стенки или стенок (10) трубки.
norm
10. Способ по любому из пп. 2-8, в котором усредненное или нормированное по температуре давление ρ текучей среды определяют по уравнению
o
o
meas
где h - первый уровень текучей среды, на котором расположен преграждающий поток элемент (7), h - второй уровень текучей среды, на котором установлен первый датчик (3) давления, Δp(h) - дифференциальное давление между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), g - ускорение силы тяжести, h-h - разность между первым уровнем и вторым уровнем и ρ - локальная плотность, измеренная датчиком (3) плотности.
норм
norm
meas
norm
av
norm
av
11. Способ по любому из пп. 2-8, в котором нормированное по температуре давление р текучей среды определяют по уравнению p=р×T/T, где T - температура нормирования и 1/T определяют по формуле
o
o
o
1
где R - универсальная газовая постоянная, h - первый уровень текучей среды, на котором расположен преграждающий поток элемент (7), h - второй уровень текучей среды, на котором установлен первый датчик (3) давления, Δp(h) - дифференциальное давление между двумя сторонами преграждающего поток элемента (7), p(h) - локальное давление, измеренное первым датчиком (3) давления (3), М - молярная масса текучей среды, g - ускорение силы тяжести, h-h - разность между первым уровнем и вторым уровнем и T - температура стенки или стенок (10) трубки.
12. Способ по любому из пп. 1-8, в котором
первое отверстие (11а) представляет собой верхнее отверстие (11а) трубки (4) и второе отверстие (11b) представляет собой нижнее отверстие (11b) трубки (4), и/или
преграждающий поток элемент (7) расположен внутри трубки (4), и/или
o
первый уровень (h) и второй уровень (h) соответствуют различным высотам в поле тяготения.
1
1
13. Способ по любому из пп. 1-8, в котором опорную температуру (T) трубки определяют вдоль трубки от второго отверстия (11b) до преграждающего поток элемента (7), или опорную температуру (T) трубки определяют по всей длине этой трубки (4).
1
1
1
1
14. Способ по любому из пп. 1-8, в котором на этапе е) определение опорной температуры (T) трубки выполняют путем стабилизации температуры текучей среды внутри трубки (4) на уровне постоянной опорной температуры (T), и/или посредством стабилизации температуры стенки или стенок (10) трубки на уровне постоянной опорной температуры (T), и/или путем определения средней температуры (T) текучей среды внутри трубки (4), и/или
1
посредством определения средней температуры (Т) стенок трубки.
15. Способ по любому из пп. 1 -8, в котором
1
1
1
опорную температуру (T) трубки, в частности среднюю температуру (T) текучей среды внутри трубки (4) и/или среднюю температуру (T) стенок трубки, определяют, исходя из по меньшей мере одного значения температуры, предпочтительно из нескольких значений температуры, измеренных вдоль трубки (4), и/или
трубку (4) прикрепляют к наружной стенке контейнера (1).
16. Способ по любому из пп. 1-8, в котором на этапе g) измерение локальной плотности и/или локального давления текучей среды включает в себя определение локальной температуры текучей среды.
1
1
17. Способ по любому из пп. 1-8, в котором опорную температуру (T) трубки определяют вдоль трубки от второго отверстия (11b) до преграждающего поток элемента (7), или опорную температуру (T) трубки определяют по всей длине этой трубки (4),.
первое отверстие (11а) представляет собой верхнее отверстие (11а) трубки (4) и второе отверстие (11b) представляет собой нижнее отверстие (11b) трубки (4), и/или
преграждающий поток элемент (7) расположен внутри трубки (4), и/или
o
первый уровень (h) и второй уровень (h) соответствуют различным высотам в поле тяготения.
1
1
1
1
1
18. Способ по любому из пп. 1-8, в котором на этапе е) определение опорной температуры (T) трубки выполняют путем стабилизации температуры текучей среды внутри трубки (4) на уровне постоянной опорной температуры (Т), и/или посредством стабилизации температуры стенки или стенок (10) трубки на уровне постоянной опорной температуры (Т), и/или путем определения средней температуры (T) текучей среды внутри трубки (4), и/или посредством определения средней температуры (T) стенок трубки,
первое отверстие (11а) представляет собой верхнее отверстие (11а) трубки (4) и второе отверстие (11b) представляет собой нижнее отверстие (11b) трубки (4), и/или
преграждающий поток элемент (7) расположен внутри трубки (4), и/или
0
первый уровень (h) и второй уровень (h) соответствуют различным высотам в поле тяготения.
19. Способ по любому из пп. 1-8, в котором
1
1
1
опорную температуру (T) трубки, в частности среднюю температуру (Т) текучей среды внутри трубки (4) и/или среднюю температуру (T) стенок трубки, определяют, исходя из по меньшей мере одного значения температуры, предпочтительно из нескольких значений температуры, измеренных вдоль трубки (4), и/или
трубку (4) прикрепляют к наружной стенке контейнера (1),
первое отверстие (11а) представляет собой верхнее отверстие (11а) трубки (4) и второе отверстие (11b) представляет собой нижнее отверстие (11b) трубки (4), и/или
преграждающий поток элемент (7) расположен внутри трубки (4), и/или
0
первый уровень (h) и второй уровень (h) соответствуют различным высотам в поле тяготения.
20. Способ по любому из пл. 1-8, в котором
1
1
1
опорную температуру (Т)трубки, в частности среднюю температуру (Т) текучей среды внутри трубки (4) и/или среднюю температуру (T) стенок трубки, определяют, исходя из по меньшей мере одного значения температуры, предпочтительно из нескольких значений температуры, измеренных вдоль трубки (4), и/или
трубку (4) прикрепляют к наружной стенке контейнера (1), причем
1
1
1
1
1
на этапе е) определение опорной температуры (T) трубки выполняют путем стабилизации температуры текучей среды внутри трубки (4) на уровне постоянной опорной температуры (T), и/или посредством стабилизации температуры стенки или стенок (10) трубки на уровне постоянной опорной температуры (T), и/или путем определения средней температуры (T) текучей среды внутри трубки (4), и/или посредством определения средней температуры (T) стенок трубки.
21. Способ по любому из пп. 1-8, в котором на этапе g) измерение локальной плотности и/или локального давления текучей среды включает в себя определение локальной температуры текучей среды, причем
1
1
1
1
1
на этапе е) определение опорной температуры (T) трубки выполняют путем стабилизации температуры текучей среды внутри трубки (4) на уровне постоянной опорной температуры (T), и/или посредством стабилизации температуры стенки или стенок (10) трубки на уровне постоянной опорной температуры (T), и/или путем определения средней температуры (T) текучей среды внутри трубки (4), и/или посредством определения средней температуры (T) стенок трубки.
22. Способ по любому из пп. 1-8, в котором на этапе g) измерение локальной плотности и/или локального давления текучей среды включает в себя определение локальной температуры текучей среды, причем
1
1
1
опорную температуру (T) трубки, в частности среднюю температуру (T) текучей среды внутри трубки (4) и/или среднюю температуру (T) стенок трубки, определяют, исходя из по меньшей мере одного значения температуры, предпочтительно из нескольких значений температуры, измеренных вдоль трубки (4), и/или
трубку (4) прикрепляют к наружной стенке контейнера (1).
23. Измерительное устройство (1а) для осуществления способа по любому из пп. 1-22, содержащее:
трубку (4), имеющую по меньшей мере одну стенку (10), а также первое отверстие (11а) и второе отверстие (11b),
преграждающий поток элемент (7), установленный на первом уровне (h) трубки (4),
0
датчик (3) плотности и/или первый датчик (3) давления, установленные на втором уровне (h)трубки (4),
датчик (2) дифференциального давления или второй и третий датчики давления, установленные у преграждающего поток элемента (7), для измерения локального дифференциального давления между первым давлением текучей среды с одной стороны от преграждающего поток элемента (7) и вторым давлением текучей среды с другой стороны от преграждающего поток элемента (7).
24. Измерительное устройство (1а) по п. 23, в котором преграждающий поток элемент (7) выполнен с возможностью предотвращения сквозного потока через трубку (4), в частности, преграждающий поток элемент (7) выполнен с возможностью предотвращения потока текучей среды из трубки или в трубку (4) через первое отверстие (11а).
25. Измерительное устройство (1а) по п. 23, в котором первое отверстие (11) и второе отверстие (11b) трубки (4) выполнены с возможностью присоединения к соответствующим отверстиям герметизируемого контейнера (1), в частности, объем трубки (4) имеет величину в диапазоне от 10 раз до 1'000'000 раз меньше объема герметизируемого контейнера (1).
26. Измерительное устройство (1а) по п. 25, в котором трубка (4) присоединена к герметизируемому контейнеру (1) через теплоизоляционный элемент (5), в частности, через адаптер из полиэтилентерефталата (PTFE).
27. Измерительное устройство (1а) по п. 23, в котором преграждающий поток элемент (7) установлен внутри трубки (4) таким образом, что преграждающий поток элемент (7) проходит через все сечение трубки (4), при этом датчик (3) плотности и/или первый датчик (3) давления расположен внутри трубки (4) или внутри контейнера (1).
28. Измерительное устройство (1а) по п. 23, в котором
преграждающий поток элемент (7) представляет собой гибкую мембрану (7) или жесткую стенку (7), и/или
второй уровень ниже первого уровня, если смотреть в вертикальном направлении (z) силы тяжести, или наоборот.
29. Измерительное устройство (1а) по п. 23, в котором
преграждающий поток элемент (7) представляет собой гибкую мембрану (7) или жесткую стенку (7), и/или
второй уровень ниже первого уровня, если смотреть в вертикальном направлении (z) силы тяжести, или наоборот, причем
преграждающий поток элемент (7) установлен внутри трубки (4) таким образом, что преграждающий поток элемент (7) проходит через все сечение трубки (4), при этом датчик (3) плотности и/или первый датчик (3) давления расположен внутри трубки (4) или внутри контейнера (1).
30. Измерительное устройство (1a) по п. 23, в котором преграждающий поток элемент (7) полностью закрывает первое или второе отверстие (11а, 11b), а датчик (3) плотности и/или первый датчик (3) давления установлен в другом отверстии (11b, 11a).
31. Измерительное устройство (1а) по п. 23, в котором преграждающий поток элемент (7) полностью закрывает первое или второе отверстие (11а, 11b), а датчик (3) плотности и/или первый датчик (3) давления установлен в другом отверстии (11b, 11а),
преграждающий поток элемент (7) представляет собой гибкую мембрану (7) или жесткую стенку (7), и/или
второй уровень ниже первого уровня, если смотреть в вертикальном направлении (z) силы тяжести, или наоборот.
32. Измерительное устройство (1а) по п. 23, дополнительно содержащее изоляционный слой (9) для тепловой изоляции трубки (4) от окружающей среды, в частности трубчатая изоляция (9) по существу полностью закрывает указанную по меньшей мере одну стенку (10) трубки (4).
33. Измерительное устройство (1а) по любому из пп. 23-32, дополнительно содержащее терморегулирующее устройство (12) для регулирования температуры указанной по меньшей мере одной стенки (10) трубки (4), в частности, терморегулирующее устройство (12) представляет собой нагревательную ленту (12).
34. Измерительное устройство (1а) по п. 33, в котором терморегулирующее устройство (12) размещено между указанной по меньшей мере одной стенкой (10) трубки (4) и изоляционным слоем (9).
35. Измерительное устройство (1а) по любому из пп. 23-32, дополнительно содержащее клапан для каждого из следующих отверстий трубки (4): первое отверстие (11а) и второе отверстие (11b), для предотвращения утечки текучей среды из герметизируемого контейнера (1) в окружающую герметизируемый контейнер (1) и трубку (4) атмосферу, когда измерительное устройство (1а) присоединено к герметизируемому контейнеру (1).
36. Измерительное устройство (1а) по любому из пп. 23-32, дополнительно содержащее клапанный узел и/или насосный узел для откачки газов из трубки (4) перед выполнением соединения между измерительным устройством (1а) и герметизируемым контейнером (1).
av
norm
norm
37. Измерительная система, содержащая измерительное устройство (1а) по любому из пп. 23-36 и герметизируемый контейнер (1), при этом трубка (4) измерительного устройства (1а) прикреплена к наружной стенке контейнера (1) таким образом, что первое отверстие (11а) присоединено к первому отверстию контейнера, а второе отверстие (11b) присоединено ко второму отверстию контейнера, указанная измерительная система содержит по меньшей мере одно устройство сбора и обработки данных, предназначенное для получения данных датчиков от датчика (3) плотности и/или от первого датчика (3) давления и/или от датчика (2) дифференциального давления и/или от второго и/или третьего датчика давления измерительного устройства (1а) и для вычисления по меньшей мере усредненного значения физического параметра (T, ρ, p) текучей среды в контейнере (1).
av
norm
norm
av
norm
norm
38. Измерительная система по п. 37, в которой усредненное значение физического параметра (T, ρ, p) представляет собой среднюю температуру (T) текучей среды и/или среднюю плотность (p) текучей среды и/или нормированное по температуре давление (p) текучей среды и/или среднюю плотность частиц текучей среды и/или массу текучей среды.
39. Применение измерительного устройства (1а) по любому из пп. 23-36 для измерения посредством способа по любому из пп. 1-22 утечки текучей среды из или в распределительное устройство (1) с изоляцией текучей средой, в частности, распределительное устройство (1) с газовой изоляцией.