專利名稱：用于測量振動計中流體參數(shù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流量計，且更特別涉及用于測量振動流量計中流體參數(shù)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
流量計被用來測量流動物質(zhì)的質(zhì)量流率、密度和其它特性。流動物質(zhì)可以包括液體、氣體、懸浮在液體或氣體中的固體物，或者其任何組合。諸如科里奧利斯(Coriolis)質(zhì)量流量計和振動密度計之類的振動導(dǎo)管傳感器典型地是通過探測含有流動物質(zhì)的振動導(dǎo)管的運(yùn)動而工作。與導(dǎo)管內(nèi)物質(zhì)相關(guān)聯(lián)的屬性可以通過處理從與該導(dǎo)管相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動換能器收到的測量信號來確定，所述屬性諸如質(zhì)量流量、密度等等。裝有振動物質(zhì)的系統(tǒng)的振動方式通常受到該包含導(dǎo)管和在其中所含物質(zhì)的組合質(zhì)量、硬度和阻尼特性的影響。典型的科里奧利斯質(zhì)量流量計包括一個或多個導(dǎo)管，這些導(dǎo)管內(nèi)聯(lián)連接在管道或其它運(yùn)輸系統(tǒng)中且運(yùn)送該系統(tǒng)中的物質(zhì)，諸如流體、漿液類等等。每個導(dǎo)管可以被看作具有一套自然振動方式，例如包括簡單彎曲的、扭轉(zhuǎn)的、徑向的和耦合的方式。在典型的科里奧利斯質(zhì)量流量測量應(yīng)用中，在物質(zhì)流動通過導(dǎo)管時該導(dǎo)管以一種或幾種振動方式被激勵， 且在沿導(dǎo)管間隔開的點處測量該導(dǎo)管的運(yùn)動。激勵典型地由定期性地擾動導(dǎo)管的執(zhí)行機(jī)構(gòu) (actuator)提供，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)例如像音圈式驅(qū)動器之類的機(jī)電裝置。通過測量在換能器位置處各運(yùn)動之間的時間延遲或相差來確定質(zhì)量流率。流動物質(zhì)的密度可以根據(jù)流量計振動響應(yīng)的頻率來確定。典型采用兩個這樣的換能器(或拾取(Pick-off)傳感器)以便測量 (一個或多個)流動導(dǎo)管的振動響應(yīng)，而且，該兩個這樣的換能器典型地位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的上游和下游的位置。該兩個拾取傳感器通常通過電纜連接到電子儀器，諸如通過兩對獨立的導(dǎo)線。該儀器接收來自這兩個拾取傳感器的信號，并對這些信號進(jìn)行處理，以便得出流量測量結(jié)果。振動流量計的一個潛在誤差源是由可壓縮性(又稱作為聲速效應(yīng))引起的。這些誤差通常隨著管子振蕩頻率的增加而增加，且因此，誤差常常發(fā)生在高頻操作期間。已經(jīng)開發(fā)出許多模型來表征振動流量計中的聲速效應(yīng)。例如，Hemp J and Kutin J.的在 Flow Measurement and Instrumentation, 17:359-369 (2006)的 Theory of errors in Coriolis flowmeter readings due to compressibility of the fluid being metered 把在所測量的密度和質(zhì)量流率二者方面的誤差影響表征為
權(quán)利要求
1.一種用于計算流動通過至少第一振動流量計的流體的流體參數(shù)的方法，包括步驟 以一個或更多頻率對所述流量計進(jìn)行振動；接收振動響應(yīng)；生成所述流體的第一流體屬性； 生成所述流體的至少第二流體屬性；和基于所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性計算流體參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對振動流量計進(jìn)行振動的步驟包括步驟 以第一頻率對所述振動流量計進(jìn)行振動；和還以至少第二頻率對所述振動流量計進(jìn)行振動，其中與所述第一頻率相比所述至少第二頻率是不同的頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括把所述振動響應(yīng)分成所述振動響應(yīng)的第一頻率分量和所述振動響應(yīng)的至少第二頻率分量的步驟。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性基于所述振動響應(yīng)的第一頻率分量，而所述至少第二流體屬性基于所述振動響應(yīng)的至少第二頻率分量。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對振動流量計進(jìn)行振動的步驟包括步驟 以第一頻率對所述振動流量計進(jìn)行振動；和把所述振動響應(yīng)分成第一頻率分量和至少第二頻率分量，其中，所述第一頻率分量和所述至少第二頻率分量通過以所述第一頻率的振動生成。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟 對至少第二振動流量計進(jìn)行振動；從第一振動流量計生成所述第一流體屬性；和從所述至少第二振動流量計生成所述至少第二流體屬性。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，對第一流量計和至少第二流量計進(jìn)行振動的步驟包括以第一頻率對所述第一流量計進(jìn)行振動；和以至少第二頻率對所述至少第二流量計進(jìn)行振動，其中所述至少第二頻率不同于所述第一頻率。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，而且其中，所述第一密度測量結(jié)果從已知流體密度生成。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，而且還包括步驟將所述第一密度測量結(jié)果與預(yù)期密度測量結(jié)果進(jìn)行比較；和如果所述第一密度測量結(jié)果和所述預(yù)期密度測量結(jié)果之間的差小于閾值，則確定所述第一密度測量結(jié)果構(gòu)成了實際流體密度。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率，而且還包括步驟將所述第一質(zhì)量流率與預(yù)期質(zhì)量流率進(jìn)行比較；和如果所述第一質(zhì)量流率和所述預(yù)期質(zhì)量流率之間的差小于閾值，則確定所述第一質(zhì)量流率構(gòu)成了實際質(zhì)量流率。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，而且還包括步驟將所述第一密度測量結(jié)果與預(yù)期密度進(jìn)行比較；和如果所述第一密度測量結(jié)果和所述預(yù)期密度測量結(jié)果之間的差超過閾值，則計算所述流體的實際密度和聲速。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率，而且還包括步驟將所述第一質(zhì)量流率與預(yù)期質(zhì)量流率進(jìn)行比較；和如果所述第一質(zhì)量流率和所述預(yù)期質(zhì)量流率之間的差超過閾值，則計算所述流體的實際質(zhì)量流率和聲速。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流體參數(shù)包括密度。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流體參數(shù)包括質(zhì)量流率。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述流體參數(shù)包括所述流體的聲速。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括基于所計算的聲速計算密度誤差的步驟。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括基于所計算的密度誤差修正密度的步驟。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括基于所計算的聲速計算質(zhì)量流量誤差的步驟。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括基于所計算的質(zhì)量流量誤差修正質(zhì)量流率的步驟。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括將所計算的聲速與預(yù)期聲速進(jìn)行比較的步驟以及如果所計算的聲速和預(yù)期聲速之間的差超過閾值則確定誤差情況的步驟。
23.一種用于計算流動流體的流體參數(shù)的振動流量計(5)，其包括含有振動傳感器 (104，105，105 ’)的計量組件(10)和耦合到所述振動傳感器的計量電子器件00)，其中所述振動流量計(5)的特征在于所述計量電子器件00)被配置成接收來自所述振動傳感器的振動響應(yīng)；生成所述流體的第一流體屬性；生成所述流體的至少第二流體屬性；和基于所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性計算流體參數(shù)。
24.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果。
25.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率。
26.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述第一流體屬性基于所述振動響應(yīng)的第一頻率分量而所述至少第二流體屬性基于所述振動響應(yīng)的至少第二頻率分量。
27.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中所述計量電子器件00)還配置成以第一頻率和至少第二頻率對所述振動流量計( 進(jìn)行振動，其中與所述第一頻率相比所述至少第二頻率是不同的頻率。
28.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中所述計量電子器件OO)還配置成把所述振動響應(yīng)分成第一頻率分量和至少第二頻率分量。
29.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中所述計量電子器件OO)還配置成以第一頻率對所述流量計進(jìn)行振動，并把所述振動響應(yīng)分成第一頻率分量和至少第二頻率分量，其中所述第一頻率分量和所述至少第二頻率分量通過以所述第一頻率的振動生成。
30.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，其中所述第一密度測量結(jié)果從已知流體密度生成。
31.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，且其中所述計量電子器件OO)還配置成將所述第一密度測量結(jié)果與預(yù)期密度進(jìn)行比較，且如果所述第一密度測量結(jié)果和預(yù)期密度之間的差小于閾值，則確定所述第一密度測量結(jié)果構(gòu)成了實際密度。
32.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率，且其中所述計量電子器件OO)還配置成將所述第一質(zhì)量流率與預(yù)期質(zhì)量流率進(jìn)行比較，且如果所述第一質(zhì)量流率和預(yù)期質(zhì)量流率之間的差小于閾值，則確定所述第一質(zhì)量流率構(gòu)成了實際質(zhì)量流率。
33.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述流體參數(shù)包括密度。
34.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述流體參數(shù)包括質(zhì)量流率。
35.如權(quán)利要求23所述的振動流量計(5)，其中，所述流體參數(shù)包括所述流體的聲速。
36.如權(quán)利要求35所述的振動流量計(5)，其中，所述計量電子器件OO)還配置成基于所計算的聲速計算密度誤差。
37.如權(quán)利要求36所述的振動流量計(5)，其中，所述計量電子器件OO)還配置成基于所述密度誤差修正密度。
38.如權(quán)利要求35所述的振動流量計(5)，其中，所述計量電子器件OO)還配置成基于所計算的聲速計算質(zhì)量流量誤差。
39.如權(quán)利要求38所述的振動流量計(5)，其中，所述計量電子器件OO)還配置成基于所述質(zhì)量流量誤差修正質(zhì)量流率。
40.如權(quán)利要求35所述的振動流量計(5)，其中，所述計量電子器件OO)還配置成將所計算的聲速與預(yù)期聲速進(jìn)行比較以及如果所計算的聲速和預(yù)期聲速之間的差超過閾值則確定誤差。
41.一種用于計算流動流體的流體參數(shù)的振動流量計系統(tǒng)(700)，其包括第一流量計 (5A)和至少第二流量計(5B)以及耦合到所述第一流量計(5A)和所述至少第二流量計 (5B)的處理系統(tǒng)(707)，其中所述振動流量計系統(tǒng)(700)的特征在于所述處理系統(tǒng)(701)配置成接收來自所述第一流量計(5A)的第一振動響應(yīng)和接收來自所述至少第二流量計(5B)的至少第二振動響應(yīng)；基于所述第一振動響應(yīng)生成所述流體的第一流體屬性；基于所述至少第二振動響應(yīng)生成所述流體的至少第二流體屬性；和基于所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性計算流體參數(shù)。
42.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果。
43.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和所述至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率。
44.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述處理系統(tǒng)(701)還配置成，以第一頻率對所述第一流量計(5A)進(jìn)行振動和以至少第二頻率對所述至少第二流量計(5B)進(jìn)行振動，其中所述至少第二頻率不同于所述第一頻率。
45.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，而且其中所述第一密度測量結(jié)果從已知流體密度生成。
46.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，且其中所述處理系統(tǒng)(701)還配置成將所述第一密度測量結(jié)果與預(yù)期密度測量結(jié)果進(jìn)行比較；和如果所述第一密度測量結(jié)果和預(yù)期密度測量結(jié)果之間的差小于閾值，則確定所述第一密度測量結(jié)果構(gòu)成了實際流體密度。
47.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一密度測量結(jié)果和至少第二密度測量結(jié)果，且其中所述處理系統(tǒng)(701)還配置成將所述第一密度測量結(jié)果與預(yù)期密度進(jìn)行比較；和如果所述第一密度測量結(jié)果和預(yù)期密度測量結(jié)果之間的差超過閾值，則計算所述流體的實際密度和聲速。
48.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率，且其中所述處理系統(tǒng)(701)還配置成將所述第一質(zhì)量流率與預(yù)期質(zhì)量流率進(jìn)行比較；和如果所述第一質(zhì)量流率和預(yù)期質(zhì)量流率之間的差小于閾值，則確定所述第一質(zhì)量流率構(gòu)成了實際質(zhì)量流量。
49.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述第一流體屬性和至少第二流體屬性包括第一質(zhì)量流率和至少第二質(zhì)量流率，且其中所述處理系統(tǒng)(701)還配置成將所述第一質(zhì)量流率與預(yù)期質(zhì)量流率進(jìn)行比較；和如果所述第一質(zhì)量流率和預(yù)期質(zhì)量流率之間的差超過閾值，則計算所述流體的實際質(zhì)量流量和聲速。
50.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述流體參數(shù)包括密度。
51.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述流體參數(shù)包括質(zhì)量流率。
52.如權(quán)利要求41所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述流體參數(shù)包括聲速。
53.如權(quán)利要求52所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述處理系統(tǒng)(701)還配置成基于所計算的聲速計算密度誤差。
54.如權(quán)利要求53所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述處理系統(tǒng)(701)還配置成基于所計算的密度誤差修正密度。
55.如權(quán)利要求52所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述處理系統(tǒng)(701)還配置成基于所計算的聲速計算質(zhì)量流量誤差。
56.如權(quán)利要求55所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述處理系統(tǒng)(701)還配置成基于所計算的質(zhì)量流量誤差修正質(zhì)量流率。
57.如權(quán)利要求52所述的振動流量計系統(tǒng)(700)，其中，所述處理系統(tǒng)(701)還配置成將所計算的聲速與預(yù)期聲速進(jìn)行比較以及如果所計算的聲速和預(yù)期聲速之間的差超過閾值則確定誤差。
全文摘要
提供了一種用于計算流動通過振動流量計的流體的流體參數(shù)的方法。所述方法包括以一個或更多頻率對流量計進(jìn)行振動并接收振動響應(yīng)。所述方法還包括生成第一流體屬性和生成至少第二流體屬性。所述方法還包括基于第一流體屬性和至少第二流體屬性計算流體參數(shù)。
文檔編號G01N11/16GK102216739SQ200880131965
公開日2011年10月12日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者A·T·帕滕, J·溫斯坦, M·J·貝爾 申請人:微動公司