[发明专利]用于确定振动流量计中流率误差的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及振动流量计，更特别地，涉及用于确定振动流量计中流率误差的方法和装置。

背景技术

振动流量计，诸如例如，振动密度计和科里奥利流量计是众所周知的，且用于测量质量流量和流过流量计中导管的材料的其他信息。J.E Smith等人的US专利4,109,524、US专利4,491,025以及Re.31,450公开了示意性科里奥利流量计。这些流量计具有一个或多个直的或弯曲配置的导管。科里奥利质量流量计中的每个导管配置具有一套自然的振动模式，其可以是简单的弯曲、扭转或耦合的类型。每个导管可被驱动以在优选模式下振荡。

由流量计入口侧的连接管路进入流量计的材料流直接穿过(一个或多个)导管，并且通过流量计的出口侧离开流量计。振动的、材料填充的系统的自然振动模式，部分地由导管以及在导管中流动的材料的组合质量来限定。

当流量计中不存在流动时，施加到(一个或多个)导管上的驱动力引起沿着(一个或多个)导管的所有点以相同相位或较小的起始固定相位偏移而进行振荡，这是能够被校正的。当材料开始流过流量计时，科里奥利力引起沿着(一个或多个)导管的每个点具有不同的相位。例如，在流量计入口端的相位滞后于中心驱动位置的相位，而出口端的相位领先于中心驱动位置的相位。(一个或多个)导管上的拾取传感器(pick-off sensor)产生代表(一个或多个)导管运动的正弦信号。对拾取传感器输出的信号进行处理，以确定拾取传感器之间的相位差。两个或多个拾取传感器之间的相位差与流过(一个或多个)导管的材料的质量流率成比例。

连接到驱动器的仪表电子设备产生操作驱动器的驱动信号，且根据从拾取传感器接收的信号确定质量流率和材料的其他特性。驱动器可包括许多已知配置之一；然而，磁铁和相对的驱动线圈已经在流量计工业中取得了极大的成功。将交流电传送到驱动线圈，用以以期望的流管幅度和频率振动(一个或多个)导管。本领域公知的还有提供拾取传感器作为与驱动器配置非常相似的磁铁和线圈的配置。然而，当驱动器接收诱发运动的电流时，拾取传感器能利用驱动器提供的运动来诱发电压。由拾取传感器测量的时延的量值很小；通常以纳秒测量。因此，必须使得换能器输出非常精确。

一般来说，科里奥利流量计可被初始校正且可产生流量校正因子。在使用中，流量校正因子可与拾取传感器测量的相位差相乘，从而产生质量流率。在多数情况下，一旦科里奥利流量计被初始校正(典型地由制造商校正)，流量计可提供被测流体的精确的测量结果，而无需计及流体特性中的变化。尽管某些现有技术中的仪表确实提供了对温度和/或压力效应某些补偿，但这主要是补偿流管刚性的变化。然而，在某些情况中已经确定，其它流体特性可在由仪表电子设备输出的质量或体积流率中产生误差。这些误差通常随着更高密度流体诸如例如某些碳氢化合物流体而更大。然而，取决于所需的仪表精度，这些误差可能在各种密度的流体中经历。

因此，本领域需要一种采用可测量的流量参数来检测和补偿流率测量中的误差的方法。本发明克服了这个问题和其他问题并且在本领域中实现了改进。

发明内容

提供了一种用于确定流过振动流量计的流体的流率误差的方法。该方法包括从振动流量计接收传感器信号的步骤。该方法进一步包括利用传感器信号确定第一流率以及确定流体密度的步骤。流体速度基于第一流率、流体密度以及振动流量计的物理特性而确定。流量参数，V/ρ基于流体速度和密度而确定。该方法进一步包括基于计算的流量参数确定流率误差的步骤。

根据本发明的一个实施例提供了一种用于振动流量计的仪表电子设备。该仪表电子设备包括处理系统。处理系统配置为从振动流量计接收传感器信号。处理系统可以进一步配置为利用传感器信号确定第一流率以及确定流体密度。处理系统可以进一步配置为基于第一流率、密度和振动流量计的物理特性确定流体速度。流量参数，V/ρ基于流体速度和密度而确定。该处理系统进一步配置为基于计算的流量参数确定流率误差。

各方面

根据本发明的一个方面，一种用于确定流过振动流量计的流体的流率误差的方法，包括步骤：

从振动流量计接收传感器信号；

利用传感器信号确定第一流率；

确定流体密度，ρ；

利用第一流率，流体密度和振动流量计的物理特性确定流体速度，V；

基于流体速度和密度计算流量参数，V/ρ；以及

基于计算的流量参数确定流率误差。